Układy graficzne

Czy jesteś graczem uwielbiającym ''strzelanki'' z zaawansowaną grafiką, czy też kreatywnym projektantem, nie obędziesz się bez nowoczesnej karty graficznej. Jak jednak twierdzi Robert Morris, za jakość wyświetlanego obrazu odpowiada przede wszystkim układ zastosowany na karcie.

Czy jesteś graczem uwielbiającym 'strzelanki' z zaawansowaną grafiką, czy też kreatywnym projektantem, nie obędziesz się bez nowoczesnej karty graficznej. Jak jednak twierdzi Robert Morris, za jakość wyświetlanego obrazu odpowiada przede wszystkim układ zastosowany na karcie.

Karty graficzne - budowane dla graczy i projektowane przez matematyków - często wprawiają użytkowników w zdumienie i podziw. Współczesne są tak zaawansowane, że wiele z nich zawiera więcej tranzystorów niż procesor, a opis stosowanych w nich technologii mógłby zająć cały numer. Odbędziemy więc tylko krótką wycieczkę po krainie układów graficznych, wyjaśniając znaczenie terminów takich, jak transformacja i oświetlenie, mapowanie tekstur oraz częstotliwość taktowania rdzenia i pamięci.

Bloki trójwymiarowej sceny

Budowanie obrazu: zaczynamy od wierzchołków; łączymy kropki, aby otrzymać wielokąty; wreszcie dodajemy światło, cieniowanie i tekstury.

Budowanie obrazu: zaczynamy od wierzchołków; łączymy kropki, aby otrzymać wielokąty; wreszcie dodajemy światło, cieniowanie i tekstury.

Wydajność karty graficznej zależy przede wszystkim od zastosowanego w niej układu. Trójwymiarowe obrazy składają się z wielu milionów wielokątów. Prędkość, z jaką układ graficzny potrafi rysować, kolorować i oświetlać te wielokąty, składa się na ogólny efekt.

Wielokąt jest zdefiniowany przez pewną liczbę wierzchołków, a każdemu wierzchołkowi przypisuje się zbiór danych określających atrybuty, takie jak współrzędne, waga, kolor i informacje o teksturze. Wyobraź sobie wierzchołki jako małe kropki rozmieszczone na ekranie. Połącz ze sobą kropki, a otrzymasz wielokąt. Ogólnie rzecz biorąc, każdy wielokąt składa się z trzech wierzchołków, więc ma trójkątny kształt. Dlatego producenci kart często używają zamiennie terminów "wielokąt" i "trójkąt".

Ważnym etapem generowania grafiki jest transformacja, która przesuwa obiekty lub zmienia ich kształt - obraca je, skaluje (zwiększa lub zmniejsza, aby wywołać wrażenie głębi) i poddaje translacji (zmienia położenie obiektu).

Termin "oświetlenie" jest oczywisty - to uzupełnianie sceny o efekty kolorystyczne w celu stworzenia określonej atmosfery, czy chodzi o migotanie pochodni w jaskini, czy też o pokój skąpany w jasnym świetle. Starsze układy graficzne pozostawiały większość pracy procesorowi komputera. Firma NVIDIA jako pierwsza wprowadziła na rynek układ ze sprzętową transformacją i oświetleniem. Układ GeForce 256 oferował prędkość, zasoby i technologię umożliwiające generowanie doskonałej grafiki. A ponieważ mniej obciążał procesor, programiści gier mogli przydzielić komputerowi inne zajęcia, takie jak tworzenie większych i bardziej szczegółowych światów albo inteligentniejszych postaci.

''Command & Conquer: Generals'' wygląda znacznie lepiej, jeśli masz najnowocześniejszą kartę graficzną.

''Command & Conquer: Generals'' wygląda znacznie lepiej, jeśli masz najnowocześniejszą kartę graficzną.

Firma ATI szybko opracowała własną wersję tej technologii - mechanizm Charisma, który zadebiutował w układzie Radeon 256. Choć sprzętowa realizacja transformacji i oświetlenia dawała imponujące efekty, jej "ustalona" natura ograniczała kreatywność. Kiedy programista zdefiniował wierzchołki i wielokąty i przesłał je do potoku 3D, miał niewielką kontrolę nad tym, jak mechanizm transformacji i oświetlenia zinterpretuje otrzymane informacje. Problem ten rozwiązały programowalne moduły cieniowania wierzchołków i pikseli w DirectX 8.0.

Te niewielkie programy potrafią przechwytywać i modyfikować dane wierzchołków i pikseli. Dodatkowa moc pozwala programistom realistycznie symulować efekty takie jak cienie, odbicia, zmarszczki na wodzie i naturalna animacja postaci.

Pierwotna specyfikacja miała dość ograniczony zakres, ale aktualizacja 2.0 (zawarta w wersji 9.0 DirectX) zdefiniowała wiele dodatkowych funkcji. Jeśli chodzi o moduły cieniowania pikseli, obecnie można używać znacznie większej liczby map tekstur.

Firma ATI pierwsza zaoferowała moduły cieniowania wierzchołków i pikseli w wersji 2.0, natomiast NVIDIA wykroczyła poza zalecenia Microsoftu i woli określać swoją specyfikację jako wersję 2.0+. Brzmi interesująco, ale warto zadać sobie pytanie, czy wpłynie to w jakikolwiek sposób na ukazujące się obecnie gry? Należy oczekiwać, że pierwsze gry wykorzystujące wersję 2.0 specyfikacji - nie mówiąc już o wersji 2.0+ - pojawią się najwcześniej za 12-18 miesięcy.


Zobacz również