Воплощение видеокарт

1.19 Воплощение видеокарт

Центральный элемент любой видеокарты — видеопроцессор, он же — видеоядро, он же — видеочипсет. Именно в нем происходят практически все этапы превращения набора цифр в красивую трехмерную картинку (антиалиасинга, фильтрации, затенения, сглаживания) — виртуальный мир. Для разных технологий существуют специальные блоки внутри видеопроцессора, например, там есть блок антиалиасинга.

Как и у обычного процессора, у видеопроцессора есть определенное количество конвейеров. Каждый конвейер выполняет свою очередь команд, поэтому — чем больше конвейеров, тем больше операций сможет видеопроцессор выполнять одновременно. Как и в центральном процессоре, в нем есть блок предсказания ветвлений, арифметико-логический блок и так далее. Сходства можно перечислять долго, поэтому поговорим о различиях. В первую очередь это текстурные блоки — своеобразные конвейеры, рассчитывающие наложение текстур на объекты. Чем больше текстурных блоков, тем больше текстур на один и тот же объект акселератор сможет наложить за один проход. Однако если на объект накладывается всего одна текстура, будет работать только первый текстурный блок — остальные останутся не у дел. Поэтому количество текстурных блоков важно исключительно для мультитекстурирования. Одна из важнейших характеристик любого акселератора — скорость закраски или fillrate. Она показывает, сколько пикселей или текселей может акселератор обработать за одну секунду. Соответственно, fillrate измеряется в мегапикселях в секунду или мегатекселях в секунду. Цифры, показывающие количество бит информации, нужных для создания одного изображения, отображают лишь часть требуемой вычислительной мощности.

Для того чтобы намекнуть вам о величине суммарной загрузки процессора, мы поговорим о математическом процессе, называемом трансформацией (transform). Трансформация используется всякий раз, когда мы изменяем угол зрения на какой либо объект. Например, картинка машины, движущейся на нас, становится больше с помощью трансформации. Другим примером трансформации является преобразование созданного 3D мира в 2D форму на экране компьютера.Давайте посмотрим, какое же количество вычислений задействовано в такой трансформации, при этом учитывайте, что она используется во всех трехмерных играх. Сейчас мы разберемся, чем же занимается компьютер. Даже в простой анимации требуется выполнить множество расчетов. Стены и мебель имеют текстуры, которыми покрыты каркасы. С помощью световых лучей предметы отбрасывают тени. Также следует заметить, что по мере продвижения камеры по офису, некоторые объекты появляются из-за угла или стены и становятся видимыми. Таким образом вы наблюдаете эффект использования Z-буфера. А так как все это происходит еще до вывода изображения на экран монитора, то становится очевидным: даже самым крутым современным процессорам (CPU) требуется помощь для реализации трехмерных игр или графики. Для этого и были разработаны графические ускорители. Все современные акселераторы обладают важнейшим блоком с кодовой аббревиатурой T&L — Transforming and Lighting (трансформация и освещение), который можно условно разделить на три части. Модуль трансформации (Transformation) преобразует трехмерные координаты в двумерные, привязанные к конкретной точке пространства, из которой наблюдатель смотрит на мир, и к направлению его взгляда. Именно здесь рассчитывается проекция перспективы. Модуль отсечения (Clipping) — отсекает от готовой сцены области, которые находятся вне зоны видимости. В простейшем случае область отсечения задается шестью плоскостями. Все, что выходит за границы области, ограниченной этими плоскостями, дальше не обрабатывается. Но если большой полигон попадает и в видимую область, и в невидимую, его, естественно, оставляют или, же обрабатывают только частично. Модуль освещения (Lighting) отвечает за освещение всех объектов сцены. Причем речь идет не, только о восьми аппаратно-обрабатываемых источниках света, но и вторичном свете. К примеру, луч света упал на ровную гладкую поверхность, оставив там блик, отразился от нее и нарисовал на потолке световой круг. С появлением этого модуля стали возможны динамические эффекты освещения: качающиеся лампочки, Солнце, которое движется по небу в реальном времени...До появления этих трех модулей все операции, которые они выполняют, приходилось делать центральному процессору. Теперь он разгружен для более важных вещей, например, расчета искусственного интеллекта. Мы разобрали все этапы изготовления трехмерной картинки — от полигонального каркаса до готового изображения на экране монитора. Однако в современных играх помимо стандартной, полигональной технологии представления трехмерной графики используются и другие, альтернативные. У каждой из таких технологий — своя область применения, свои достоинства и недостатки. Естественно, используй современные игры исключительно полигоны да текстуры, трехмерные миры не были бы такими яркими, насыщенными и динамичными. Ну что ж, давайте познакомимся с новыми героями: NURBS, вокселями, трассировкой лучей и шейдерами.

Похожие работы

Разработка структуры автоматизированного рабочего места для ландшафтного проектирования

Скачать

131482

13

34

... Устройства ввода изображения   Компьютерная техника предоставляет широкие возможности по решению как локальных, так и глобальных задач. Поскольку в поставленной задаче требуется разработать рабочее место для ландшафтного проектирования, необходимо рассмотреть некоторые специфические вопросы, связанные с данным АРМ. Прежде всего, определим необходимое оборудование для решения задач, связанных с ...

Шрифты и их роль в печатных изданиях

Скачать

98625

4

13

... все буквы данного алфавита, цифры либо знаки. 1.2      Требования, предъявленные к шрифтам Любое печатное издание в целом должно отвечать ряду требований гигиенического, эстетического, экономического, технического, технологического и производственного характера. Правильное использование шрифта играет важную роль. Прежде всего, он должен быть красивым и удобочитаемым. Экономичность шрифта ...