Tik... tak..., Tik... tak... hodiny odbíjejí posledních dvacet vteřin před dvanáctou
a na jednom konci červeným prachem pokryté ulice je prázdno. Na druhé si
netrpělivě mne ruce "obyčejný grafický akcelerátor" - nemusí to
být tak špatné - v poslední době upgradoval svůj kolt na větší ráži a
to mu zvedlo sebevědomí... Ale kde je protivník? Už schází jen pár vteřin...
tři.., dvě.., jedna.. Vzzzzššš bum! Opadl zvířený prach a jenom hluboký
kráter dnes připomíná, že není kalibr jako kalibr.
Kapitoly článku:
Který čip grafický čip je dnes nejvýkonnější? GeForce 3... Jaké paměti použijeme? No přece DDR... pochopitelně taktované 460MHz. Raději však osadíme celých 64MB - člověk nikdy neví... Nesmíme zapomenout na kvalitní chlazení... přidáme systém sledování (+možnost zvýšení) napájení grafického čipu a DDR pamětí, zavedeme také monitorování teploty čipu a otáček chladícího ventilátoru. Video výstup je téměř standardem... přidáme ještě Video vstup. Na CD také nebudeme troškařit - dáme hned osm. Co bychom tak ještě.... aha! Ještě třešnička na dortu: přidáme 3D brýle...
Tak nějak bychom si mohli představit diskusi ve firmě ASUStek v době, kdy vznikala grafická karta ASUS AGP-V8200 Deluxe 64MB. Možná není úplně přesná, avšak vystihuje to, že se při konstrukci této karty na ničem nešetřilo. Ale nepředbíhejme a začněme od začátku...
| ASUS AGP-V8200 Deluxe |
 |
Grafický čip: nVidia GeForce3 (57mln. tranzistorů)
Taktování jádra: 200MHz
AGP: 4X
Paměti: Elite MT, 64MB DDR SDRAM
3.8ns (max 520MHz)
Šířka paměťové sběrnice: 128bit.
Takt paměti: 460MHz DDR (230MHz)
Výstup VGA: 1
Výstup DVI: ne
TV OUT / TV IN: S Video, composite / S Video
Speciality: možnost změny napětí čipu i pamětí, monitorování těchto hodnot + teploty graf. čipu a otáček větráku, skvělé možnosti taktování, výborný TV enkoder Philips, 3D VR brýle, bohatý bundle (8 CD), firemní drivery + utility |
|
Výrobce: ASUStek
Dodavatel: ATcomputers |
Technologie GeForce 3
Když firma nVidia přišla poprvé se svou ambiciózní koncepci grafického akcelerátoru nové generace, vypadalo to, jako když některá automobilka prezentuje svoji futuristickou studii - mnozí si řekli: pěkné, na papíře je to pěkné... ale kdy to uvidíme v praxi?
Když však z výrobních linek začaly sjíždět skutečné grafické "motory" GeForce 3 které měly pod kapotou 57 milionů tranzistorů, museli smeknout i ti největší skeptici. A co tolik tranzistorových sil nabízí? Především první plně programovatelné geometrické a texturovací procesory - tzv. shaders.
Vertex procesor (Vertex Shader)
Využívá instrukční sadu Vertex Shader Instruction Set k tomu, aby prováděl manipulace nad 3D objekty - určitou měrou také zasahuje do výpočtu osvětlení a proto ten "shader" (česky stínovač?) v názvu.
Síla Vertex procesoru spočívá v tom, že vlastní aplikace - například hra nebo modelovací prostorový program - již nemusí provádět geometrické a světelné transformace objektu sama, ale je možno k tomuto naprogramovat Vertex procesor.
A čeho lze Vertex procesorem dosáhnout?
- procedurálních deformací ploch (virtuálním tlakem, magnetickým polem, silou...)
- programovatelné potahování objektů "pružnými" plochami (np. "umělou" kůži)
- výpočtu interpolací mezi dvěmi snímky
- morfingu (přechodu z jedné plochy na druhou)
- mlžných efektů, odlesků apod...
Příkladem programovatelného potahování ploch "umělou kůží" je modelace "živého" obličeje. Technické demo nVidie, které to předvádí se jmenuje Zoltar.
Možnosti této technologie jsou obrovské - všechny je spojuje fakt, že se s její pomocí již nebudeme muset "otrocky" počítat polohu každého bodu "okénko po okénku", ale stačí vytvořit inteligentní model a doprogramovat jeho transformace.
Per-pixel procesor (Pixel Shader)
Druhá plně programovatelná jednotka má "na starosti" výpočty související s texturami a vzhledem povrchu. Využívá se zde technologie DirectX 8, kdy textury mohou obsahovat nejenom informace o barvě, ale mohou nést i proměnné, světelné nebo směrové vektory. A k čemu je to dobré? Když Vertexový procesor skončí svou práci, ke slovu přichází Pixelový procesor, který na připravené povrchy aplikuje textury. Dodatečné informace mu mohou říci, jak má postupovat při renderování povrchu. Například porovnáním směru dopadajícího světla se zakódovaným světelným vektorem můžeme dosáhnout realističtějších světelných efektů. Pixel shaders také umožňují lépe modelovat "těžké povrchy": srst, vodní hladinu, lesklou ocel
Per-pixel procesor nabízí:
- absolutně přesné Phongovo stínování
- mapování nerovností povrchu Dot3 ("Dot3 bump mapping")
- mapování nerovností povrchu EMBM ("Environmental bump mapping")
- procedurální textury
- realistické odrazy
Technologické dema nVidie předvádějí některé spektakulární pixelové efekty (per-pixel osvětlení, mlhu, mapování nerovností, odlesky atd...).
Na tomto místě můžete namítnout, že aplikace jež chtějí využít plné síly "shaderů" a zobrazovat realističtější odlesky, věrnější kůži, vlasy, tekoucí vodu nebo jiné extrémně komplikované povrchy, budou muset cíleně implementovat odpovídající funkce rozhraní DirectX 8. Mohlo by se tedy jednat o funkce psané pro dema a "do šuplíku". Jistě - zde by bylo určité nebezpečí kdyby... ne jiný ambiciózní megaprojekt - tuto technologii totiž použije i připravovaná herní konzole xBox. O tom, že se programátorské týmy naučí psát aplikace s využitím "shaders" tedy není pochyb...
Akcelerovaná "klasika"
Přes různá vizuální vylepšení - která pro nás jistě chystá nastupující generace nových 3D programů - nesmíme zapomínat na to, že velká část 3D aplikací a her bude, alespoň na začátku, ještě klasické "ne-shaderové" koncepce. Učinila nVidia i v tomto směru nějaká vylepšení, které umožní dobře soutěžit i v této kategorii?
Tak především GeForce 3 nabízí zrychlený paralelní přístup k paměti - Lightspeed Memory Architecture. Čtyři nové paměťové "subkontroléry" přistupují k paměti nezávisle, každý sběrnici o šíři 32 bitů a umocňují tak paralelní způsob práce jádra - asi se nebudete divit, když vám řeknu, že GeForce 3 obsahuje právě čtyři renderovací linie (rendering pipelines). Cílem této technologie je rozdělení propustnosti paměti mezi souběžné procesy - klasicky se veškeré požadavky vyřizují sériově - "jeden po druhém".
U starších aplikací jež nepoužívají žádnou z pokročilých metod modelování povrchu, tam, kde by byl výkon grafického čipu nevyužitý, lze výsledný obraz "vylepšit" efektním vyhlazováním scény tzv. celoobrazovkovým anti-aliasingem (FSAA - Full Scene Anti-Aliasing) - ten totiž funguje i na úrovni ovládačů (tedy nezávisle na aplikaci) a mezi jinými se stará i o odstraňování nepěkných "digitálních" zubatých hran. Poznámka: budete se divit, ale se zapnutým vyhlazováním scény může i starý/dobrý Quake 2 vypadat překvapivě moderně.
GeForce 3 zde jako inovaci nabízí HRAA (High Resolution Anti-Aliasing) s použitím metody Quincunx. Celé kouzlo spočívá v nové, efektivnější metodě "míchaní pixelů" - výsledkem je vynikající kvalita obrazu při malé ztrátě výkonu.
P.S. Vzhledem k omezenému rozsahu tohoto článku nebudeme uvádět další - z uživatelského hlediska - méně zajímavé technologie jako je komprese Z-bufferu apod. Tyto informace, včetně podrobnějšího popsání zde již zmíněných technologii naleznete v referenčních článcích (viz. dole).