Видеоадаптеры

Видеоадаптеры

Типичные трехмерные технологии

Среди типовых технологий обработки трехмерной графики можно выделить следующие.

  • Вуалирование. Имитация окутывания туманом фоновых объектов, что позволяет в играх неожиданно появляться близко расположенным объектам (сооружениям, врагам и т.д.). Затенение Гуро. Интерполирование цветов, позволяющее сферическим объектам выглядеть гладкими.
  • Полупрозрачность. Одна из первых технологий обработки трехмерной графики, позволяющая имитировать полупрозрачную среду, такую как дым, вода или стекло. Полупрозрачность может использоваться для имитации текстур, однако эта технология менее реалистична, чем рельефное текстурирование.
  • Буфер шаблонов. Активно используется в играх (особенно в жанре авиасимуляторов) при моделировании ландшафтов, самолетов и других объектов вне стеклянной кабины летчика. В данном случае пространство под лобовым стеклом не участвует в обработке полутонов. Это сокращает время обработки и повышает частоту кадров в анимации.
  • Z-буферизация. Изначально применялась в системах автоматизированного проектирования. Часть видеопамяти, отведенная для Z-буфера, содержит информацию о глубине сцены. При визуализации эти данные служат для построения законченного изображения: пиксели, которые располагаются ближе, будут визуализированы, в отличие от пикселей, закрытых другими объектами. Этот метод ускоряет обработку и может использоваться совместно с буфером шаблонов для создания объемных теней и прочих сложных трехмерных объектов.
  • Рельефное текстурирование. Предназначено для воспроизведения шероховатых текстур, таких как водная рябь, камни и другие сложные поверхности. Это делает игровые сцены и ландшафты более реалистичными. Тем не менее функция, называемая смещением карт, позволяет получить еще более точные результаты.
  • Карты смещения. Эти специальные полутоновые карты долгое время использовались для создания точных карт поверхности земного шара. Библиотека DirectX 9 и DirectX 10 позволяет использовать аппаратные полутоновые карты смещения в качестве источника точной трехмерной визуализации. Графические ускорители, полностью поддерживающие DirectX 9 и 10, на аппаратном уровне поддерживают карты смещения.

Гарантия и поддержка

Поскольку каждая видеокарта претерпевает за свою жизнь несколько смен драйверов, связанных с эволюцией операционных систем (в среднем каждые 2–3 года выходит новая ОС), лучше покупать графические адаптеры известных производителей (это гарантирует лучшую ее поддержку в течение срока эксплуатации). Если производитель прекращает поддержку видеоадаптера, основанного на наборе микросхем одного из крупнейших производителей (таких, как ATI или NVIDIA), то можно использовать драйверы, предоставляемые изготовителем графического процессора, а также обобщенные драйверы операционной системы.

Однако учтите, что при использовании обобщенных драйверов (уровня графического ядра) или драйверов от другого производителя могут возникнуть проблемы, так как изготовитель адаптера мог несколько отойти от архитектурных рекомендаций производителя графического процессора. Качество поддержки изготовителя конкретного адаптера можно оценить по техническим форумам, статьям в компьютерных журналах и обзорам на таких сайтах, как ZDNet. Если возникают сложности с использованием какого-либо адаптера или набора микросхем, в этих источниках можно найти альтернативные решения. При работе в системах Windows Me/2000/XP для получения лучших результатов рекомендуется использовать WHQL-сертифицированные драйверы. Обычно они проходят тестирование в лабораториях Microsoft Windows Hardware Quality Lab, после чего становятся доступными на сайте Windows Update, а также на сайте производителя оборудования. При работе в Windows Vista обязательно устанавливайте драйверы WDDM с цифровой подписью.


Примечание!

В связи с ростом популярности Linux многие производители графических карт и процессоров теперь предлагают драйверы и для этой операционной системы. Обязательно обращайте внимание на совместимость, так как некоторые изготовители предлагают драйверы только для определенных версий ядра Linux или же драйверы XFree86.

Выбор графического и системного наборов микросхем

Перед покупкой системы или видеоадаптера необходимо определить, какой графический процессор видеоадаптера или тип интегрированного набора микросхем системы будет использоваться. Это позволит сделать следующее:

  • сравнить видеоадаптеры или системы различных производителей;
  • ознакомиться с технической спецификацией;
  • просмотреть различные обзоры и тестовые испытания;
  • мотивировать свой выбор;
  • познакомиться с производителями видеоадаптеров или наборов микросхем, схемами клиентской поддержки и предоставляемыми драйверами.

Поскольку быстродействие видеоадаптера и состав необходимых функций играют важнейшую роль для конечного пользователя, перед покупкой конкретного продукта узнайте о нем как можно больше, просмотрите обзоры и журнальные статьи, посетите сайт производителя. Использование некорректно написанных драйверов или драйверов с ошибками может привести к возникновению определенных проблем, поэтому следите за появлением их обновленных версий, которые следует по мере необходимости устанавливать. При использовании графических плат очень важное значение может иметь послепродажное сервисное обслуживание. Для того чтобы узнать, предоставляет ли производитель необходимую поддержку, посетите его сайт и посмотрите, имеются ли на нем обновленные версии драйверов.

Лидирующий производитель графических процессоров, компания NVIDIA, создает исключительно наборы микросхем, в то время как ее ближайший конкурент, компания ATI, занимается непосредственной компоновкой видеоадаптеров собственными процессорами, которые также поставляются сторонним производителям.

Улучшенные технологии наложения текстур

Для визуализации трехмерных сцен с высокой степенью детализации необходимо применять специальные методы наложения текстур, которые устраняют нежелательные эффекты и делают сцены более реалистичными.

  • Билинейная фильтрация. Улучшение качества изображения небольших текстур, помещенных на большие многоугольники. Эта технология устраняет эффект “блочности” текстур.
  • Множественное отображение. Улучшение качества отображения объектов путем формирования последовательности текстур одного и того же изображения с уменьшающимся разрешением; является разновидностью сглаживания.
  • Трилинейная фильтрация. Комбинация билинейной фильтрации и множественного отображения; вычисляет наиболее реалистичные цвета, необходимые для пикселей каждого из многоугольников, путем сравнения двух множественных образов. Этот метод предпочтительнее обособленного использования множественного отображения или билинейной фильтрации.

Примечание!

Билинейная и трилинейная фильтрации обеспечивают наилучшие результаты при просмотре поверхностей под прямым углом.

  • Анизотропная фильтрация. Этот метод, используемый производителями некоторых видеокарт, позволяет более реалистично отображать текст, нанесенный на наклонные поверхности. Данная технология используется при нанесении текстуры на поверхность, изменяющуюся в трех пространственных измерениях (например, текст, нанесенный на стене, вдоль которой проносится автомобиль). Эта операция требует дополнительных затрат времени, поэтому может быть отключена. Для достижения баланса между качеством изображения и реалистичностью можно скорректировать уровень детализации.
  • T0буфер. С помощью этой технологии уменьшается эффект “ступенчатости” (искажения в экранном изображении вследствие его масштабирования) в компьютерной графике; например, когда диагональ сформирована “лесенкой”, объект перемещается рывками, неточно визуализированы тени, отражения и внешний вид объекта кажутся смазанными. При использовании этой технологии кадровый буфер заменяется буфером, в котором собирается несколько операций визуализации перед выводом на экран готового изображения. В отличие от других трехмерных технологий, для использования Т-буфера нет необходимости модифицировать или оптимизировать уже имеющееся программное обеспечение. Основная сфера применения Т-буфера — формирование практически “телевизионного” реализма в визуализированной трехмерной анимации. Ложкой дегтя в использовании Т-буфера для включения параметра сглаживания является существенное уменьшение скорости работы приложения. Эта технология зародилась в уже не существующей компании 3dfx. Несмотря на некоторые недостатки поддержка Т-буфера внедрена в DirectX 8.0 и выше, благодаря чему он используется в видеоадаптерах сторонних производителей.
  • Интегрированные функции трансформации объектов и распределения освещения (T&L). При формировании трехмерной анимации объект трансформируется при переходе из одного кадра в другой, после чего освещение изменяется в соответствии с перемещением объекта. T&L — это стандартная функция DirectX начиная с версии 7. Первыми графическими адаптерами, оснащенными блоком T&L, были NVIDIA GeForce 256 и ATI RADEON. Теперь это стандартная функция всех видеоплат.
  • Полноэкранное сглаживание. Уменьшение неровностей, возникающих при увеличении разрешения, посредством сглаживания цветовых границ для обеспечения плавных цветовых переходов. В первых трехмерных программах сглаживание использовалось только при обработке отдельных объектов; современные графические процессоры, созданные компаниями NVIDIA и ATI, позволяют использовать эту технологию для всего экрана.
  • Сопряжение/сглаживание вершин. Сглаживание областей сочленений двух полигональных объектов, например рук или ног с телом анимированного персонажа.
  • Интерполяция ключевого кадра. Оживление перехода от одного выражения лица к другому, что позволяет при отсутствии скелетной анимации сделать мимику более естественной. Для получения подробной информации обратитесь на сайт компании ATI.
  • Программируемая трансформация вершин и обработка полутонов пикселей. Эта технология стала стандартной частью DirectX, начиная с версии 8.0. Она была введена компанией NVIDIA в функции nfiniteFX видеоадаптера GeForce3 и позволяет разработчикам программного обеспечения модифицировать эффекты наподобие сопряжения вершин и обработки полутонов (улучшенный метод преобразования неправильных поверхностей). Это дает возможность избавиться от применения относительно малого количества эффектов с заранее определенными характеристиками. Процессоры, поддерживающие DirectX 8 и 9, используют отдельные вершинные и пиксельные обработки полутонов. В DirectX 10 введена новая архитектура, содержащая унифицированную обработку полутонов, которая может применяться как для вершинной, так и для пиксельной обработки.
  • Вычисления с плавающей запятой. DirectX 9 и более поздних версий поддерживают данные с плавающей запятой, что позволяет добиться более естественной цветопередачи и точного воспроизведения многоугольников. В DirectX 9 применяется точность 32 разряда для вершинной и 24 разряда для пиксельной обработки полутонов. В версии DirectX 9c точность пиксельной обработки была повышена до 32 разрядов, что позволило в версии DirectX 10 унифицировать обработку полутонов.

В таблице перечислены функции визуализации трехмерных сцен, реализованные в DirectX версий от 6.0 до 10.

 

Сравнение видеоадаптеров на основе одного набора микросхем

Многие производители выпускают несколько моделей видеоадаптеров на основе одного и того же набора микросхем. Какой же модели отдать предпочтение? В таблице приведены наиболее важные критерии, на которые следует обратить внимание, приобретая современный видеоадаптер.

 

Подкатегории

Яндекс.Метрика