Ускорители трехмерной графики

В настоящее время возникла необходимость в решении таких задач, когда уровень развития существующих видеоадаптеров, даже "монстров" с объемом видеопамяти 8Мб и стоимостью свыше 1000USD, уже не в состоянии с ними справиться. Для решения этих задач требуются еще большие скорости по генерированию многоугольников и просчету в реальном масштабе времени трехмерных объектов. Это новейшие разработки в области виртуальной реальности, профессиональные 2D- и ЗD- приложенияCAD, компьютерное моделирование, обработка трехмерных изображений и т. п. Кроме того, появление программ ЗD- анимации и аппаратно-ориентированных игровых приставок типа 3DO,SonyPlantationилиSegaSaturnеще более стимулировало развитие индустрии в области видео.

Среди передовых технологий, которые могут значительно ускорить процесс внедрения 3Dв мирPC, первой следует назватьIntelMMX(Multimedia Extension).

Любая трехмерная операция в принципе может быть запрограммирована обычными средствами без применения аппаратного ускорения или только при помощи "двухмерных" функций. Однако даже современные высокопроизводительные CPUPentiumи качественные программы далеко не всегда позволяют достичь удовлетворительного соотношения между реалистичностью изображения и частотой кадровой развертки монитора. При мощностях со временных процессоров любое усложнение изображения или увеличение разрешения неизбежно потребует либо применения аппаратного ускорения трехмерной графики, либо снижения частоты кадров до неприемлемого уровня.

Все вышесказанное и послужило причиной появления аппаратных 3D-ycкoрителей, или, как их еще называют, 3D-блacтеров, 3D-акселераторов.

3D-aкceлepaторы – это аппаратные средства, способные самостоятельно, без участия процессора, рассчитывать взаимное расположение фигур в трех мерном пространстве и в реальном масштабе времени отображать требуемую двухмерную проекцию на монитореPC.

Функции 3d-акселераторов

Для создания наиболее реалистичного изображения используются различные методы.

Закраска Гуро выглядит реалистичнее простой плоской закраски, получаемой при интерполяции значений цветов вдоль поверхностей многоугольников. Отображение текстуры подразумевает наложение шаблонов, представляемых битовыми картами на поверхности объектов с учетом эффектов перспективы.

Функция сглаживания интерполирует цвета смежных пикселов для устранения ступенчатости на границах объектов. Другие специальные приемы, та кие как дымка, альфа-смешение цветов и пространственное упорядочение, помогают улучшить правдоподобность изображения.

Функция Z-буферизации использует информацию о пространственном положении каждого пиксела, чтобы определить, нужно ли выводить данный пиксел или он закрыт более близким объектом,

Двойная буферизация обеспечивает более плавную анимацию путем формирования следующего кадра во внутреннем буфере одновременно с выводом на экран текущего кадра. Двойная и Z-буферизацияиногда дополняются механизмами быстрого вывода на экран и пространственного удаления. Шаблоны, маски и информация об отсечении частей объекта или целых объектов, невидимых в зависимости от ракурса, используются для определения атрибутов каждого пиксела и сужения пространства графического вывода, а также дополняют основные приемы визуализации.