Výkon grafických čipů prudce roste

Ti z uživatelů, kteří si s počítačem rádi hrají, se časem jistě dostali i k pokusům zpracovávat grafiku. Ať už ...


Ti z uživatelů, kteří si s počítačem rádi hrají, se časem jistě dostali i k
pokusům zpracovávat grafiku. Ať už statických dvourozměrných obrázků a
fotografií, nebo ke tvorbě třírozměrných fantastických scén z jiných světů, a
někteří též ke zpracování animovaných a videosekvencí.
Ti zapálení a náročnější se společně se svým zdokonalováním postupně dostali k
určité hranici, dané hardwarovým omezením, kterou nebylo možno překročit. V
případě, že jim nadšení vydrželo a v práci s grafikou chtěli seriózně
pokračovat, nezbylo jim nic jiného, než investovat do profesionální grafické
karty.
Vlastnictví skutečně výkonné grafické 3D karty bylo ještě před pár lety
vyhrazeno pouze profesionálním firmám z jednoho prostého důvodu: tím byla cena
a též systém, na kterém se dala používat UNIX. Cena se dnes sice pohybuje stále
ještě vysoko, avšak již ne tak vysoko, aby byl nákup akcelerátoru zhola
nemožným, navíc se na trhu objevily výkonné karty určené pro práci v prostředí
Windows. Podívejme se tedy blíže na situaci kolem těchto obrovsky rychle se
vyvíjejících technických prostředků, sloužících k vytváření často
neuvěřitelných světů a scén a navažme tak nepřímo na TECH-Tip v minulém čísle
Technology Worldu.
První věcí, které si po vybalení grafické karty všimnete, jsou její rozměry
většina high-endových trojrozměrných grafických karet je poměrně velká, PCI
nebo AGP karty jsou i velmi široké. Na povrchu můžete vidět množství čipů
(často s chladiči a větráčky).
Na výkonných grafických kartách najdete i několik paměťových slotů ať už
obsazených moduly, nebo připravených k jejich přijetí. Na trhu dnes existují v
podstatě dva hlavní typy high-endových karet schopných pracovat s trojrozměrným
prostorem ty s geometrickou akcelerací a ty bez ní. Kartám s akcelerací podle
všeho patří budoucnost, výrobní náklady se neustále snižují a zákazníci za
poměrně stejnou nebo nižší částku, kterou by museli vynaložit na zakoupení
karty před dvěma lety, vyžadují nepoměrně vyšší kvalitu.
Geometrickou akceleraci umožňuje dodatečný procesor zakompovaný přímo do karty.
Cílem je zbavit hlavní CPU počítače zbytečné zátěže.
Jako další vstupuje do hry paměť: 32 MB je dnes pro uživatele 3D karty, který
to s grafikou myslí alespoň trochu vážně, přijatelným minimem. Obvykle je
rozdělena na 16 MB pro zpracování rámců a 16 MB pro zpracování povrchové
struktury a barevnou hloubku. To je množství potřebné pro rozumnou práci v
pracovním rozlišení 1 280 x 1 024 v odpovídajících barvách a 32bitové barevné
hloubce.
Kdo, co, jak
Celý proces trojrozměrného zobrazování má tři základní fáze:
Generování vrcholových dat: Rozdělování trojrozměrných předmětů do
trojúhelníků, což provádí CPU počítače.
Trojúhelníková transformace a setup: Intenzivní náročné operace jsou prováděny
otáčením trojúhelníků do správné pozice a určováním jejich tvaru. Provede se
nutné vystříhání trojúhelníků, které nejsou v dohledu, a zprovozní se osvětlení
specifikované uživatelem. Tento úkol může být proveden buď kartou, nebo pomocí
CPU.
Stínování: Trojúhelníkům jsou přiřazeny příslušné barevné odstíny a struktury a
na obrazovce se objeví dvojrozměrná ukázka vytvořená ve videopaměti karty. Pro
tuto fázi se používá technika double bufferingu. Ta spočívá ve dvou paralelních
záznamnících videopaměti, takže zatímco jeden promítá, druhý je naplňován daty,
která budou promítnuta v dalším rámci. Je to nutné pro kvalitnější animaci
většího počtu rámců.
Hi-end zůstává hi-endem
Přestože v oblasti grafiky došlo v průběhu několika posledních let k obrovskému
posunu, stále je zřejmý rozdíl mezi profesionální 3D grafikou a tím, co dnes
prodejci nazývají 3D grafikou v PC konfiguraci zaměřenou na domácí využití a
zábavní trh. High-endová 3D grafika má stále několik velkých předností:
Podstatně jemnější rozlišení: 1 280 x 1 024 v odpovídajících barvách je
minimum, mnohé nové grafické karty nabízejí také nedávno vzniklý 1 920 x 1 200
wide mód třídy HDTV (high-definition TV) s poměrem rozměrů obrazovky 16 : 10.
Přesnější a realističtější provedení: Na realistické zobrazení modelů jsou v
profesionální 3D grafice kladeny velmi vysoké nároky, proto musí být lépe
definovány. Používají tedy mnohonásobně větší počet trojúhelníkových povrchů
pro každý zobrazovaný předmět než karty určené pro SOHO/Game trh. Takto náročná
vizualizace předmětu má srovnatelné nároky na CPU počítače i na grafickou kartu.
Garantovaný výkon: V některých speciálních případech prá-ce s grafikou, jakou
je např. tvorba interaktivní simulace nebo virtuální realita, je žádoucí mít
garantované minimum pro větší počet rámců za vteřinu, aby by-lo zaručeno, že
bude simulace úspěšná.
Klidně "jeďte" na Windows
Donedávna poskytovaly špičkovou grafiku, vhodnou pro profesionální práci, pouze
unixové systémy, dodávané např. firmami Silicon Graphics, Digital nebo HP.
Ovšem poté, co byla do Windows NT zaintegrována standardní OpenGL 3D knihovna,
se panující poměry značně změnily. Ve skutečnosti dnes nabízejí nejnovější
Windows NT Workstation založené na Pentiu II a III nebo procesoru Alpha
trojrozměrnou grafiku, která je srovnatelná se systémy Unix jak provedením, tak
hlavními vlastnostmi. Ve srovnání s trhem standardních grafických karet pro
systém Windows a domácí použití však prozatím figuruje na trhu s
profesionálními grafickými kartami pro Windows NT pouze několik málo firem.
Firmy Compaq, Intergraph a HP nabízejí zákazníkům profesionální 3D karty určené
pro vlastní systémy, dodávané většinou v předkonfigurované sestavě. Zákazník
tak dostává optimalizovaný stroj určený pro práci s grafikou bez nutnosti
dokupování a vzájemného ladění různých komponent. Všimneme-li si pozorněji
rozložení sil na poli nezávislých prodejců profesionálních grafických karet
založených na jejich vlastní hardwarové technologii, momentálně jsou skutečně
aktivní pouze dvě firmy Evans & Sutherland (E&S) a 3D Labs obě už delší dobu
zaujímají na tomto náročném trhu přední pozice.
Co nabízí trh
Compaq zdědil od Digitalu grafické karty typu Power Storm a zcela jistě se bude
snažit udržet jeho dobré jméno pro další členy své rodiny Power Storm pracovní
stanice založené na procesorech Alpha nebo Intel. Zatímco předchozí karty Power
Storm vycházely z grafického enginu vyvinutého Intergraphem, nové karty Power
Storm střední třídy jsou založeny na grafické platformě od firmy Evans &
Sutherland, které byly vybrány pro jejich vynikající zvládání aplikací
náročných na vykreslování textur.
Nové grafické karty Integraphu, nesoucí označení Intense 3D Wildcat, využívají
modulární uspořádání Para Scale, které je nosným pilířem několikanásobného
geometrického vykreslování a rendrovacích enginů. Každý geometrický procesor
může vyprodukovat 3 miliardy operací s plovoucí čárkou za vteřinu (3 GFLOPs),
nebo vytvoří 6 milionů trojúhelníků za vteřinu. První karty Wildcat 4100 měly
jeden procesor a jeden renderovací engine. Karta Wildcat může být použita na
počítači typu Wintel, chystá se i verze pro systém Alpha NT.
NT grafické karty typu Visualize od firmy HP jsou uspořádáním podobné svým
protějškům určeným pro Unix a využívají vlastních firemních enginů PARISC k
ovládání geometrie. Visualize fx6, momentálně nejvýkonnější model v sérii,
nabízí procesor o výkonu 1,8 GFLOPs a tvorbu 4,6 milionů trojúhelníků za
vteřinu.
V neposlední řadě zde máme nové Accel Galaxy AGP a PCI karty od Evans &
Sutherland, s 52 MB paměti (20 MB rámcová paměť a 32 MB textury) založené na
chipsetech 2100 od Evans & Sutherland s průměrem vytvoření 4 milionů
trojúhelníků za vteřinu jsou určeny pro systémy Wintel a Alpha NT.
A konečně se dostáváme k 3D Labs, kteří to všechno způsobili. Dnes nabízejí
čipové sady GliNT a Permedia, které sice již nejsou tím nejlepším, avšak stále
zaujímají na profesionálním trhu významné místo.
9 0682 / ijan









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.