Graficke Karte

7/31/2019 Graficke Karte

1/19

VODI KROZ PC TEHNOLOGIJU

GRAFIKEKARTICE

Prevod sa engleskog: Dr Radomir Jankovi


2/19

2

Video ili grafika elektronska kola, obino smetena na posebnoj kartici, mada se ponekadmogu nai i na samoj matinoj ploi, odgovorna su za stvaranje slike koja se prikazje na mo-nitoru. Na prvim PC raunarima, zasnovanim na tekstu, to je bio dosta jednostavan zadatak.Medjutim, pojava grafikih operativnih sistema dramatino je poveala koliinu informacijaza prikazivanje, do nivoa na kome je bilo nepraktino da se o njima stara glavni procesor.

Reenje je bilo u tome da se izvri njegovo rastereenje, tako da se sve aktivnosti u vezi saekranom povere inteligentnijoj generaciji grafikih kartica.

Kako se poveao znaaj multimedija a time i trodimenzionalne (3D) grafike, uloga grafikekartice je postala ak i vanija, tako da se ona razvila u vrlo efikasnu mainu za obradu i moese posmatrati kao veoma specijalizovani koprocesor. Do kraja 1990-ih godina, brzina razvojau areni grafikih ipova je dostigla nivoe neprevazidjene od bilo koje druge oblasti tehnologi-

ja PC raunara, gde proizvodjai kao to su 3dfx, ATI, Matrox, nVidia i S3 rade proizvode saneverovatnim ivotnim cikluson od svega est meseci! Jedna od posledica bila je konsolidaci-

ja najveih prodavaca ipova i proizvodjaa grafikih kartica.

Proizvodja ipova 3dfx zapoeo je taj trend 1998. godine kupovinom proizvodjaa ploaSTB Systems. To je omoguilo da 3dfx ima direktniji put ka tritu sa maloprodajnim proiz-vodom i sposobnou da proizvodi i dostavlja ploe sa svojom sopstvenom markom. Njihovrival, S3, sledio ih je u leto 1999. godine, kupivii firmu Diamond Multimedia, i nabavivi nataj nain svoje tehnologije za grafike i zvune kartice, modeme i MP3. Samo nekoliko nede-lja kasnije, 16-godinji veteran Number Nine, objavio je da odustaje od razvoja ipova usvom poslovanju u korist proizvodnje ploa.

Posledica svih tih manevara bila je da je nVidia kao poslednji od velikih dobavljaa grafikihipova ostao bez svoje sopstvene proizvodnje i u situaciji da neizbeno mora da razmatra po-vezivanje sa svojim bliskim partnerom, firmom Creative Labs. Dok sredinom 2000. godinenije bilo razvoja na tom frontu, poloaj nVidia je znatno ojaao kada je firma S3 prodala svojegrafiko poslovanje firmi VIA Technologies u aprilu iste godine. Taj potez, koji je S3 prika-zala kao vaan korak u transformaciji kompanije od grafiki orijentisanog dobavljaa polu-

provodnikih proizvoda ka ire zasnovanoj kompaniji za Internet uredjaje ostavio je nVidiakao jedinog preostalog velikog igraa u poslovanju sa grafikim ipovima. U svakom sluaju,to nije bilo mnogo pre nego to je potez S3 mogao da se smatra priznavanjem neizbenog.

U saoptenjima o poslovanju krajem 2000. godine, 3dfx je objavila prenos svih patenata, ko-mercijalnog naziva Voodoo i glavnih sredstava ljutim protivnicima firme nVidia i preporuila

je razlaganje kompanije. U neopreznosti, moglo bi se raspravljati da je kupovina STB od stra-

ne 3dfx 1998. godine jednostavno ubrzala kraj kompanije, jer su u toj taki mnogi dotadanjipartneri za proizvodnju ploa svoje poverenje prebacili na firmu nVidia. U isto vreme nVidia

je pokuavala da unese neto stabilnosti u grafiku arenu preuzimajui obavezu u oblasti bu-duih ciklusa proizvoda. Oni su obeali da uvode novi ip svake jeseni, a njegovu optimizo-vanu verziju svakog sledeeg prolea. Do danas su se drali tog obeanja i sa pravom zadralisvoj dominantni poloaj!

Rezolucija

Rezolucija je termin koji se esto koristi u smislu medjusobne zamenljivosti sa adresibilno-u, ali ispravnije je ako se odnosi na otrinu, ili stepen detaljnosti vizuelnog prikaza. Ona je

prvenstveno funkcija monitora i odredjena je dimenzijama mlaza i korakom taaka (ponekadse odnosi i na "korak linije"). Slika sa stvara kada mlaz elektrona pogodi fosforne estice koji-


3/19

3

ma je pokrivena osnova "ekrana" monitora. Grupa koja obuhvata jedan crveni, jedan zeleni ijedan plavi fosfor zove se piksel. Piksel predstavlja najmanji deo ekrana kojim moe pojedi-nano da se upravlja. Svaki piksel moe da se postavi na drugaiju boju i intenzitet osvetlje-nosti. Cela slika na ekranu sastoji se od vie hiljada piksela i rezolucija ekrana - odredjena

brojem redova puta broj kolona - predstavlja maksimalni broj piksela koji se mogu prikazati.

to je vea rezolucija, to se moe prikazati vie piksela, a samim tim i vie informacija naekranu u bilo kom datom vremenu.

Rezolucije obino padaju u unapred definisane skupove i sledea tabela prikazuje niz videostandarda, poevi od CGA (Kolor grafiki adapter), prvog od njih koji je podrao sposobnostgrafike u boji:

Datum Standard Opis Rezolucija Broj boja

1981 CGA Kolor grafiki adapter640 x 200160 x 200

Nijedna16

1984 EGA Poboljani grafiki adapter 640 x 350 16 od 64

1987 VGA Video grafika matrica640 x 480320 x 200

16 od 262144256

1990 XGA Proirena grafika matrica800 x 6001024 x 768

16.7 miliona65,536

SXGA Super proirena grafika matrica 1280 x 1024 65,536UXGA Ultra proirena grafika matrica 1600 x 1200 65,536

Nedostatak iroko prihvaenog standarda za adresibilnost piksela veu od VGA je slian pro-blem za proizvodjae, konstruktore sistema i programere, kao i za krajnje korisnike. Posledicatoga je da svaki proizvodja mora da obezbedi specifine upravljake programe (drajvere) za

svaki operativni sistem koji se podrava na svakoj od njihovih kartica. Proirena grafika mat-rica, XGA (Extended Graphic Array) je bio prvi adapter displeja firme IBM koji je koristioVRAM (Video RAM memoriju), sa mogunou konfigurisanja u kapacitetima od 500 Kbajtaili 1 Mbajt. Super proirena grafika matrica SXGA (Super Extended Graphic Array) i Ultra

proirena grafika matrica UXGA (Ultra Extended Graphic Array) su sledei IBM-ovi stan-dardi, ali ni jedan od njih nije bio iroko usvojen.

Udruenje za video elektronske stan-darde (VESA - Video Electronics Stan-dards Association), konzorcijum proiz-vodjaa video adaptera i monitora iji

je cilj da standardizuje video protokole,takodje je razvilo familiju video stan-darda, koji su unazad kompatibilni saVGA, ali nude veu rezoluciju i vie

boja. VESA proirenja BIOS-a, zajed-niki poznata kao Super VGA - su ne-to to je najblie standardu, pa se vei-na trenutno raspoloivih video karticadeklarie kao SVGA.
http://cga/http://ega/http://vga/http://xga/http://xga/http://vga/http://ega/http://cga/


4/19

4

Tipino, SVGA displej moe da podri paletu do 16,7 miliona boja, mada koliina video me-morije u nekom posebnom raunaru moe da ogranii stvarni broj prikazanih boja na netomanje od toga. Razliite su specifikacije rezolucije slike. Uopteno posmatrano, to je veadimenzija dijagonale SVGA monitora, to vie piksela on moe da prokae horizontalno i ver-tikalno. Mali SVGA monitori (sa dijagonalom od 14 ina) obino koriste rezoluciju od

800x600, a najvei (sa dijagonalom veom od 20 ina) mogu da prikau 1280x1024, ili ak1600x1200 piksela.

Pikseli su manji pri veim rezolucijama i pre operativnog sistema Windows 95 - i uvodjenjaskalabilnih objekata na ekranu - Windows ikone i natpisi su bili uvek po veliini u istom broju

piksela, bez obzira na to kakva je rezolucija. Shodno tome, to je vea rezolucija ekrana, ma-nji su objekti koji se na njemu pojavljuju - to ima za posledicu da vie rezolucije bolje radena fiziki veim monitorima, gde su pikseli u odgovarajuoj srazmeri vei. Danas, mogunostda se skaliraju Windows objekti - zajedno sa opcijom da se koriste manji ili vei fontovi -dozvoljavaju korienje daleko vee fleksibilnosti, injei sasvim moguim da se koristemnogi monitori od 15 ina sa rezolucijama do 1024x768 piksela i monitori od 17 ina sa rezo-

lucijama do 1600x1200 piksela.

Sledea tabela identifikuje razliite SVGA standarde i pokazuje odgovarajue veliine moni-tora za svakog od njih:

800x600 1024x768 1152x882 1280x1024 1600x1200 1800x1440

15 ina DA DA17 ina DA DA DA DA19 ina DA DA DA21 in DA DA

Svi SVGA standardni podravaju displej od 16 miliona boja, ali broj boja koje mogu istovre-meno da se prikau ogranien je koliinom video memorije instalirane u sistemu. to je vei

broj boja, ili to je via rezolucija, to e biti zahtevano vie video memorije. Medjutim, kakoje memorija deljeni resurs, smanjivanje jednog e dozvoliti poveanje onog drugog.

Dubina boja

Svaki piksel slike na ekranu se prikazuje korienjem kombinacije tri signala boje: crvenog,zelenog i plavog. Precizno pojavljivanje svakog piksela se kontrolie intenzitetom ta tri zrakasvetlosti, a koliina informacija koja se pamti o pikselu odredjuje njegovu dubinu boja. to je

vie bitova upotrebljeno po pikselu ("dubina bitova"), to su finiji detalji boja slike.

Sledea tabela pokazuje dubine boja koje se trenutno koriste:

Dubina boje Opis Broj boja Bajta po pikselu

4-bitna Standardni VGA 16 0.58-bitna Reim 256 boja 256 1.016-bitna Boja visokog kvaliteta 65536 2.024-bitna Prava boja 16777216 3.0

Da bi displej mogao da prevari ljudsko oko tako da mu izgleda da vidi punu boju, potrebno je256 nijansi crvenog, zelenog i plavog; to je 8 bita po svakoj od primarnih boja, odnosno ukup-


5/19

5

no 24 bita. Medjutim, neke grafike kartice stvarno zahtevaju 32 bita po svakom pikselu da biprikazale pravu boju (true colour), zbog naina na koji one koriste video memoriju - tih 8 do-datnih bitova se obino upotrebljavaju za alfa kanal (transparentnosti).

Reim boje visokog kvaliteta (high colour) koristi dva bajta da pamti vrednosti intenziteta za

tri boje, po 5 bitova za plavu i crvenu i 6 bitova za zelenu. Ono to se dobije su 32 razliita in-tenziteta za plavu i crvenu i 64 razliita intenziteta za zelenu, to sve zajedno rezultuje vrlomalim gubitkom u vidljivom kvalitetu slike, uz prednost manjih zahteva za video memorijomi bru performansu.

Reim 256 boja koristi nivo indirektnosti uvodjenjem koncepta "palete" boja koja se moe bi-rati iz celokupnog opsega od 16,7 miliona boja. Svaka boja u paleti od 256 boja je definisana

pomou standardne 3-bajtne definicije koja se koristi za pravu boju: po 256 moguih intenzi-teta za crvenu, plavu i zelenu. Svaka data slika onda koristi bilo koju boju iz njene pridruene

palete.

Pristup palete je izvanredno kompromisno reenje koje dozvoljava daleko veu preciznost uslici nego to bi bilo mogue upotrebom 8 bita raspoloivih pomou, na primer, dodeljivanjasvakom pikselu 2-bitne vrednosti za plavu i 3-bitnih vrednosti za zelenu i crvenu. Zbog svojihrelativno malih zahteva za video memorijom, reim 256 boja je iroko korieni standard, na-roito u PC raunarima namenjenih prvenstveno poslovnim primenama.

Stvaranje medjutonova

Stvaranje medjutonova (dithering) zamenjuje kombinaciju boja koje je grafika kartica u sta-nju da generie sa bojom koju ona ne moe da proizvede. Na primer, ako je grafiki podsis-

tem sposoban da radi sa 256 boja, a prikazuje se slika koja koristi 65000 boja, one boje kojenisu raspoloive bie zamenjene bojama stvorenim iz kombinacija raspoloivih boja. Kvalitetboje slika na kojima je primenjeno stvaranje medjutonova manji je od onih na kojima to nijeuinjeno.

Stvaranje medjutonova se takodje odnosi i na tehniku u kojoj se koriste dve boje da bi se stvo-rilo pojavljivanje tree, to daje glatkiji izgled naglim prelazima koji bi se inae pojavljivali.Drugim reima, to je takodje metoda upotrebe uzoraka da bi se imitirali stepeni sivog ili senke

boja, ili za izravnjavanje nazublenog izgleda krivih linija.

Sastavni delovi

Savremene grafike kartice za PC raunare sastoje se od etiri glavna sastavna dela:

grafikog procesora video memorije digitalno-analognog konvertora memorije sa direktnim pristupom (RAMDAC)

upravljakog softvera (drajvera).


6/19

6

Prvi VGA sistemi su bili spori. Centralna procesorska jedinica je bila veoma zaposlena obra-dom grafikih podataka, a koliina podataka koji su prenoeni preko magistrale predstavljala

je suvie veliko optereenje za sistem. Problemi su bili jo vie pogorani zbog injenice da uobinu DRAM grafiku memoriju nije moglo istovremeno da se upisuje i iz nje ita, to jeznailo da bi RAMDAC morao da eka da proita podatke dok centralna procesorska jedinicaupisuje i obrnuto.

Grafiki procesor

Problem je reen uvodjenjem namenskih ipova za grafiku obradu na savremenim grafikimkarticama. Umesto da alje sirovu ekransku sliku kroz bafer kadra, centralna procesorska

jedinica alje mali skup naredbi za crtanje koje interpretira sopstveni upravljaki programgrafike kartice i koji se izvrava od strane posebnog procesora na samoj kartici.

Operacije koje obuhvataju prenose bit mapa i slikanje, promenu veliine okvira i njegovogpoloaja, iscrtavanje linija, skaliranje fontova i crtanje poligona, mogu da budu opsluene odstrane procesora grafike kartice, koji je projektovan tako da obavlja ove zadatke u hardveru,daleko veim brzinama nego to bi to bio u stanju softver koji se izvrava na centralnoj proce-sorskoj jedinici sistema. Grafiki procesor zatim upisuje podatke o kadru u bafer kadra. Kakoima manje podataka za prenos, manje je nagomilavanje na sistemskoj magistrali i znatno sesmanjuje optereenje centralne procesorske jedinice.

Video memorija

Memorija u kojoj se dri video slika se takodje naziva i bafer kadra i obino je ugradjena nasamoj kartici. Na prvim sistemima, video memorija je bila izgradjena od standardne DRAM


7/19

7

memorije. Medjutim, to zahteva stalno osveavanje podataka, da bi se spreilo da se oni izgu-be, a oni se ne mogu menjati za vreme tog procesa osveavanja. Posledica je znatnadegradacija performanse, naroito sa vrlo brzim generatorima takta koje zahtevaju savremenegrafike kartice.

Prednost ugradnje video memorije na samoj grafikoj kartici je u tome to ona moe biti prila-godjena za svoj specifian zadatak i, zaista, to je rezultovalo obiljem novih memorijskih teh-nologija:

Video RAM memorija (VRAM): Poseban tip DRAM memorije sa dva pristupa, u kojoj semoe upisivati i iz nje itati u isto vreme. Ona takodje zahteva redje osveavanje od obi-ne DRAM memorije i shodno tome mnogo bolje radi.

Windows RAM memorija (WRAM): Koristi je veoma uspena kartica Matrox Millenni-um, takodje je sa dva pristupa i moe da radi neto malo bre od konvencionalne VRAMmemorije.

EDO DRAM memorija: Obezbedjuje vei propusni opseg od DRAM memorije, moe dase taktuje viom uestanou od normalne DRAM memorije i da se efikasnije upravljaciklusima itanja/upisivanja.

SDRAM memorija: Slina EDO RAM memoriji, izuzev to memorijski i grafiki ipovirade sa zajednikim generatorom takta koji se koristi za odravanje podataka, to dozvo-ljava da SDRAM memorija radi bre od obine EDO DRAM memorije.

SGRAM memorija: Ista kao SDRAM, ali podrava takodje i upisivanje blokova i upisiva-nje po bitu, to donosi bolju performansu na grafi

kim

ipovima koji podravaju te dodat-ne osobine.

DRDRAM memorija: Direktna RDRAM memorija predstavlja potpuno novu arhitekturumemorije opte namene koja obeava oko 20 puta bolju performansu od konvencionalneDRAM memorije.

Pojedine konstrukcije integriu grafika kola u samu matinu plou i koriste deo sistemskeRAM memorije za bafer kadra. To se zove arhitektura sa ujedinjenom memorijom i koristi sesamo u cilju smanjenja cene. Kako takve implementacije ne mogu da imaju koristi od specija-lizovanih tehnologija za video memoriju, one e kao rezultat uvek imati slabiju grafiku per-

formansu.

Informacija u video memorijskom baferu podataka je slika ta se deava na ekranu, smetenakao bit mapa. Ali, dok video memorija sadri digitalnu informaciju svog izlaznog medijuma,monitor koristi analogne signale. Analogni signal zahteva vie od obinog signala "ukljueno"ili "iskljueno", jer se koristi da odredi gde, kada i kojim intenzitetom e biti okinut elektron-ski top dok skanira uzduno i popreno po ekranu monitora. Tu dolazi do izraaja ulogadigitalno-analognog konvertora memorije sa direktnim pristupom - RAMDAC.

Sledea tabela sumira karakteristike est popularnih tipova memorija koje se koriste u grafi-kim podsistemima:


8/19

8

EDO VRAM WRAM SDRAM SGRAM RDRAM

Maksimalnapropustljivost(Mbajta/s)

400 400 960 800 800 600

Sa dva ili

sa jednimpristupom

sa jednim sa dva sa dva sa jednim sa jednim sa jednim

Tipina irinapodataka

64 64 64 64 64 8

Brzina(tipina)

50-60 ns 50-60 ns 50-60 ns 10-15 ns 8-10 ns

330 MHz(brzinageneratoratakta)

U 1998. godini, dolo je do dramatinih promena na tritu grafikih memorija i najavljenogpomeraja trita ka SDRAM memorijama, prouzrokovanog padom cene SDRAM i razmakomu cenama izmedju njih i SGDRAM memorija. Medjutim, kanjenja u uvodjenju RDRAM me-morija, zajedno sa njihovom veom cenom, uinili su da su SGRAM, a posebno DDRSGRAM memorije, koje vre ulazno/izlazne transakcije i na prednjoj i na zadnjoj ivici signalageneratora takta - popravile svoj poloaj grafike memorije za izbor u sledeoj godini.

Zahtevae se vei broj boja, ili vea rezolucija ili vie video memorije. Medjutim, kako je onadeljeni resurs, smanjivanje jednog e poveati drugo. Sledea tabela prikazuje mogue kombi-nacije za tipine koliine video memorije:

Video memorija Rezolucija Dubina boja Broj boja

1 Mbajt 1024 x 768800 x 600

8-bitna16-bitna

25665536

2 Mbajta1024 x 7681280 x 1024800 x 600

8-bitna16-bitna24-bitna

2566553616,7 miliona

4 Mbajta 1024 x 768 24-bitna 16,7 miliona6 Mbajta 1280 x 1024 24-bitna 16,7 miliona8 Mbajta 1600 x 1200 32-bitna 16,7 miliona

ak i ako ukupna koliina instalirane video memorije ne bude potrebna za posebnu rezoluci-

ju, viak memorije se esto koristi za informacije skrivene memorije za grafiki procesor. Naprimer, skrivanje zajedniki korienih grafikih elemenata - kao to su fontovi teksta i ikone- izbegava potrebu da ih grafiki podsistem uitava svaki put kada se pie novo slovo, ili kadase ikona pomera, ime se poboiljava performansa.

RAMDAC

Mnogo puta u sekundi, RAMDAC ita sadraj video memorije, konvertuje ga u analogniRGB signal i alje ga preko video kabla na monitor. Da bi konvertovao digitalni signal u nivonapona za svaku boju, RAMDAC koristi tabelu za pretraivanje. Postoji po jedan digitalno-

analogni konvertor za svaku od tri primarne boje koje katodna cev koristi da bi stvorila ceospektar boja. eljeni rezultat je prava meavina koja je potrebna da bi se stvorila boja pojedi-


9/19

9

nog piksela. Brzina kojom RAMDAC moe da konvertuje informacije i konstrukcija samoggrafikog procesora diktiraju opseg brzina osveavanja koje grafika kartica moe da podri.RAMDAC takodje diktira i broj raspoloivih boja za datu rezoluciju, zavisno od njegove unu-tranje arhitekture.

Upravljaki softver (drajver)

Upravljaki softver (drajver) savremene grafike kartice je od vitalne vanosti za njenu per-formansu i druge osobine. Za veinu primena, drajveri prevode ono to primena eli da prika-e na ekranu u instrukcije koje moe da koristi grafiki procesor. Nain na koji drajveri pre-vode ove instrukcije je od vrhunskog znaaja. Savremeni grafiki procesori rade mnogo vieod pukog menjanja po jednog piksela istovremeno; oni imaju usavrene sposobnosti iscrtava-nja linija i oblika, mogu da pomeraju velike blokove informacija unaokolo, kao i da ine jomnoge stvari pored toga. Posao drajvera je da odluuje o najefikasnijem nainu upotrebe tak-vih osobina grafikog procesora, zavisno od toga ta primena zahteva da bude prikazano.

U veini sluajeva, poseban upravljaki softver se koristi za svaku rezoluciju ili dubinu boje.To znai da, ak uzimajui u obzir razliite podrke koje su pridruene razliitim rezolucija-ma i bojama, grafika kartica moe da ima upadljivo razliite performanse na raznim rezolu-cijama, zavisno od toga koliko dobro je odredjeni upravljaki program napisan i optimizovan.

Digitalne kartice

Dananji paneli pokazivaa sa tenim kristalima (LCD - Liquid Cristal Display) se povezujuna VGA konektor na grafikoj kartici koji je ve pretvorio signal u analogni oblik, u cilju pre-

nosa na monitor sa katodnom cevi. Obzirom da su LCD uredjaji po svojoj prirodi digitalni,potrebna su unutranja elektronska kola da bi se signal ponovo pretvorio iz analognog u digi-talni oblik. To poveava cenu LCD pokazivaa, pogorava kvalitet slike, posebno u oblastitanosti boja, a postavlja i pitanja sinhronizacije (centriranje, itd.) koja teko moe da se pode-si na nekim grafikim adapterima. Novi digitalni LCD pokazivai obeavaju bolju, pouzdani-

ju sliku, ali zahtevaju novi konektor i unutranja elektronska kola na grafikoj kartici.

U situaciji kada LCD pokazivai dobijaju deo trita sve veom brzinom, javlja se pritisak naproizvodjae grafikih adaptera da naprave proizvode koji to dozvoljavaju i vie njih trenutnoradi na reenjima digitalnih grafikih kartica - namenskim digitalnim, dualnim digitalno/ana-lognim ili analognim sa digitalnim dodacima. Medjutim, neslaganja o potrebnim standardima

prete da uspore taj napredak.

Krajem 1997. godine, komitet Udruenja za standarde u video elektronici (VESA - VideoElectronics Standards Association) odobrio je novi 32-pinski konektor nazvan Plug and Dis-

play (P&D, doslovno "ukljui i prikai"), koji bi podrao digitalne LCD pokazivae i stan-dardne monitore sa katodnom cevi (CRT) i uputio USB i FireWire signale kroz jedan jedinikabl. Sredinom 1998. godine, firma Compaq i proizvodja grafikih uredjaja ATI Technologi-es pokrenuli su inicijativu za Digitalni ravni pokaziva (DFP - Digital Flat Panel), to se kas-nije pretvorilo u konzorcijum dobavljaa (IBM je svojim odsustvom jasno izrazio miljenje otome!) koji je podravao jednostavniji 20-pinski konektor koji je prenosio samo digitalne sig-nale, a izostavljao podrku za USB i FireWire signale. Organizacija VESA je isto tako, kao

svoj standard DFP-2 za prenosne raunare, prihvatila Diferencijalnu signalizaciju sa minimi-


10/19

10

ziranim prelaskom (TDMS transition minimised differential signalling), poznatu i kaoPanelLink.

Medjutim, PanelLink nije jedini predloeni standard za povezivanje digitalnih ravnih panela(DFP) na PC raunar. Niskonaponska diferencijalna signalizacija (LVDS - low-voltage diffe-

rential signalling) firme National Semiconductor takodje se koristi u pojedinim prenosnim ra-unarima i ima aktivnu podrku, izmedju ostalih i firmi Silicon Graphics i #9.

Obe tehnologije imaju prednosti i mane: na primer, PanelLink nee podravati rezolucije iz-nad 1280x1024, a LVDS koristi etiri para provodnika umesto tri. PanelLink zavisi od jednog

jedinog proizvodjaa sastavnih delova (Silicon Image) za svoje glavne elemente, ali zato mo-e da radi sa kablom duine do pet metara, to ga ini pogodnijim za udaljene pokazivae.

Uprkos svom izostavljanju podrke za USB i zvune podatke, do kraja 1998. godine standardPanelLinke najverovatnije izae kao pobednik - i ve poinje da se vidja u novim DFP ure-djajima iz firmi Compaq i Princeton.

3D

Raunarska trodimenzionalna (3D) grafika zahteva mnogo procesne moi raunara i velikekoliine memorije i, sve do kraja 1995. godine, 3D ubrzanje se nalazilo samo na malom brojuvrhunskih proizvoda. Njegove ciljne primene bili su vrhunski paketi za realistian prikaz (ren-derovanje) koji su podravali maine kao to su Intel-ov 3DR i OpenGL firme SiliconGraphics. A onda su pojava bre taktovanih Pentijuma, u sprezi sa masovnim prihvatanjemPC raunara kao dobre platforme za raunarske igre i poveanim interesovanjem za virtuelnurealnost, stvorili trite za 3D ubrzanja pritupana po ceni.

Prvi pokuaji u oblasti 3D akceleratora bili su neuspeni. Oni su bili sporiji od konvencional-nih GUI (Graphical User Interface grafika korisnika sprega) akceleratora pod operativnimsistemom Windows, a slabi pod operativnim sistemomDOS u vreme kada je veina igara zaPC raunare radila na toj platformi. Glavni problem bila je softverska podrka. Sa 32-bitnimsuper konzolama za raunarske igre na vidiku, kvantitet i kvalitet raspoloivih 3D kartica bilisu slabi.

Odnosi su se promenili kada je Microsoft stao iza proizvoda DirectX, pojaavajui operativnisistem Windows 95 kao multimedijalnu platformu, a fenomen 3D je zaista doiveo svoj uzlet

1997. godine, kada je prodaja 3D grafikih ipova prela 42 miliona, poevi od 16 miliona uprethodnoj godini. Do 2000. godine se oekuje da e taj broj biti vei od 140 miliona topredstavlja gotovo desetostruki porast u prodaji u periodu od samo etiri godine.

Grafiki ip, bilo da je namenjen za trodimenzionalnu (3D) grafiku, bilo da je ip dvostrukenamene 2D/3D, rastereuje centralnu procesorsku jedinicu u znatnoj meri i izvodi operacijerealistinog prikaza (renderovanje) same slike. Sve u vezi tog renderovanja, ili iscrtavanja, ra-di se kroz grafiku protonu obradu u dva glavna stepena: geometriji i realistinom prikaziva-nju. Stepen geometrije koji izvodi centralna procesorska jedinica, radi sve poligonske aktiv-nosti i pretvara 3D prostorne podatke u piksele. Stepen realistinog prikaza, koji opsluuje 3Dhardverski akcelerator, upravlja svim aktivnostima u vezi sa memorijom i pikselima i vri pri-

preme za prikazivanje boja na monitoru.


11/19

11

Geometrija

U stepenu za geometriju, sve trodimenzionalne (3D) slike se razbijaju u poligone. Svaki poli-gon se analizira i pridruuju mu se razliite karakteristike. Objekti se definiu pomou svojihkoordinata i kombinuju se u jedinstveni koordinatni sistem koji se zove World Space Co-ordi-

nate. Bilo koji element koji pada van okvira za dijalog ("prozora") na pokazivau se odseca iliodbacuje.

Korisnikov ulaz (tj. igranje) u okviru World Space ini da se objekt pomera. Kako se on po-mera, njegove geometrijske osobine moraju da se preispitaju i ponovo proraunaju. To se zo-ve transformacija i obuhvata promene u pravcu X, Y i Z ose. Dobar primer je Duke Nukem3D: kako glavni junak (odnosno igra) utrava kroz vrata i kree na levo u sobu, tako se celascena menja; kad se pomera blie vratima, ona moraju da postanu vea, a kada se okree nalevo, mora da se stvori cela nova scena sobe, dajui iluziju dubine. Tome se dodaju promene ukameri, osvetlenju, teksturi i bojama objekata, koje sve moraju da se izraunaju ili ponovo

proraunaju.

Sve to se zajedno zove geometrijska postavka - to je tradicionalno bio zadnji stepen grafikeprotone obrade koji izvodi glavna centralna procesorska jedinica, pre nego to 3D procesorpreuzme dalju obradu radi izvravanja funkcije realistinog prikaza. Moe se smatrati da pri-drueni prorauni izravaju sledee funkcije:

Skaliranje, koje ini objekte veim ili manjim, zavisno od toga koliko daleko se oni nalazeu vidnom polju;

Translaciju, koja obuhvata pomeranje objekata na njihova tana mesta; Rotaciju, koja obre objekat tako da on zausima svoj taan poloaj.U raunarskoj igri sa dvadeset razliitih objekata na ekranu u bilo kom datom trenutku,centralna procesorska jedinica mora da izvri svaku od gore pomenutih procedura za svakiobjekat. I ako to do sada nije dovoljno sloeno, ekran raunara jo mora da se osveava vieod sedamdeset puta u sekundi. Zato, svaka promena poloaja ovih objekata mora takodje dase prorauna i prikae, za svako osveavanje ekrana.

Postavka trouglova pretvara podatke koje je stvorila postavka geometrija u oblik koji moe dabude ulaz za 3D akcelerator. Neke grafike kartice imaju sopstvene maine za postavku troug-lova koje preuzimaju deo napora od sistemskog procesora. Medjutim, ak i te jedinice za pos-tavljanje trouglova mogu da obradjuju samo mali deo podataka: ostatak mora da uradi glavna

centralna procesorska jedinica.

Realistino prikazivanje (renderovanje)

U stepenu za realiztino prikazivanje, koji izvodi hardverski akcelerator, 3D maina radi sapikselima. Usko grlo ovde je pristup memoriji - odnosno koliko brzo pikseli mogu da se itajuiz, ili upisuju u bafer kadra. Postoji na hiljade poligona za svaki kadar scene i svi oni morajuda se auriraju i prenose kroz memoriju najmanje trideset puta u sekundi, da bi se stvorila ilu-zija pokreta. Ovaj prenos u bafer kadra je poznat kao brzina kadra i meri se u broju kadrova usekundi (fps - frames per second). Odatle, kadrovi se alju u RAMDAC i pretvaraju u analog-ni signal za monitor gde se, posle mnogo matematikih manipulacija, odigrava akcija.


12/19

12

Proces realistinog prikaza obuhvata upotrebu razliitih 3D tehnika:

Preslikavanje tekstura je tehnika za dodavanje posebnih detalja 3D objektu. Ona se naj-bolje moe opisati kao omotavanje trodimenzionalnog (3D) objekta u dvodimenzionalni(2D) obojeni papir. Na primer, data 3D slika automobila na ekranu bi bila omotana tekstu-

rom koja treba da prikae njegovu metaliziranu boju. To je mukotrpan posao, jer treba dase ponovi za svaki piksel na objektu i svaki piksel teksture nad njim - zvani teksel. Mnogeteksture mogu da se stave na isti objekat i to se zove multiteksturisanje.

MIP preslikavanje moe da se posmatraredukovana forma preslikavanja tekstura u kojojje vie teksela stvoreno bez izvodjenja ekvivalentnog broja prorauna. Ako je MIP presli-kavanje jedna etvrtina originalne teksture, itanje jednog teksela iz takvog preslikavanjaje isto kao itanje etiri teksela iz originalne teksture. Ako se ono primeni uz upotrebu od-govarajuih filtara, kvalitet slike e u stvari biti bolji, jer ova tehnika poravnava nazublje-ne ivice.

Bilinearno filtriranjeita etiri teksela, proraunava njihovu srednju vrednost - odnosnosrednju vrednost njihovih relativnih poloaja - boju i tako dalje, i prikazuje rezultat kao je-dan teksel na ekranu. Ovo ima za rezultat zamagljivanje u bliskim delovima slike, to sasvoje strane poboljava njen izgled koji bi inae bio u vidu neprirodnih blokova. Bilinear-no filtriranje je sada standard na veini grafikih kartica za PC raunare.

Z-baferovanje je metod proraunavanja piksela koji treba da se smeste u bafer kadra, me-moriju koja dri podatke koji e uskoro biti prikazani. ipovi 3D akceleratora uzimaju je-dan piksel, renderuju ga i prelaze na sledei. Problem sa ovim metodom je da akceleratornema nikakav nain da zna da li proraunati piksel treba da bude prikazan odmah ili kas-

nije. Z-baferovanje ukljuuje "Z" vrednost u svaki prora

unati piksel. Ako je Z vrednostza odredjeni piksel manja nego za neki drugi, to znai da e piksel sa manjom Z vredno-

u biti prvi prikazan.

Uklanjanje nazubljenostije tehnika da se smanji "um" prisutan na slici. Da bi se pred-stavila neka slika, potrebna je izvesna koliina informacija. Ako je objekt u pokretu, u ide-alnom sluaju, te informacije bi trebalo da obuhvate njegov svaki mogui poloaj, boju,promene veliine i tako dalje. Ali ako ove informacije nisu raspoloive, centralna proce-sorska jedinica esto popunjava nedostajue segmente sa umom bez ikakvog znaenja.Uklanjanje nazubljenosti, zajedno sa MIP preslikavanjem, uklanja taj um.

Gouraud senenje ini objekte da izgledaju solidniji, primenjujui senke na povrini ob-jekta. Algoritam odredjuje boje susednih poligona i pravi gladak prelaz izmedju njih. Toosigurava da nema iznenadnih promena boje na objektu.

Bump preslikavanjeje poboljanje ee koriene tehnike "ispupavanja" (embossing)koja se koristi za davanje "neravnog" izgleda povrinama. Ono koristi razliite mape teks-tura da bi stvorilo iluziju dubine na povrinama i moe da se upotrebi za stvaranje efekatakao to su boginjavi, od metaka izreetani zidovi ili neravno zemljite.

3D akceleracija

U kratkom periodu, jedini nain na koji bi korisnik PC raunara mogao da pristupi 3D akcele-raciji bio je preko jedne dodatne kartice koja je radila pored konvencionalne dvodimenzional-


13/19

13

ne (2D) kartice. Ova poslednja se koristila za svakodnevna proraunavanja operativnog siste-ma Windows, a 3D kartica je uskakala jedino kada je lansirana 3D raunarska igra. Kako su3D osobine vrlo brzo postale norma, ove kartice samo za 3D bile su istisnute od strane karticasa dvostrukim sposobnostima 2D/3D.

Ove 2D/3D kartice kombinuju standardne 2D funkcije sa sposobnostima za 3D akceleracijuna jednoj kartici i predstavljaju najekonominije reenje za veinu korisnika raunarskih iga-ra. Gotovo sve savremene grafike kartice imaju neku vrstu namenske 3D akceleracije, ali nji-hova performansa varira u velikoj meri. Za ozbiljnog korisnika igara, ili za onoga ko ve ima2D karticu i eli daje nadgradi na 3D, ostaje jo opcija namenske dodatne 3D kartice.

Opsluivanje razliitih 3D tehnika za realistian prikaz (renderovanje) obuhvata sloene pro-raune koji napreu centralnu procesorsku jedinicu. ak i sa namenskim 3D akceleratorimakoji izvravaju mnoge od ranije navedenih funkcija, centralna procesorska jedinica je jo uvekglavno usko grlo za bolju grafiku. Glavni razlog za to je to centralna procesorska jedinica op-sluuje veinu geometrijskih prorauna - to znai poloaj svakog filtriranog, MIP i Bump pre-

slikanog piksela koji se pojavljuje na ekranu. Uz moderne 3D akceleratore koji izbacuju vieod 100 miliona piksela u sekundi, to je izvan sposobnosti ak i najbrih centralnih procesor-skih jedinica. 3D akcelerator doslovno mora da eka da centralna procesorska jedinica zavrisvoje proraune.

Postoje dva vrlo razliita sredstva za prevazilaenje ovog problema. Proizvodjai hardvera za3D zalau se za upotrebu namenskog geometrijskog procesora. Takvi procesori preuzimajugeometrijska proraunavanja od glavne centralne procesorske jedinice. Na drugoj strani ras-

prave, to je najmanje prihvatljivo reenje za proizvodjae procesora jer, jednom kada geomet-rijski procesori postanu standard na grafikim ploama, bie potreban samo sasvim osrednji

procesor za izvodjenje ostalih funkcija, kao to su rad operativnog sistema i nadgledanjeuredjaja. Njihov odgovor bio je da pojaaju 3D performansu svojih centralnih procesorskih

jedinica obezbedjenjem specijalizovanih skupova instrukcija, KNI (Katmai New Instructions -nove instrukcije procesora Katmai) u sluaju Intel-a i 3Dnow! kod firme AMD.

Medjutim, problem je u tome to e u duem vremenu ak i takva performasnsa, obezbedjenapomou ovih novih instrukcija u stilu MMX, biti nedovoljna da bi mogla uspeno da se nosisa sirovom snagom nove generacije 3D akceleratora. Pored toga, veina korisnika - ak i onikoji se bave raunarskim igrama ne nadgradjuju redovno svoje raunare i imaju relativnospore centralne procesorske jedinice. Imajui sve to u vidu, namenski geometrijski procesorisu se pokazali kao najbolje reenje.

Firma nVidia je bila prva na glavnom tr-itu sa prvom Jedinicom za grafiku ob-radu (GPU Graphic Processing Unit) u

jesen 1999. godine, a njen ip GeForce256 imao je do tada jedinstvenu sposob-nost da izvrava proraune za transforma-ciju i osvetlenje (T&L Transform andLighting). Poto su ovi prorauni veomarepetitivni sa istim skupom instrukcijakoje se izvravaju na milione puta u se-

kundi oni su glavni kandidat za hardver-sku akceleraciju. Namenska maina moe da se optimizuje za potrebne matematike funkcije,


14/19

14

to ini dosta jednostavnim stvaranje jedne specijalizovano usredsredjene konstrukcije u sili-cijumu, koja je u stanju daleko da nadmai centralnu procesorsku jedinicu u izvrenju takvihzadataka. Pored toga, dodeljivanje funkcija transformacije i osvetlenja (T&L) jedinici za gra-fiku obradu (GPU) dozvoljava centralnoj procesroskoj jedinici da se usredsredi na drugezahtevne aspekte obrade, kao to su fizika u realnom vremenu i vetaka inteligencija.

Imajui u svom sastavu gotovo 23 miliona tranzistora to je vie od dva puta sloenije odmikroprocesora Pentijum III jedinica za grafiku obradu GeForce 256 je sposobna da ispo-rui do tada nikad postignutih 15 miliona poligona i 480 miliona piksela u sekundi i da podrido 128 Mbajta memorije bafera kadra.

FSAA

Sredinom 2000. godine, firma 3dfx je traila nain da uzvrati udarac rivalu nVidia u bici zaprvenstvo u grafikoj areni pomou svoje tehnologije T-Buffer, otkrivene na njenom nizu kar-tica Voodoo5. T-Buffer dozvoljava vie kljunih digitalnih efekata za poboljanje fotorealiz-

ma u trodimenzionalnom grafikom realistinom prikazivanju u realnom vremenu. Do sada,ovi efekti nisu bili raspoloivi na PC raunarima potroakog nivoa na brzinama koje su po-trebne za rad u realnom vremenu. To su sledei efekti:

zamagljivanje pokreta da bi se dodala realistina zamagljenost objektima u pokretu kojibi inae bili definisani otrije od realnih stvarno fotografisanih objekata na hemijskomfilmu,

dubinska otrina da bi se dodala vizuelna naznaka koja pomae da se definie rastojanjedo svakog objekta u sceni pomou razliitih nivoa otrine, na razliitim dubinama i, to jemoda i najvanije,

uklanjanje nazubljenosti na celom ekranu (FSAA full-screen anti-aliasing).Nazubljenost se javlja u dva oblika: "stepenice" na kosim linijama i "svetlucanje" vrlo tankihpoligona. To su prostorne pojave, jer se javljaju zato to je uzorak sa scene koja se realistinoprikazuje suvie mali. Ranije raspoloivo samo u profesionalnim sistemima za vizuelnu simu-laciju kao to su vojni simulatori leta - FSAA uklanjanje nazubljenosti ispravlja zupaste li-nije i uklanja svetlucanje veoma tankih objekata uzimanjem mnogo uzoraka scene i njihovimmeanjem. Rezultat je smirenija, daleko realistinija i dopadljivija slika.

Implementacija tehnologije FSAA u firmi 3dfx koristi tehniku RGSS (Rotated Grid SuperSampling super uzorkovanje pomou rotirane reetke). Upotrebom tehnike RGSS, slika seiscrtava vie puta, uz blago pomeranje, da bi se smanjila veliina zubaca na ivicama objekata,to uklanja pojave koje su posledica nazubljenosti u slikama. Tvrdi se da je rezultujua slikamnogo vie foto-realistina od FSAA slika koje se dobijaju upotrebom OGSS tehnike(Ordered Grid Super Sampling super uzorkovanje uredjenom reetkom).

Ono to je tako znaajno u vezi tehnologije FSAA je injenica da ona odmah radi aplikacioni softver ne mora posebno da se kodira da bi mogao da je koristi. Korisnici mogu dakonfiguriu upravljaki program (drajver) grafike kartice tako da koriste FSAA u meri u ko-

joj to ele: nijedan, dva ili etiri uzorka. to je vei broj uzoraka, pojavie se smirenija rezul-

tujua slika.


15/19


16/19

16

prvo vreme, upotreba OpenGL bila je ograniena na poslovne primene, kao to su industrij-sko, interno i mehaniko projektovanje, kao i na statistike i naune analize. Medjutim, APIse utemeljio u oblasti raunarskih igara od razvoja verzije operativnog sistema Windows u1996. godini, tako da svi glavni PC paketi za 3D animaciju, pa ak i neki od jevtinijih proiz-voda te vrste, sada podravaju OpenGL.

OpenGL API je projektovan tako da se obrati irokom skupu naprednih grafikih tehnika zarealistian prikaz, kao to su preslikavanje tekstura (sposobnost da se primeni slika na grafi-ku povrinu), uklanjanje nazubljenosti, transparentnost, zamagljivanje, osvetljavanje (sposob-nost da se prorauna obojenost povrine kada su na nju primenjeni razliiti modeli osvetljava-nja iz jednog ili vie izvora svetlosti), glatko senenje (sposobnost da se proraunaju efektisenenja kada svetlost dolazi na povrinu pod uglom, to rezultuje finim razlikama u nijansa-ma boje na povrini), zamagljivanje pokreta i transformacija za modelovanje (sposobnost pro-mene mesta, veliine i perspektive objekta u trodimenzionalnom koordinatnom prostoru).

Skup njegovih osobina je slian onome koji ima Direct3D, ali je on API nieg nivoa od svog

rivala, obezbedjujui vrlo fino upravljanje osnovnim elementima 3D scene, kao to su infor-macije o takama i trouglovima. Aplikacija u OpenGL mora da obezbedi sve geometrijske in-formacije za svaku od primitiva (taka, linija ili trougao) u sceni, kao i za efekte koji e se pri-meniti na primitive (boja, transparentnost, zamaglji itd.). Nivo upravljanja koji se daje progra-merima je glavni inilac koji stoji iza tvrdnje da je sa OpenGL API mnogo lake praviti apli-kacije nego sa Direct3D, kao i da je to mnogo pouzdaniji proizvod na razliitim hardverskim

platformama.

U sutini postoje dva nivoa za hardverski ubrzanu podrku OpenGL. To su ICD (InstallableClient Drivers klijent drajveri koji se mogu instalirati) koji ubrzavaju osvetljavanje, trans-formacije i rasterizaciju i MCD (Mini Client Drivers mali klijent drajveri) koji podravajusamo rasterizaciju. Dok su MCD laki za prodavce hardvera, ICD nude bolju performansu.

Direct3D

Klju za nain na kojiDirect3D dozvoljava ono-me ko razvija raunarskuigru da radi nezavisno od

hardvera PC raunara jenjegov Sloj za apstrakcijuhardvera (HAL Hardwa-re Abstraction Layer), kojikao efekat ima nezavisno

pisanje softvera. HAL obe-zbedjuje spregu sa pogod-nostima koje su iroko im-

plementirane u 3D grafi-kom hardveru i dozvoljava

proizvodjaima da naprave

drajvere koji povezuluHAL sa hardverom. To


17/19

17

omoguava primenama Direct3D da iskoriavaju osobine hardvera bez potrebe autorizacijeza te posebne uredjaje.

Direct3D se obino smatra manje fleksibilnim od OpenGL, uprkos tome to nudi reim pro-gramiranja na niskom nivou (poznatom kao Intermediate Mode), koji namenjen da bi ga ui-

nio vie odgovarajuim njegovom rivalu.

U protonoj obradi za realistian prikaz Direct3D, geometriju 3D objekata obradjuje centralnaprocesorska jedinica glavnog raunara, pre nego to 3D akcelerator pone da prikazuje scenuna ekranu. Tokom 1998. godine kada su se proizvodjai ipova sumanuto utrkivali za pravoda se mogu pohvaliti da imaju najbri 3D akcelerator DirectX 5 brzo postao usko grlo u pro-cesu 3D realistinog prikaza. Kako je situacija postala jo gora sa pojavom 3D ipova treegeneracije, Microsoft je paljivo preispitao API u DirectX za transformaciju i osvetljavanje,da bi poboljao efikasnost geometrijske obrade i uravnoteio arhitekturu sistema. DirectX 6.0(u stvari, njegovo peto izdanje), bio je uveden u leto 1998. godine i ponudio je nove osobineza poboljanje realistinog prikaza u primenama za raunarske igre i modelovanje.

esta verzija komponente Direct3D podrava mogunost novijih grafikih kartica da izvoderenderovanje sa vie tekstura u jednom prolazu, to dramatino smanjuje vreme potrebno da

bi se primenile mape tekstura. Ona takodje ukljuuje novije tehnike za dodavanje realnosti 3Dscenama, kao to su anizotropno filtriranje, koje dodaje element dubine trilinearnom filtrira-nju, i bump preslikavanje, koje stvara iluziju realnih tekstura i izvora svetlosti na ravnim

povrinama. Trend za objedinjavanje osobina OpenGL nastavio se sa operacijama postavlja-nja slika na 3D scenu, a ne tekstura na pojedinane 3D objekte.

Dakle, u borbi za prevlast u areni 3D grafike za PC raunare, imamo Direct3D u jednom uglu,takmiara koji se oslanja na Microsoft-ovu veliku industrijsku snagu, i OpenGL u drugom, samanje guenja na platformi operativnog sistema Windows, ali sa oigledno veom podrkomljudi iz razvoja. U fazama uobliavanja DirectX V7.0 izgledalo je da e se te suprotnosti us-meriti ka razumnom reenju, sa vestima da su se Microsoft i SGI udruili da naprave neto tose zove Fahrenheit. Medjutim, kada je DirectX V7.0 doao na trite 1999. godine, uprkosnastavljanju trenda objedinjavanja osobina OpenGL, izgledalo je da su se izgledi za Fahren-heit smanjili.

Pored toga to je bio optimizovan da radi 20% bre od svog prethodnika, V7.0 je ukljuio i iz-vestan broj novih osobina. Najvanija medju njima je podrka za hardverski ubrzanu transfor-maciju i osvetljavanje (T&L) koji su podrani od veine 3D kartica najnovije generacije - a

posebno one zasnovane na skupovimaipova GeForce 256 firme nVidia i S3 firme Savage.Obzirom da transformacija i osvetljavanje predstavljaju zadatke u savremenim raunarskim

igrama koji zahtevaju najvie rada centralne procesorske jedinice, preusmeravanje tog poslana namenski 3D akcelerator oslobadja znaajnu koliinu procesorovog kapaciteta za druge za-datke - to dozvoljava da se u razvoju da ugradi vie detalja u realistino prikazivanje i viespecijalnih efekata koji trae intenzivno angaovanje procesora.

DirectX8, koji se pojavio krajem 2000. godine, uveo je vei broj vanih promena u sledeimoblastima:

Dalje pojednostavljenje inicijalizacije i upotreba Direct3D AP, prilagodjenje modela kojenudi Direct3D mogunostima najnovijeg hardvera i uklanjanje podrke nasledjenim spre-gama;


18/19

18

Proirenje sprege Direct3D u nove 3D akceleratorske tehnologije, kao to su volumetrij-

ske teksture, realistino prikazivanje sa vie uzoraka (ukljuujui i podrku za T-bafer)itd.

Uvodjenje novih principa obrade podataka: senenja, kako na nivou piksela, tako i nanivou geometrijskih podataka.Fahrenheit

Prvobitno najavljen poetkom 1998. godine, Fahrenheit je trebalo da se sastoji od tri kompo-nente. Prva je Fahrenheit Scene Graph, koja je po funkciji slina reimu Retained Mode izDirect3D. Ona omoguava da se prilkom razvoja koncentriemo na pravljenje ukupne scene,a ne na realistino prikazivanje pojedinanih poligona. Gotovo u isto vreme bio je uvedenFLM (Fahrebheit Large Model Visualisation), API vrlo visokog nivoa, projektovan za CAD i

profesionalne primene koje podrazumevaju strukture kao to su zakrivljene povrine.Najznaajnija komponenta, medjutim, bie uvedena negde 2000. godine. FLL, Fahrenheit APIniskog nivoa, bavi se osnovnim upravljanjem geometrijom ali, to je najvanije, zamenieDirect3D Immediate Mode i radie zajedno sa OpenGL. Ova saradnja pokazuje da Direct3Dne bi mogao da doivi Microsoft-ove prvobitne ambicije. Medjutim, to moe biti i skriveni

blagoslov, jer saradnja firmi Microsoft i Silicon Graphics nudi izglede za zaista izvanrednuplatformu za razvoj primena, kako u oblasti raunarskih igara, tako i u profesionalnomsoftveru.

Talisman

Talisman je inicijativa firme Microsoft za poboljanje kvaliteta i performanse i za integracijuaudio i video medijskih tehnologija na PC raunarima. Krajnji cilj je jedinstvena PCI ploa za

proirenje koja integrie audio, video, dvodimenzionalnu i trodimenzionalnu grafiku i deko-dovanje MPEG-2. Radije nego da bude samo preiavanje postojeih tehnologija, Talisman-ov grafiki element predstavlja pokuaj da se definie nova, fundamentalno razliita arhitektu-ra, koja reava probleme ogranienja propusnog opsega, malih brzina kadrova i velikih ka-njenja/male interakcije koji su ranije koili trodimenzionalnu grafiku zasnovanu na PC rau-narima.

Microsoft ga opisuje kao zamenu "sinteze slike" sa "obradom slike", zasnovanom na specijali-zovanim digitalnim procesorima signala. Umesto uobiajene grafike protone obrade, sa sli-kama napravljenim od primitiva, rasterizovanim i poslatim u bafer kadra kao celina, arhitektu-ra Talisman stvara seriju odvojenih slojeva slike koji mogu da se realistino prikazuju i koji-ma se manipulie nezavisno. Umesto auriranja cele slike za svaki kadar, svaki sloj se aurira

po potrebi, na osnovu prioriteta koje postavlja softver. Na primer, zamagljeni objekt u pozadi-ni trodimenzionalne scene treba da se aurira manje esto i tano od jasno vidljivih objekata u

prvom planu. Kako svi slojevi slike ne moraju da se auriraju i istom trenutku, postoji znaaj-na uteda u vremenu obrade i propusnom opsegu. Realistino prikazivanje objekata u slojevi-ma dozvoljava da se trodimenzionalne transformacije zamene dvodimenzionalnim operacija-ma nad slikama, sve dok nema dovoljno velikih izoblienja koja zahtevaju kompletno ponov-no realistino prikazivanje.


19/19

19

Talisman isto tako koristi i proces u kome se slike razlau na delove od po 32x32 piksela. Svageometrija u jednom takvom delu se realistino prikazuje pre nego to se predje na sledei.Kako Z-bafer radi samo sa jednim takvim delom istovremeno, on treba da bude njegove veli-ine i, kao rezultat, dovoljno je mali da moe da se implementira na ipu. Ovaj proces omogu-ava kompresiju slike orijentisanu na blokove: jednom realistino prikazan i sa uklonjenom

nazubljenou, svaki takav deo moe da bude komprimovan i sauvan za buduu upotrebu.

Graficke Karte

Documents

Transcript of Graficke Karte