3D术语总动员(II)
一、 AGP
AGP是Accelerated Graphics Port的缩写,意为"加速图形端口",是由Intel开发的新一代局部图形总线技术。它使用更快的总线频率,并能采用系统主内存作为扩展显存,加快了显示卡的3D图形处理能力。AGP分为:1x、2x、4x三个标准。AGP 1x 标准为66MHz,2x标准为133MHz,4x标准为266MHz。
二、AGP的DIME工作方式
DIME是Direct Memory Execute(直接内存执行)的缩写,它允许显卡在显存容量不足的情况下,直接调用系统的主内存。DIME有三大优点:
1、节省显存。
2、可以实现更加细致的图形效果,其最多可以调用64MB系统主存来作为AGP显卡的材质缓存。
3、减少主存和显卡之间的数据传输量。
AGP 技术的核心就是DIME(Voodoo3 不支持AGP 的DIME 工作方式是其一大遗憾)。要发挥AGP技术的潜能,应采用AGP2x以上的标准。AGP1x标准很难满足DIME对总线速度的要求。从实际情况来看nVIDIA公司的芯片性能最好,MGA产品次之,然后是3Dlabs、ATI、S3,最后是3dfx。
三、像素填充率
像素填充率即像素绘制的速度。一般显卡芯片厂家提供的是最大像素填充率。即在进行平面渲染模式下(对每个多边形只能赋予一种单一的颜色 ,是最简单的渲染方法)的像素填充率 ,它对于显卡性能没有多大的实际参考意义 。衡量显示卡运算能力的应是实际像素填充率。即显卡在打开所有特效进行纹理映射时的像素绘制速度 。只有实际像素填充率才最接近实际工作状态,它和最大像素填充率没有绝对关系 。单周期特效处理能力越强的显卡,其实际像素填充率的衰减越小。因此3D显卡芯片的单周期特效处理能力(单周期多重纹理 、单周期三线过滤等)是衡量其性能的重要指标 ( 如Voodoo2 是第一个实现单周期双纹理处理的3D显卡芯片,TNT是nVIDIA公司第一个采用双重纹理的显卡芯片)。
四、32位色渲染
即使用真彩色3D模型进行着色处理 。3dfx公司在其Voodoo3 系列中,强调速度至上 ,为了保证"在任何情况下超过60帧 ,速度达到Voodoo2 SLI两倍"而采用了16位色渲染。而随着大量支持32位色的游戏上市 ,使得16位色渲染和32位色渲染的差别实实在在地呈现在游戏爱好者的面前 。这使Voodoo3在同TNT2的竞争中一开始就处于下风。最后,3dfx公司也不得不在 Voodoo3中加入一种特殊的抖动处理技术使画面的视觉效果达到22位色的水准。由此可以看出32位色渲染已经成为衡量3D显卡芯片的重要指标,作为一种现代的3D显示卡其应该具有32位色渲染功能,当然,在进行32位色渲染时的性能衰减很重要,一般应小于15%(TNT 2就是一款32位色渲染衰减性能优秀的3D显卡芯片 ,其32位色渲染速度达到16位色渲染的90%)。
五、单周期多重纹理映射
正如前面所说的一样,单周期多重纹理处理对于提高3D显卡的性能至关重要。单周期单纹理映射在一个时钟周期内只能对每个像素进行一次材质处理,碰到具有多重材质的物体 ,就需要多次进行纹理映射才能完成。而单周期多重纹理处理能在一个时钟周期内完成 ,可以成倍地加快机器多重纹理的处理速度。自从Voodoo2 采用了单周期多纹理处理以来 ,单周期多重纹理处理技术得到了很大的发展。Voodoo2采用了两个独立的渲染处理器 ,单纹理处理时只有一个处理器工作,造成了一定的资源浪费。目前主流3D显卡芯片采用了一个多路渲染处理器来完成多重渲染工作,如TNT就采用了单通道多贴图处理。
六、RAMDAC(数模转换)
RAMDAC将显存中的数字信息转换为模拟信号输出到显示器。RAMDAC的带宽决定了芯片最高能支持的分辨率和刷新率。目前主流3D显卡芯片集成的RAMDAC频率都超过了250MHz。 新一代的3D显卡芯片更是达到了350MHz。其实对于目前国内大部分使 用普通15、17英寸显示器的用户来说 ,230MHz的RAMDAC就已经够用了。
七、最大纹理尺寸
纹理映射是将预先准备的2D贴图附着在3D图形上的过程,纹理贴图的分辨率直接影响着3D模型的真实感。最大纹理尺寸的含义就是贴图处理中能够调用的单张纹理的最大分辨率。纹理的最大分辨率直接关系到纹理的精细程度。但它受到硬件的限制,因为在处理纹理数据时,需先将贴图数据读入纹理缓存,如16位色512×512 的纹理贴图需要 513K的存储量,而32位真彩色的2048×2048 的纹理贴图则需要16MB的存储空间,因此纹理贴图的分辨率受到缓存大小的限制。在现代的3D 显卡芯片中采用了AGP的DIME工作方式,使其可以调用系统主内存作为纹理缓存,大大提高了纹理缓存的容量。而采用纹理压缩技术是又一种提高纹理分辨率的途径。S3TC技术就是一种纹理压缩技术,它由S3公司开发,最先被应用于Savage 3D芯片中,其工作原理是利用一套结构和算法对在渲染管道之中的数据进行压缩,经过压缩的纹理数据只有原来的1/6。最近,3dfx公司也公布了其和S3TC技术相似的技术FXT1 ,与S3TC不同的是FXT1采用四种不同的算法,FXT1将自动选择一种视觉效果最佳的算法,因此其处理效果应该比S3TC更佳,其最高压缩率为 8:1。对于先进的3D显卡芯片来说其最大贴图尺寸不应低于512×512。
八、三角形生成速度
三角形生成速度影响显卡处理图形的复杂程度 。而在3D图形处理过程中多边形需要先由CPU完成几何建模,而现在CPU在这方面的处理能力只有每秒1M的能力。而第四代的3D显卡芯片的处理能力都在2M以上 ,而且其差距有进一步拉大的可能。到目前为止三角形生成速度并不是显卡处理能力的瓶颈。 因此在目前用户不必强求显卡的三角形生成速度要达到多少 。但最近nVIDIA 和S3 先后推出了硬件T&L和S3TL技术,均能协助CPU进行几何建模工作,缩短几何建模的进程。
九、显存
显卡中的显存用于预装显卡芯片进行3D图形处理时所需数据,并在处理过程中以满足其需要的速度进行输出 ,在常规数据介质和显卡芯片间起缓冲作用 。显存分为 :帧缓存和纹理缓存。显存在显卡中起着非常重要的作用。帧缓存负责存储像素的明暗 ,纹理缓存负责存储纹理映射数据。目前 ,多数显卡所有显存多为SDRAM和SGRAM。这两中存储器在3D处理中,特别在作为纹理缓存时,性能基本没有区别。只有在高分辨率显示模式下,SGRAM的双数据端口性能才能发挥出速度优势。
十、Z-Buffer
即Z缓冲,有保存物体的Z轴坐标 ,在进行渲染过程中,对那些隐藏在其他物体后的结构进行消隐,使其不在画面中显示出来。Z缓冲的位数代表其深度信息的精度,位数越高空间的描述越精确。
以上是决定显卡性能的指标,按其显卡性能的重要性可分为:实际像素填充率 、32 位色渲染 、单周期多纹理处理、最大纹理尺寸、显存大小最为重要。其次是三角形生成速度 、Z-Buffer位数、AGP性能。最后是最大像素填充率、显存类型、RAMDAC。