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 3D显示加速卡漫谈

  从3D游戏到三维设计,我们都需要3D技术的支持。目前,高不可攀的专业3D技术正在渐渐走入寻常人家。低价3D技术正广泛应用于我们使用的台式系统中,而不再只是主板供应商为了商业竞争而提供的一种选择。为了有效地减轻CPU的负担以及提供完美的3D特殊效果,最佳的处理方式是在显示卡的绘图芯片上,增加直接负责3D图形处理和提供3D特殊效果的能力,也就是所谓的硬件加速能力。3D显示技术也不再局限于应用在令人眼花缭乱的游戏上,虽然 3D 技术的引进最早的初衷正是3D游戏;通用的三维技术正一步步悄悄地走近我们的生活。同时,三维软件需要统一的开发和使用平台,这方面,3D软件支持平台的开发和市场争夺正在如火如荼地进行着。

 3D硬件发展简况


  3D芯片是如今最热门的话题之一,一块好的3D加速卡可以大大减轻CPU的负担,甚至可以使一块速度很慢的CPU在三维图形上的表现大大超出另一块速度虽然很快但没有好3D加速卡的CPU。虽然3D加速芯片分担CPU的处理任务的原理是大体相同的,但3D芯片的结构千差万别,有些芯片可以编程,如 Renditon公司基于RISC的Vrit和Chromatic公司的Mpact, Mpact 2,它们都采用了超长指令集(VLIW)结构。
  大多数可编程3D芯片的性能依赖于驱动它的低层软件扩展程序。Rendition和Chromatic目前的芯片都支持固件(FIRM WARE)模式。OEM厂家编写自己的低级代码来加强对算法、数据结构和新特性的开发。
  专业的3D加速卡有的中间件微代码模块允许系统设计者开启或关闭特定的应用,如3D图形、视频会议和电话通信等。与此不同,另外一些专业3D卡则包括专门用于实用时3D操作的 "像素管道"硬件电路,用来作纹理映射和混合,另外,RISC内核负责几何造型和滤波(Filtering),这些都极大减轻了CPU的负担。
  这种硬件电路解决方案牺牲了灵活性,但通常可以获得更高的性能。当API和其它标准修改或升级时,用户都得依赖这些厂家提供新的软件驱动程序。这些就是专业的3D加速卡的3D技术解决方案。
  但专用的3D解决方案并不一定适用于今天的PC机,相反,今天的3D加速卡可以以"像素泵"并行工作方式、以独立的PCI卡形式与图形卡协同工作,即当3D芯片计算出像素点位置后通过PCI总线传送到图形显示卡上。这方面的例子有:3Dfx Voodoo Graphics加速芯片和Voodoo II,Video logic的PowerVR等专用3D芯片,都要求一块现有的图形加速卡。


  新一代3D加速芯片中较为突出的几款是:
  1.3Dfx Voodoo系列:包括Voodoo Graphics,Voodoo Rush,Voodoo II,Voodoo Banshee。游戏效果无与伦比,速度非常快,而且又有众多的游戏支持,已经成为3D游戏的首选标准。但只对游戏有效。
  2.NVIDIA系列:包括Riva 128,Riva 128ZX,Riva TNT。总的说速度最快,效果总体上不如Voodoo系列,2D/3D的全能显卡,是目前热销的系列显卡。
  3.3D Labs系列:Premedia 2,Premedia 3等。对OpenGL的全面支持,提供专业级的3D加速,是专业3D人员的首选卡;游戏效果也不错,2D/3D速度都很好。
  4.Matrox G100和G200:很快的2D/3D速度,但在游戏中的效果并不是太好;使用SDRAM的版本会在较大程度上影响其速度表现。
  5.ATI 3D RAGE PRO:3D速度中规中距,采用独特的ASIC结构。2D方面的性能很出色。 除了使用的芯片外,3D加速卡的性能与以下几个因素都有很大关系:

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