...
...

3D-акселератор

области hardware существует деление на профессиональные устройства и устройства для домашнего пользования. Профессиональные карты стоят гораздо (иногда на два-три порядка) дороже домашних... Если бы меня через какое-то время спросили, чем знаменит прошлый год в мире hardware, я бы, не задумываясь, сказал - появлением "домашних" 3D акселераторов. Борьба INTEL и AMD за пальму процессорного первенства, появление винчестеров емкостью 50 Гб, усилия SONY по замене стандарта floppy дисководов и т.д. - все это только "наращивание мяса", как сказал бы классик (не к ночи будь помянут), количественные накопления. А вот 3D карта с поддержкой OpenGL в компьютере для дома да за какие-то совсем небольшие деньги...

Немного истории

Собственно, 3D акселераторы были и до сего времени, но это были именно профессиональные карты, и цена на них (нижняя граница порядка 3000-5000 долларов, а о верхней даже говорить страшно - от двухсот тысяч долларов и более) превосходила возможности рядового пользователя PC, да и использование их ограничено специальными программами (скажем, разработка и эксплуатация специальных тренажеров где-нибудь в NASA или создание видеоэффектов в кино и на телевидении). Где-то около двух лет тому назад небезызвестная фирма CREATIVE представила 3D видеобластер для домашнего пользования на шине VLB. Как бы я ни уважал эту фирму, но ее идея в этой области оказалась мертворожденной. Никаких особых преимуществ эта карта своим обладателям не давала. Ни один производитель программного обеспечения не поддержал тогда эту карту (здесь сказалась ошибка в маркетинговой политике). Да и стандарт VLB к тому времени стал вытесняться стандартом PCI. В общем, идея, казалось бы, заглохла. К тому времени небольшая фирма 3Dfx, специализировавшаяся на видеочипах для игровых телеприставок типа Sony Playstation, решилась создать чип для РС со свойствами, аналогичными тем, которые использовались в этих приставках. Маркетологи в этой фирме были лучше и перед созданием такого чипа "обзвонили" очень многих производителей игр для PC и убедили их создать патчи для нового чипа. Так на свет появился Voodoo, а фирма 3Dfx из "золушки" превратилась в крупнейшего производителя компьютерного железа, потеснив очень многих.

Геймеры во всем мире сошли с ума от радости. Только и слышно было везде "OpenGL да 3Dfx". И неудивительно. Новый чип давал такой эффект присутствия, что казалось, будто на экране реальный мир. А тут поспел Voodoo II, да и многие другие производители начали создавать альтернативные чипы Matrox - G200, nVIDIA - RIVA 128 и т.д. Да и 3Dfx не стояла на месте - Voodoo II Banshee придумала. А как выросло качество картинки! Вот уж действительно лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.

И вот заинтригованный читатель бежит в ближайший магазин, желая узнать, что ему там предложат. Производителей 3D карт очень много. Даже если в карте встречается название 3D, это совсем не значит, что она действительно поддерживает 3D.

Технические характеристики

Сначала необходимо разобраться, какие технические характеристики являются основными для 3D ускорителей и видеокарт и что они дают нам, пользователям. Самая главная характеристика ускорителя - качество изображения. Этот параметр, согласно известному изречению про вкус и цвет, не поддается численной оценке и не может быть использован нами для сравнения, но, к счастью, напрямую зависит от всевозможных числовых параметров, приводимых производителями в их спецификациях, а именно: от скорости построения изображения, глубины цветопередачи и используемых для построения алгоритмов.

Скорость построения оценивается, как правило, двумя параметрами - скоростью заполнения (пикселов в секунду - fill rate) и максимальной пропускной способностью геометрической установки ускорителя (треугольников в секунду - triangle rate). Следует также обратить внимание на сильную зависимость производительности многих ускорителей от мощности процессора. Например, для владельцев обычных Pentium MMX 166 МГц Voodoo2 не будет наилучшей покупкой: этот процессор недостаточно мощен, чтобы полностью загрузить ускоритель процессом обработки треугольников, и значительного, по сравнению с Voodoo, увеличения быстродействия реально достигнуто не будет. На процессорах Pentium II ускоритель Riva128, обладающий вдвое большим fill rate, обгоняет чипсет Voodoo по количеству кадров в секунду.

Качество изображения зависит от глубины представления цвета (бит на пиксель). Как правило, это - 16 бит (Hi-color), 24 или 32 бит (True-color). Режим 16 бит на пиксель существенно снижает требования к объему памяти буфера кадра ускорителя, но не способен передавать цвета без заметных глазу искажений. Для компенсации этих искажений (например, заметной иногда дискретности передачи цвета) используется специальная технология - dithering (растрирование), позволяющая улучшить цветопередачу за счет некоторой потери в точности геометрической картинки.

Не менее важным является набор поддерживаемых ускорителем режимов сглаживания (сглаживания краев полигонов, интерполяции и фильтрации текстур), mip-map режимы (техника выбора разных текстур для разных дистанций наблюдения, используемая многими 3D играми, например, Quake) и точность выполнения геометрических вычислений. Также необходимы качественные драйверы. Ускоритель должен поддерживать, как минимум, один из двух наиболее распространенных API - Microsoft DirectX или SGI OpenGL, иначе он будет абсолютно бесполезен для большинства современного программного обеспечения. В случае хорошего монитора в выборе видеокарты немалую роль играет максимальная частота RAMDAC - от нее зависят предельные частоты кадров в различных режимах и, что, как правило, более важно, качество видеосигнала, посылаемого на монитор. На этом вполне можно завершить краткое перечисление важных нам характеристик.

Производители и спецификации (краткий обзор)

Производителей чипов 3D в настоящее время достаточно. В рамках этой статьи я ограничусь только краткой характеристикой чипов и видеоакселераторов на их основе.

1. 3Dfx Interactive. Фирма, разработавшая первый действительно успешный набор чипов (Voodoo Graphics или просто Voodoo) для ускорителей. Набор является 3D ускорителем и требует наличия обычной 2D видеокарты.

Характеристики набора Voodoo (в скобках указаны типичные значения для продаваемых карт):

Тактовая частота до 60 МГц.

Предельная частота RAMDAC 135 МГц.

Память (только EDO) - 30-35 нс.

Буфер кадра до 4 Мб (2 Мб).

Буфер текстур до 8 Мб (2-4 Мб).

Глубина представления цвета - 16 бит.

Максимальное разрешение 800х600 - буфер кадра 4 Мб (в режиме SLI 1024х768), у типичной карты с буфером кадра 2 Мб - 640х480.

Fill rate - 50-60 миллионов пикселей в секунду.

Типичная пропускная способность - 500 тысяч треугольников в секунду. 3D в окне не поддерживается (только на полный экран).

Подключение к основной видеокарте через сквозной кабель - несколько ухудшает изображение на высоких разрешениях и больших кадровых частотах.

Поддерживаемые API - DirectX, Glide (собственный), OpenGL не полностью (на уровне функций используемых Quake и Quake II - так называемый "минипорт").

Поддерживается практически всеми известными ныне играми.

Не очень качественный дизеринг.

Малая зависимость от мощности процессора.

Ориентировочная цена карты сейчас 100 - 120 долларов.

Типичная производительность - 33 кадра в секунду Quake (640х480) и 22 кадра для Quake II на Pentium MMX 166 MHz.

Примеры карт: A-Trend Helios 3D Voodoo, Biostar Venus 3D, Canopus Pure3D, Cardex Dragon 1000, Diamond Monster 3D, Guillemot Maxi Gamer 3D, miroMEDIA miroHISCORE 3D, Orchid Righteous 3D, Quantum3D Obsidian, RealVision Flash3D и Skywell Magic 3D.

Набор Voodoo2. Следующее поколение Voodoo Graphics. Предельная тактовая частота возросла до 100 МГц (типично 92-96). В режиме SLI, как и в Voodoo, все скоростные параметры возрастают вдвое. Большинство современных игр (исключая разве только Unreal) неспособны полностью загрузить этот ускоритель, как, впрочем, и процессоры класса Pentium и Pentium MMX. Из-за высокой тактовой частоты существуют определенные проблемы, связанные с высоким тепловыделением набора Voodoo2. Необходим дополнительный вентилятор, иначе карты на его основе могут перегреваться при сильной загрузке ускорителя (все тот же Unreal).

Примеры карт: AOpen PA2000, A-Trend Helios 3D Voodoo II, Biostar Venus 3D II, California Graphics 3D Wizard, Canopus Pure3D II, Creative 3D Blaster Voodoo2, Diamond Monster 3D II, Guillemot Maxi Gamer 3D II, HS Ambush 3D, Jazz Renegade 3D, Metabyte Wicked 3D, miroMEDIA miroHISCORE PRO, Orchid Righteous 3D II, RealVision Flash3D II, Quantum3D Obsidian2, Skywell Magic 3D II и STB BlackMagic 3D.

Набор под названием Voodoo Banshee или просто Banshee - новый ход 3Dfx. Один чип, содержащий в себе как 2D, так и 3D акселераторы, предназначен для шины AGP, причем 3D на уровне 2-х Voodoo2, правда, без поддержки мультитекстурирования за один проход. При этом Banshee полностью совместим с Voodoo Graphics и Voodoo2. RAMDAC 250 МГц. Ускоритель 2D, по заявлению представителей 3Dfx, превосходит все существующие на рынке чипы, что, мягко говоря, не совсем соответствует действительности. В типичной конфигурации 8 или 16 Мб SGRAM или 16 SDRAM.

Примеры карт: Creative VooDooII BANSHEE.

2. nVidia. Чип Riva128 - это законченное решение для видеокарты 2D + 3D + Video ввод/вывод. Но карты на его основе можно назвать "сильно шинно-зависимыми". К тому же, как уже упоминалось ранее, производительность этого чипа зависит от производительности процессора. Достоинством чипа является большой набор возможностей - в Riva128 аппаратно реализованы практически все функции Direct3D и, как следствие, платы на Riva128 демонстрируют высокую производительность в Direct3D. Также неоспоримым достоинством является наличие полного OpenGL драйвера (ICD). К сожалению, существует некоторое количество игр, поддерживающих только собственный API 3Dfx - Glide, которые, разумеется, не могут использовать Riva128 и другие ускорители. Визуально качество изображения несколько хуже, чем у Voodoo, но пиковая производительность выше - до 5 миллионов треугольников в секунду. Память - всегда 4 Мб SGRAM, работающих на частоте 100 МГц, внутренняя шина - 128 бит. Тактовая частота чипа 100 МГц. Чип имеет поддержку видео входа/выхода, которые реализованы на многих картах. Рекомендуется к приобретению всем владельцам компьютеров с AGP шиной вместо Voodoo. В случае Pentium c PCI предпочтительнее Voodoo, за исключением, когда необходимо не только существенное 3D ускорение, но и просто покупка быстрой видеокарты.

Примеры карт: Asus 3DexPlorer 3000, Canopus Total3D V128, Diamond Viper v330, E4 CoolView3D, Elitegroup 3DVision-SAGP, ELSA Victory Erazor, Guillemot Maxi Graphics 128, miroMEDIA miroMAGIC Premium, STB Velocity 128, STB MVP Pro-128 и Tekram AGP 5000.

Чип RivaTNT (TwiN Texel), способный обойти по производительности явного на сегодняшний день лидера - Voodoo2. Карты на этом чипе поддерживают локальную память размером до 16 Мб, и, что наиболее важно, 3D ускорение в режиме 32 бит True-color. Частота RAMDAC 250 МГц достаточна для поддержки режима 1600х1200 с частотою развертки 85 Гц. RivaTNT поддерживает DirectX 5, DirectX 6, OpenGL в Windows 95 и Windows NT. Реализована работа с шинами AGP 2x и PCI. Чип обладает феноменальной пропускной способностью - 8 миллионов треугольников в секунду. Также необходимо отметить отсутствие характерных для Riva128 дефектов изображения, вроде не стыкующихся полигонов.

Пример карты: Diamond Viper V550, STB Velocity 4400, Creative Graphic Blaster GL RIVA 128 TNT.

3. Intel. Недавно фирма Intel дебютировала на рынке 3D ускорителей, выпустив совместно с Real3D мощный видеочип под вполне типичным для нее названием i740. Данный чип рассматривается как основа стандартных (базовых) видеокарт для компьютеров на процессорах класса Pentium II. Это первый чипсет, в котором рендеринг производится при 24-битном представлении цвета.

i740 - это 64-разрядный видеопроцессор, объединяющий производительные 3D и 2D, поддержку видео, DVD, видеовход, видеовыход и функцию захвата видео. Поддерживается PCI и AGPx2. Объем памяти до 8 Мб SGRAM, в PCI варианте чипа необходима также отдельная память для буфера текстур, объемом до 16 Мб SDRAM. Чип i740 оптимизирован для совместного использования с Pentium II и шиной AGP. В данный момент существуют драйверы для Direct3D, а в скором будущем выйдет и полный OpenGL (для Real3D StarFighter они есть). Поддерживаются Windows 95 OSR 2.1, Windows 98, Windows NT 4.0 и 5.0.

Скоростные показатели довольно средние (чуть медленнее Voodoo), типичный fill rate 45-55 миллионов пикселей в секунду, типичная пропускная способность 425-500 тысяч полигонов в секунду. Зато качество 3D изображения просто эталонное - на порядок выше всех доступных ныне ускорителей. Также, несомненно, привлекают широкий набор 2D и видеовозможностей. К сожалению, как было уже отмечено, карты на основе i740 выпускаются только в AGP исполнении (не считая плат Real3D StarFighter, на которых используется специально разработанный мост AGP-to-PCI). Рекомендуется к покупке всем владельцам Pentium II, играющим понемногу в различные игры, но не желающим тратить деньги на карты класса Riva128 и выше.

Примеры карт: AOpen PA740, Asus 3DexPlorer 2740, A-Trend SPeedy 3DI0740, Biostar Orion 740, Cardex Cardexpert I740, Diamond Stealth II G460, Elitegroup 3DVision-i740, Hercules Terminator 2x/i, Intel Express 3D, Leadtek WinFast 3D S900, Real3D StarFighter, STB Lightspeed 740 и Tekram AGP-6000 3D Fire.

4. Matrox. Всем известная фирма, признанный лидер в области высококачественных 2D карт, пробует себя на рынке 3D ускорителей с новым чипом G200. Карты на его основе - Mystique G200 и Millennium G200 - уже появились в продаже. Карты обладают не только лучшим на момент выхода 2D ускорителем, но и одним из лучших 3D. Поддержка Direct3D 6.0 и полный OpenGL. Чисто субъективно качество 3D очень высокое, особенно в 32 бит True-color режимах, где оно вполне способно превзойти i740. Максимальное 3D разрешение в режиме True-color 1280x1024, в 2D обещаны 1920x1200, необходимые для различных профессиональных применений. У этой карты большое будущее, ее можно смело рекомендовать людям, которые имеют большие мониторы и профессионально занимаются графикой, дизайном и т.д.

Платы: Matrox Mystique G200 (вариант для игрового использования), Matrox Millennium G200 (профессиональный вариант с RAMDAC 250 МГц).

5. S3. Фирма, поставляющая 80 чипов для акселераторов нижнего уровня, впервые вышла на рынок с мощным игровым акселератором Savage3D. Вероятно, через некоторое время этот чип будет обеспечивать наилучшее соотношение цена/производительность, как и все прочие карты фирмы S3.

Savage3D - это 128-разрядная архитектура, объем локальной памяти 2-8 Mб 125-MHz SGRAM, Fill rate - 125 миллионов пикселей в секунду с однопроходной трилинейной фильтрацией, пропускная способность - порядка 5 миллионов полигонов в секунду. Поддержка 3D в True-color режимах и Hi-color с высококачественным дизерингом. Осуществляется компрессия текстур по патентованной технологии S3TC, которую лицензировала Microsoft для DirectX 6. Поддержка AGP 2X. Чип содержит внутренний RAMDAC 250 МГц. Hercules Terminator BEAST. Уже ведут производство плат на базе этого чипсета STB (Nitro 3200) и Diamond Multimedia.

6. ATI. Достаточно распространенные на рынке карты серии ATI Xpert основываются на чипе ATI - 3D RAGE PRO. К сожалению, несмотря на отличное качество карт ATI, добротные драйверы и хорошую техническую поддержку, эти карты нельзя называть отвечающими современным требованиям 3D ускорителями из-за недостаточной производительности в реальных играх и некоторого числа некорректно реализуемых функций. Эти карты могут быть рассмотрены как хорошее и качественное 2D решение. Правда, существует еще Rage128. По заявлениям представителей фирмы, этот чипсет работает не хуже чипов от 3Dfx, но лично я подтвердить это не могу.

Ну вот, пожалуй, и все крупные производители, известные широкой общественности, и перечислены. Оставшиеся - или мало известны, или пока мало что решают в мире 3D.

При написании этой статьи использовались данные компаний:

ASUStec, Inc. http://www.asus.com/

ATI Technologies, Inc. http://www.ati-tech.com/.

Creative Labs, Inc. http://www.cre-af.com/.

Diamond Multimedia Systems, Inc. http://www.diamondmm.com/.

Matrox Graphics, Inc. http://www.mat-rox.com/mga/.

NVidia Corporation, http://www.nvi-dia. com/.

S3, http://www.s3.com/

3DFx interactive, http://www.3din-fo.com.

Сайта iXBT, http://ixbt.stack.net

Эхо-конференций сети FIDO http:// www.fidonet.org.

Лев Лев


© Компьютерная газета

полезные ссылки
Аренда ноутбуков
Ремонт ноутбуков в центре Минска