Главная/

Программирование, базы данных. /

Возможности графических карт, 3D - графика

этой области особо рекламируют досто­инства своих детищ. Сегодня реаль­но существует лишь одна технология, разработанная с предельным вниманием к проблеме вычислений для 3D— 30now! от AMD. Intel пока только усиленно анонсирует процес­сор с подобной технологией — Katmai. Однако процессоры Pentium изначально превосходили своих кон­курентов в области “плавающих” вы­числений, что позволяет им прекрас­но справляться со всеми расчетами.

Чтобы король не был голым

Однако “проволочные” герои в “проволочной” обстановке создают некоторые неудобства при стрельбе. Можно долго и уверенно изничто­жать безобидное самодвижущееся дерево, в то время как нечто тихо подкрадется и откушает подствольный гранатомет. Это в лучшем слу­чае. В худшем — просто откушает. Ну а если мишень выбрана правиль­но, то гораздо приятнее наблюдать действенность своего огня не в виде отлетающих треугольников, а в виде зелено-кровавых частей чуда-юда. Именно для достижения подобных спецэффектов первоначальный кар­кас покрывается особыми рисунка­ми — текстурами. Сама процедура нанесения называется Texture Mopping.

Вообще говоря, с этой операцией справился бы и процессор, но ему пришлось бы работать весьма долго. Во-первых, хорошие текстуры зани­мают достаточно много места в па­мяти, а во-вторых, собственно их на­несение связано с большими объе­мами специфических вычислений. Для ускорения этой процедуры со­зданы специальные ЗD-ускорители (акселераторы), которые могут хра­нить текстуры в своей собственной памяти, а все вычисления реализуют­ся особой микросхемой (такой здо­ровенный чип, делающий всего не­сколько операций, но очень быстро, почему и нагревается).

Собственно на уровне текстур и начинается самое интересное в трехмерной графике: к текстурам применяются различные эффекты для увеличения степени реалистич­ности изображения.

Эффекты

Наверное, одним из самых важных эффектов является возможность реакции объекта на источники света (с учетом точки расположения наблюдателя). За освещенность отвечают сразу не­сколько эффектов, имеющих собст­венные названия.

Расчет тени — Shading — возмо­жен как применительно к площади, так и для каждой вершины отдельно. По­следний вариант, естественно, при больших затратах ресурсов дает луч­шие результаты. Собственно “тень” получается путем изменения яркости цвета. При повершинном ее расчете цветопереходы будут более плавными.

Однако поверхности в реальной жизни не только поглощают свет, создавая тени, но и отражают его, бле­стят. В 3D аналогичного результата достигают при помощи эффекта Environment Mapping. Переме­щение затененных и блестящих уча­стков по поверхности объекта поз­воляет создать более реалистичное изображение движения. Поскольку определенный “блеск” может соот­ветствовать каждой текстуре, то ком­бинирование таких текстур создаст еще более впечатляющие эффекты.

Для придания изображению по­верхности объекта рельефности, ис­пользуют эффект Bump Mapping. Его сущность заключается в вычисле­нии для точек поверхности значений их углубления/выпуклости относи­тельно общего уровня. При расчете освещенности после этого эффекта выступающие точки получаются бо­лее ярким цветом, а во впадинах, со­ответственно, более темными. До­бавление каждой точке дополни­тельного признака при вычислениях достаточно сильно их замедляет.

За влияние источников света отве­чают эффекты Lens Flaring и Lens Reflection. Последний позволяет ре­алистично показать ветровое стекло автомобиля или иллюминаторы Ва­шего транспортного средства. А обо­значение таких стекол жизненно важ­но для того, чтобы как можно явствен­нее ощутить попадание в стекло кам­ня или пули, ослепление солнечным светом на крутом вираже жизни.

Следующими по важности после Световых следует поста­вить эффекты коррекции цвета.

Эффект Antialising производит сглаживание “лестницы” при попиксельном представлении линий за счет вычисления среднего значения цвета между цветами линии и фона. Это, скорей всего, самый “энергоем­кий” эффект.

Билинейная фильтрация (Bilinear filtering) решает аналогичную про­блему “лестницы” для текстур. Для подопытного элемента текстуры вы­бираются соседи, усреднением цве­та которых и получают искомый ре­зультат. Билинейной же она называ­ется потому, что складываются цвета четырех соседей следующим обра­зом: (а+б)+(с+д). Однако возможно обобщение и для восьми элементов (трилинейная), фильтрация может, как увеличить качество изображе­ния, так и сделать его размытым. Три­линейная фильтрация часто исполь­зуется при коррекции изображения перспективы (коррекция как таковая тоже может выступать самостоятель­ным эффектом).

В следующую группу можно выделить атмосферные эффек­ты и эффекты прозрачности.

Fogging (depth cueing) — “туман (дымка)” моделирует, как видно из на­звания, туман, дымку, сумерки. Очень вожен для реалистичного отображе­ния сцен, происходящих на открытых пространствах, на “свежем” воздухе (пока не закоптили дымом выстрелов), Также часто используется для умень­шения объемов вычислений путем ог­раничения видимости: удаленные в дымку объекты можно прорисовывать с меньшей тщательностью.

За прозрачность отвечают два эф­фекта - Alpha Blending и Color Keying. Последний определяет час­тичную прозрачность текстуры. Обычно применяется для изображе­ния разнообразных зеленых, или как там повезет с цветом, насаждении. За редкими кустами враг не спрячет­ся от прицельного огня, а бить по пло­щадям через непрозрачные пальмы — бессмысленная трата боеприпасов. При использовании Alpha Blen­ding каждой точке текстуры ставится в соответствие дополнительное значение (в который раз уже1), определя­ющее прозрачность пикселя. Чаще всего это 8 бит. В основном этот эф­фект применяется для изображения стекло, огня, воды — как текучей (река), так и “летучей” (дождь). В послед­нее время больше значения придает­ся именно прозрачности тех элемен­тов сцены, которые прозрачны по своей природе. Согласитесь, лучше с берега увидеть акулу в пруду, чем прыгать туда в надежде “вдруг чего найду”. В таком случае чаще всего отыщешь неприятности. В прозрач­ной воде акулу можно пристрелить еще с берега, а потом спокойно при­нять водные процедуры.

Большая группа эффектов призвана значительно снизить затраты, привнесенные преди­дущими.

С палитрами работают эффекты