3d ускорение. Необходимые системные требования

Пакет DirectX - это специальный набор различных библиотек, помогающих создать визуальные и звуковые эффекты для различных приложений и игр. Софт выпускается свободно, поэтому дальше пользователи могут бесплатно скачать Direct3D для Windows 7 64 bit, 32 bit и других систем.

DirectX считается основной частью любой операционной системы. Благодаря этому пакету, можно значительно улучшить качество и уровень обработки различных фильмов, игр, которые включают в себе трехмерную анимацию, цветовую графику, полный стереозвук и другие элементы мультимедиа. Помимо этого, Директ Икс способен увеличить производительность системы и ее безопасность.

Состоит DirectX из следующих частей:

Необходимые системные требования

Для того чтобы пакет DirectX 3D корректно работал, необходимы следующие условия:

Что может набор DirectX?

Основные возможности компонента заключаются в следующем:

Что добавлено нового?

DirectX постоянно обновляется: в последнем пакете были добавлены следующие функции:

Чем отличается DirectX от других драйверов?

На самом деле, у пакета Директ Икс есть свои конкуренты, а именно, это драйвер OpenGL, но у них есть ряд своих отличий. По этому списку видно, что DirectX по своим характеристикам значительно лучше.

По всей видимости, очень многие пользователи современных компьютеров слышали о таком понятии, как «аппаратное ускорение». Вот только далеко не все знают, что это такое и зачем нужно. Еще меньше тех, кто понимает, как включить аппаратное ускорение на Windows 7, например. Предлагаемые далее решения позволят использовать настройки не только в седьмой версии Windows, но и в любых других.

Для чего нужно аппаратное ускорение (Windows 7)

Начнем с того, что некоторые пользователи ошибочно полагают, что применение аппаратного ускорения относится исключительно к видеокартам с целью задействования возможностей графического процессора, что позволяет снизить нагрузку на центральный. Отчасти так оно и есть.

Если посмотреть на этот вопрос несколько шире, можно с уверенностью утверждать, что все это применимо и к видео-, и к аудиосистеме компьютера (например, платформа DirectX включает поддержку многоканального звука). В любом случае аппаратное ускорение представляет собой снижение нагрузки на ЦП и ОЗУ за счет того, что ее частично (или полностью) берут на себя другие «железные» компоненты.

Вот только многие не понимают, насколько целесообразно его использовать. Посудите сами, ведь при перераспределенной нагрузке в сторону повышения для графического или звукового чипов они со временем могут достаточно сильно износиться и даже выйти из строя. Поэтому в вопросе того, как включить аппаратное ускорение на Windows 7, не стоит вдаваться в крайности. Нужно использовать сбалансированные параметры с разумным задействованием всех устройств и равномерным распределением нагрузки между ними. В случае установки пиковых значений гарантий долговечности какого-то компонента никто дать не может.

Как включить аппаратное ускорение на Windows 7

Итак, начнем с самого простого. Первым делом разберемся с графикой. Включить аппаратное ускорение (Windows 7 берем в качестве примера, хотя данное решение можно применять во всех других версиях) можно через настройки графического чипа. Но сначала нужно проверить, требуется ли пользовательское вмешательство.

Через меню ПКМ в свободной зоне «Рабочего стола» переходим к разрешению экрана и используем гиперссылку дополнительных параметров. В появившемся окне свойств смотрим на вкладку диагностики. Вверху имеется кнопка изменения параметров. Если она неактивна, значит, аппаратное ускорение уже включено.

В противном случае нажимаем на нее, после чего происходит перенаправление к настройкам графического адаптера. Здесь имеется специальный ползунок, передвигая который вправо-влево, можно изменять уровень устанавливаемых параметров. Самое крайнее правое положение соответствует максимально задействованному ускорению.

Примечание: в Windows 10 раздел диагностики в настройках графического адаптера отсутствует, а аппаратное ускорение (собственно, как и седьмой модификации) включено по умолчанию.

Вопросы, касающиеся DirectX

Теперь несколько слов о том, как включить аппаратное ускорение DirectX. Как и в случае с общими настройками системы, оно и для видео-, и для звукового адаптера включено изначально, так что менять что-то не нужно. Но удостовериться в том, что оно активно, не помешает.

Для просмотра и диагностики используется диалог DirectX, вызываемый командой dxdiag, вводимой в консоли «Выполнить». Здесь на вкладке монитора необходимо проверить параметры DirectDraw, Direct3D и настройки текстур AGP (иногда в список может быть включен параметр ffdshow). По умолчанию напротив каждой строки будет стоять значение «Вкл.», а в окошке ниже будет присутствовать сообщение, что неполадок не найдено. Если по каким-то причинам они обнаружились, переходим к их устранению.

Возможные причины неполадок

Чаще всего невозможность включения аппаратного ускорения на уровне системы или в настройках платформы DirectX связана с некорректно установленными, отсутствующими или устаревшими драйверами вышеуказанных устройств.

Проверяем их в «Диспетчере задач» (devmgmt.msc). Если напротив звуковой или видеокарты стоит желтый треугольник с восклицательным знаком (или устройство не определено), это явный признак того, что с драйвером имеются проблемы. Его нужно переустановить, используя для этого собственную базу данных системы, оригинальный диск или загруженные дистрибутивы из интернета.

Но бывает и так, что с устройствами все в порядке. Тем не менее через меню ПКМ выбираем строку свойств, а новом окне на вкладке драйвера смотрим на дату выпуска. Если драйвер на текущую дату сильно устарел, нажимаем кнопку обновления и дожидаемся завершения процесса (заметьте, что Windows обновлять драйвера самостоятельно не умеет).

Однако намного лучше использовать специальные утилиты поиска и обновления вроде Driver Booster. Во-первых, обращение будет производиться прямо на сайт производителя оборудования; во-вторых, будет инсталлирован именно тот драйвер, который максимально подходит для работы устройства; в-третьих, он будет установлен в систему максимально корректно. Участие пользователя минимально.

Заключение

Вот, собственно, и все, что касается того, как включить аппаратное ускорение на Windows 7. Стоит это делать или нет - сугубо личное дело. Но если подходить к вопросу разумно, лучше не использовать аппаратное ускорение, что называется, на полную. В этом случае срок службы установленного оборудования может сократиться очень сильно.

Еще около пяти лет тому назад мало кто мог подозревать о том, что на вскоре на почти на любом мобильном устройстве, каким бы дешевым то не было, можно будет запускать требовательные 3D -игры и смотреть фильмы в FullHD -качестве. Однако это произошло, и спасибо за данность следует сказать тому, кто решил устанавливать в смартфоны и планшеты полноценные 3D -ускорители.

Именно благодаря этим модулям, мы теперь можем играть в игры на наших девайсах под Adnroid . К слову, если вы ищите, где андроид игры бесплатно скачать, тогда переходите по ссылке, что мы опубликовали немногим выше. На указанном сайте вы сможете отыскать все самые интересные приложения, и загрузить их, при этом не заплатив ни цента.

Для чего нужен 3D -ускоритель?

Вы, возможно, знаете, что роль обработчика графики в обычных компьютерах исполняет видеокарта. Это такое специальное устройство, которое отвечает за обработку данных, преимущественно, графических.

Вот в мобильных устройствах 3D -ускорители по сути являются тем же самым, что и видеокарты, только они меньше в размерах, и более экономичны в плане энергопотребления.

В первую очередь, ускорители графики используются играми, которые работают в режиме 3D , то есть с трехмерными изображениями. Без подобного устройства даже самые мощные девайсы тормозили в самых простых играх .

Второе, за что отвечает 3D -ускоритель – это за обработку двухмерных изображений. К таковым можно отнести прорисовку интерфейса, вывод изображений и проигрывание видеозаписей. В частности, последнее требует достаточно больших мощностей, из-за чего без использования здесь видеоускорителей, проигрывание видео 1080p или даже 720p – было бы просто невозможным, или очень трудной задачей.

Почему без ускорителя никак?

У вас, наверняка, возник вопрос: почему графический ускоритель так важен для обработки видео и графики. Неужели центральный процессор не в состоянии справиться с вычислением соответствующей информации?

Отвечаем: обработка графики – это довольно специфическая задача. Для быстрой работы она требует особой структуры чипа, а также наличия специальных дополнительных модулей. За исключением этого, использование 3Д-ускорителя является более рациональным, так как ЦПУ при обработки графики не нагружается, а обработкой соответствующих данных занимается исключительно графический чип, который, в свою очередь, предлагает более высокую производительность в специфических задачах.

Покупая 3D-ускоритель, каждый из нас ожидает резкого повышения производительности своих любимых 3D-программ, в том числе приложений для 3D-моделирования, VRML-броузеров, трехмерных игр и еще бог знает чего. С 3D-ускорителями, нацеленными на игровой рынок, ситуация достаточно ясная, о них пишут сейчас многие, достаточно пойти и купить хотя бы журнал об играх в соседнем киоске. С появлением второй версии программы 3D Studio MAX от Kinetix, эти 3D-ускорители становятся заманчивой покупкой, отпадает необходимость покупки дорогого 3D-ускорителя. В данном обзоре мы рассмотрим 3D-ускорители, нацеленные на рынок профессиональных приложений. Некоторые рассмотренные OpenGL-ускорители можно купить в Москве, некоторые - нельзя. В последнем случае вы сможете их лишь заказать, при этом вы должны будете сделать предоплату, так как ни один продавец не намерен рисковать своими деньгами. Но можно утверждать, что в России постепенно начинает формироваться рынок профессиональных OpenGL-ускорителей.

Зная информационный голод в России по хорошим статьям, мы решили протестировать несколько OpenGL-ускорителей, исходя из требований российского рынка. Российские покупатели, не обладая большими деньгами, стремятся получить оптимальное решение при покупке или сборке своего будущего компьютера, на котором они в дальнейшем будут создавать свои шедевры компьютерной графики. Стоит сразу сказать, что специализированные рабочие станции от HP и Intergraph превосходят по своим характеристикам рабочие станции, собранные в домашних условиях. В рабочих станциях этих производителей используются 3D-подсистемы на чипах собственной разработки, и 3D-ускорители на этих чипах не продаются отдельно от рабочих станций. Если же вы покупаете рабочую станцию от именитого производителя с использованием стандартных OpenGL-ускорителей, вы переплачиваете немалые деньги. Мы уверены, что есть люди, для которых техническая поддержка и избавление от головной боли о совместимости железа главнее денег.

Почти все из рассмотренных 3D-ускорителей, в основном, предназначены для работы с OpenGL, и именно поэтому они называются OpenGL-ускорителями. OpenGL является межплатформенным стандартом, что существенно облегчает перенос программ, использующих этот API, на другие платформы, в том числе на Wintel. Для платформы Wintel на рынке имеется огромное число OpenGL-ускорителей, и это подталкивает разработчиков к портированию 3D-программ на эту платформу. Также стоит учитывать, что компания Silicon Graphics объявила о поддержке платформы Wintel.

Тестируемые платы

Для тестирования были выбраны четыре 3D-ускорителя:

• AccelGraphics AccelEclipse II на базе чипсета Mitsubishi 3DPro/2mp
• ELSA GLoria-L/MX на базе чипсета 3Dlabs Glint DMX 1000
• Diamond FireGL 3000 на базе чипсета 3Dlabs Glint 500TX Gold
• Diamond FireGL 1000 Pro на базе чипа 3Dlabs Permedia 2

Функциональность и полезность каждой платы определяется именно чипсетом, на котором она выполнена, поэтому внимание заостряется, в первую очередь, на самих чипсетах. Если разные платы на одном чипсете имеют какие-то особенности, то в тексте специально подчеркивается, какие особенности имеет протестированная плата.

Что такое OpenGL?

В настоящее время только два трехмерных API получили широкое распространение: OpenGL и Direct3D. И тот и другой имеют свои плюсы и минусы, но до сих пор они находятся каждый в своей нише. Direct3D - общепринятый API для трехмерных игр, OpenGL - API для программ трехмерного моделирования и CAD. Так как профессиональные платы обычно используются в программах моделирования, то именно на OpenGL делается основной упор. OpenGL, созданнный компанией SGI, в настоящее время является открытым стандартом. Стандарт контролируется ассоциацией OpenGL Architecture Review Board, в которую входят DEC, E&S, IBM, Intel, Intergraph, Microsoft и, естественно, SGI.

OpenGL-драйвер может быть реализован в двух вариантах: как ICD и как MCD. ICD (Installable Client Driver) - высокооптимизированный драйвер, который дает максимальное быстродействие. ICD-драйвер довольно сложно программировать, так как создатель драйвера вынужден реализовывать все функции OpenGL. MCD гораздо легче программировать, так как разработчик программирует только те участки кода драйвера, которые он считает нужным оптимизировать для своего чипсета. Однако MCD сильно уступает ICD в быстродействии. Более того, если 3D-программа использует функцию, которая не имеет в MCD-драйвере аппаратной поддержки, то аппаратное ускорение отключается совсем. Все профессиональные платы имеют ICD-драйверы, и причиной высокой цены этих плат не в последнюю очередь является сложность программирования ICD-драйвера.

Платы на 3DPro и Glint допускают настройку различных параметров рендеринга. Причем можно как настраивать плату на работу с определенным приложением (например, Softimage 3D или 3D Studio MAX), так и изменять значения различных параметров. Можно включить или отключить 32-битные текстуры, оверлеи, шаблоны, гамма-коррекцию и т.п.

Как мы тестировали

Мы тестировали платы как синтетическими тестами, так и в реальных приложениях.

Для тестирования мы использовали программы Indy3D 2.2 компании SENSE8. Indy 3D - программа для Windows NT 4.0, предназначенная для тщательного тестирования OpenGL. Indy3D требует аккуратно написанного OpenGL ICD-драйвера и не работает на широком диапазоне дешевых плат с MCD-драйверами, такими, как Matrox Millennium 2 и Number 9 Revolution 3D. Являясь синтетическим тестом, Indy3D отражает поведение 3D-ускорителя в реальных приложениях. Indy3D фокусируется на трех сегментах рынка 3D-графики: MCAD, Анимация (Animation) и Симулятор (Simulation). По мнению создателя Indy3D, компании SENSE8, такие тесты, как Viewperf, не отражают реальных задач, и результаты, полученные в них, не будут адекватными в реальном мире. Однако то же самое можно сказать и про Indy3D. Кроме тестов на производительность, Indy3D самым тщательным образом тестирует качество изображения, на которое влияет наличие в 3D-ускорителе разных функций OpenGL. Более подробно про Indy3D можно прочитать .

Все результаты со знаком "Official SENSE8 Score" соответствуют разрешению 1024x768 при truecolor. Тестирование велось по всем правилам SENSE8, как-то:

• Аппаратный курсор по умолчанию
• Закрыты все приложения и окна кроме Indy3D
• Отключен screen-saver
• Отсутствие сети
• Отключен vsync (sync to video retrace) там, где это возможно

Платы тестировались под Windows NT 4.0 на компьютере с процессором Pentium II 266MHz, оперативной памятью 160 MB, материнской платой A-Bit на чипсете LX и жестким диском Quantum Fireball SE, со следующими драйверами:

• Eclipse II: использовался драйвер AccelGraphics от 13 марта 1998
• GLoria-L/MX: использовался бета-драйвер 3Dlabs от 17 марта 1998
• FireGL 3000: использовался бета-драйвер 3Dlabs от 17 марта 1998
• FireGL 1000 Pro: использовался бета-драйвер 3Dlabs от 17 марта 1998

Mitsubishi 3DPro/2mp

Тестировалась плата AccelEclipse II компании AccelGraphics, имеющая 15 MB 3D-RAM и 16 MB CDRAM.

Чипсет 3DPro/2mp базируется на технологии REALimage компании Evans & Sutherland и оптимизирован под архитектуру памяти 3D-RAM/CDRAM компании Mitsubishi. 3DPro - комбинированный 2D+3D ускоритель со встроенным triangle setup. 3DPro обеспечивает полную совместимость с OpenGL 1.1 и является идеальным решением для Windows NT 4.0. 3DPro выполняет высококачественное текстурирование с перспективной коррекцией, би- и трилинейной фильтрацией и субпиксельной точностью.

Фрейм-буфер базируется на технологии памяти 3D-RAM, оптимизированной для функциональности фрейм-буфера. 3D-RAM - интеллектуальная двухпортовая мультибанковая синхронная память с кэшированием. Основное преимущество 3D-RAM - одна операция записи там, где другим ускорителям нужно три операции (чтение-запись-чтение). 3D-RAM обеспечивает выполнение шести параллельных операций: растровые операции, альфа-смешение, z-сравнение, тест шаблона, а также маскировка битов и заполнение блоков. Такую функциональность поддерживает встроенные ALU, модуль сравнения и модуль ROP/Blend. 3DPro поддерживает до 15 MB 3D-RAM для получения разрешений от 640x480 до 1280x1024 при 32-битном truecolor с двойной буферизацией.

Текстурная память базируется на технологии памяти CDRAM, оптимизированной для чтения текселей. 3DPro поддерживает 4-16 MB CDRAM. 3DPro поддерживает 32-битные RGBA текстуры размером до 1024x1024 и 16-битные RGBA и RGB текстуры размером до 2048x1024, обрабатываемые с 32-битной точностью.

Нами был протестирован и вариант Eclipse II с интерфейсом AGP. Однако, в связи с отсутствием поддержки AGP под Window NT разницы в полученных результатах практически не наблюдалось. А та разница, которая была, соответствует погрешности вычислений. Поэтому в обзоре речь идет только о PCI-варианте платы на чипсете 3DPro. Вероятно, если появится сервис пак для NT 4.0 с поддержкой AGP или с выходом NT 5.0, мы проведем повторное тестирование. На сегодня же нет абсолютно никакой разницы, с каким интерфейсом использовать плату под NT: с PCI или AGP.

Производительность:

• Throughput 650 тыс. треугольников/сек с 24-битной z-буферизацией, мипмэппингом, прозрачностью, туманом и оверлеем
• Throughput 1.5 млн линий/сек с антиалиасингом и z-буферизацией
• Fillrate 60 млн пикселей/сек с билинейной фильтрацией и альфа-смешением
• Fillrate 30 млн пикселей/сек с трилинейной фильтрацией и альфа-смешением

Функциональные возможности:

• 32-битный truecolor
• Антиалиасинг точек, линий и отсортированных полигонов
• 24-битная floating-point z-буферизация
• Оверлеи (8-битные с двойной буферизацией, 4-битные без двойной буферизации)
• Шаблоны (4-битные)
• Цветное освещение с несколькими источниками света
• Пиксельная дымка, полигонный туман

На 3DPro делают платы всего лишь три производителя: AccelGraphics, Diamond (FireGL 4000) и DEC (PowerStorm 4D30T). Плохая для конечных пользователей маркетинговая политика этих компаний, а также Evans & Sutherland и Mitsubishi (создатели 3DPro) привела к низкой популярности чипсета. Платы на 3DPro заметно дороже своих ближайших конкурентов. Платы стоят очень дорого и поставляются в основном составе компьютеров именитых производителей. Чтобы купить такую плату, покупатель должен заказать плату у Diamond"а или AccelGraphics.

3DPro - неоспоримый лидер в данном обзоре и, возможно, вообще на рынке профессиональных 3D-плат. 3DPro победил в Indy3D, в реальных приложениях 3DPro выглядел заметно лучше других. К цифрам, которые мы получили в Glaze, не смог подобраться ни один другой ускоритель. Со всеми включеными эффектами частота кадров не снижалась ниже 30 fps. Также стоит отметить феноменальную производительность при ускорении векторной графики с антиалиасингом - Glaze показал скорость свыше 80 fps.

Большое число настроек OpenGL радует глаз. Плату можно сконфигурировать либо под какое-то конкретное приложение, а таких в настройках более 10, либо самому включать или выключать какие-то конкретные опции. Более изощренных настроек мы не увидели ни на одной другой плате.

3DPro без проблем справляется с большими текстурами, и благодаря наличию 16 MB текстурной памяти 3DPro прошел 16 MB-версию Indy3D без какого-либо замедления.

3Dlabs Glint DMX

Тестировалась плата GLoria-L/MX компании ELSA, имеющая 8 MB VRAM и 16 MB EDORAM. Кстати, хочется отметить, что на плате были использованы 2 Мб соджи.

Чипсет Glint DMX 1000 объединяет процессор рендеринга Glint MX и triangle setup Glint Delta. Glint MX поддерживает разрешения до 2048x2048, в том числе HDTV 1920x1080. Delta, имеющий производительность 100 MFLOPS, обеспечивает высокоточную предобработку вершин, в том числе субпиксельную коррекцию, нормализацию вершин и преобразование из плавающей точки в фиксированную точку. Glint DMX обеспечивает полную совместимость с OpenGL 1.1, также совместима с Direct3D и Heidi. Glint MX поддерживает 32-битные RGBA и 8-битные палитровые текстуры. Glint DMX поддерживает фреймбуфер до 32 MB VRAM, в котором находятся прямой и обратный буфер, альфа-буфер и оверлейный буфер. Локальный буфер, в котором хранятся текстуры, z-буфер и буфер шаблонов, может быть объемом до 48 MB EDORAM.

Производительность:

• Throughput 1.2 млн линий/сек
• Fillrate 33 млн пикселей/сек с билинейной фильтрацией и мипмэппингом

Функциональные возможности:

• Билинейная и трилинейная фильтрация с перспективной коррекцией
• Антиалиасинг 4x4 и 8x8
• Оверлеи
• Шаблоны (8-битные)
• Туман

Glint стал промышленным стандартом 3D-систем для платформы Wintel. На чипсетах 3Dlabs делают платы огромное число поставщиков, среди которых AccelGraphics, Densan, ELSA, Leadtek, MaxVision, NeTpower, Omnicorp, Symmetric. Такая популярность объясняется тем, что 3Dlabs сама пишет драйвера для своих чипсетов, и производителям плат нет необходимости писать собственные драйвера.

В тестах Indy3D Glint DMX сильно отстал от лидера - 3DPro, и даже немного от Permedia 2. Но в реальных приложениях Glint MX был гораздо быстрее Permedia 2, и лишь немного уступал 3DPro. К тому же, учитывая некоторые проблемы в работе с Permedia 2, последняя может не подойти в серьезной работе. В такой ситуации Glint MX может похвастаться полной беспроблемностью.

Glint DMX также прошел 16 MB-версию Indy3D без какого-либо замедления.

3Dlabs Glint 500TX

Тестировалась плата FireGL 3000 компании Diamond, имеющая 8 MB VRAM и 32 MB EDORAM.

Чипсет Glint 500TX Gold объединяет процессор рендеринга Glint 500TX и triangle setup Glint Delta. Glint 500TX поддерживает разрешения до 2560x2048, в том числе HDTV 1920x1080. Glint 500TX обеспечивает полную совместимость с OpenGL 1.1, также совместима с Direct3D и Heidi. Glint 500TX поддерживает 32-битные RGBA и 8- и 4-битные палитровые текстуры. Glint 500TX поддерживает фреймбуфер до 32 MB VRAM, в котором находятся прямой и обратный буфер, альфа-буфер и оверлейный буфер. Локальный буфер, в котором хранятся текстуры, z-буфер и буфер шаблонов, может быть объемом до 48 MB EDORAM.

Производительность:

• Throughput 500 тыс полигонов/сек с z-буферизацией
• Throughput 2 млн линий/сек с z-буферизацией
• Fillrate 25 млн пикселей/сек

Функциональные возможности:

• 24- и 32-битный truecolor, 15-битный hicolor
• Билинейная фильтрация с перспективной коррекцией
• Антиалиасинг 4x4 и 8x8
• 24-битная и 32-битная z-буферизация
• Оверлеи
• Шаблоны (8-битные)
• Туман

Glint 500TX также прошел 16 MB-версию Indy3D без какого-либо замедления.

3Dlabs Permedia 2

Тестировалась плата FireGL 1000 Pro PCI компании Diamond, имеющая 8 MB SGRAM.

Чипсет Permedia 2 интегрирует полнофункциональный 2D-ускоритель, с поддержкой видео (преобразование YUV и масштабирование по двум осям), 3D-ускоритель со встроенным triangle setup с поддержкой strips/fans, выполненным по технологии Glint Delta, и RAMDAC 230 MHz. Permedia 2 поддерживает 8-, 16-, 24- и 32-битные RGBA, YUV и 8- и 4-битные палитровые текстуры. Permedia 2 поддерживает до 8 MB SGRAM или SDRAM. Permedia 2 поддерживает PCI и AGP 1X с адресацией по боковой полосе.

Permedia 2 представляет собой одно из лучших решений, совмещая высокопроизводительную 3D-графику для работы в OpenGL и Direct3D и быструю 2D-графику. Для Permedia 2, также, как и для чипсетов Glint, раработан OpenGL ICD-драйвер, что делает системы на основе Permedia 2 идеальным решением для профессиональных графических станций начального уровня.

Производительность:

• Throughput 1 млн полигонов/сек с z-буферизацией
• Fillrate 83 млн пикселей/сек с билинейной фильтрацией
• Fillrate 42 млн пикселей/сек с билинейной фильтрацией и z-буферизацией

Функциональные возможности:

• 24- и 32-битный truecolor, 16-битный hicolor
• Билинейная фильтрация с перспективной коррекцией, мипмэппинг
• 16-битная z-буферизация
• Оверлеи
• Шаблоны (1-битные)
• Пиксельный туман
• Offscreen (для кэширования фонтов и битмэпов)

Несмотря на формальную 16-битную z-буферизацию, Permedia 2 прошла тест на 32-битный z-буфер без появления артефактов, специфических для 16-битного z-буфера. Судя по всему Permedia 2 использует механизмы, повышающие точность z-буферизации.

Permedia 2 не прошла 16 MB-версию Indy3D, так как содержит всего 8 MB видеопамяти.

Другие OpenGL-ускорители

Выбор 3D-ускорителей делался по традиционному российскому принципу "достали, что смогли". Поэтому хотелось бы вкратце отметить те 3D-ускорители, которые присутствуют на рынке сегодня, но не вошли в обзор. Dynamic Pictures Oxygen 402 - плата с четырьмя процессорами Oxygen, оптимизирована под многопроцессорные компьютеры благодаря многопоточному OpenGL-драйверу. Сравнительно распространен в России, хотя о нем ходят диаметрально противоположные мнения. 3Dlabs Glint GMX - самый мощный чипсет от 3Dlabs, содержит 1 или 2 процессора рендеринга Glint MX и геометрический процессор Gamma. GMX 2000 дает throughput 4.5 млн полигонов/сек и fillrate 66 млн пикселей/сек. Intergraph Intense 3D Pro 3410, Realizm II - мощные платы, поставляемые с графическими станциями компании Intergraph. HP Visualize fx4 - мощные платы, поставляемые с графическими станциями Kayak компании Hewlett Packard. Более мощные платы Visualize fx6 предназначены для UNIX-станций HP.

Кроме того, надо учитывать скорое появление плат на новом чипе REALimage 2000 компании Evans&Sutherland. REALimage 2000 даст throughput 1.3 млн треугольников/сек (вдвое больше 3DPro) и fillrate 90 млн пикселей/сек (на 50% больше 3DPro).

Результаты Indy3D

Мы отдельно оценивали работу плат в truecolor и в hicolor. В первую очередь, следует обращать внимание на производительность в truecolor, так как этот режим является рабочим для программ моделирования.

• 32-битные текстуры - умение работать с 32-битными RGBA текстурами, обработка текстур также должна выполняться с 32-битной точностью.
• Трилинейная фильтрация - трилинейную фильтрацию не поддерживают Permedia 2 и Glint 500TX.
• Прозрачность - поддержка прозрачности для неотсортированных полигонов. Тест не прошли Permedia 2.
• Антиалиасинг - поддержка антиалиасинга для неотсортированных полигонов. Тест не прошел никто.
• Z-буферизация - поддержка z-буфера выскокой точности (24-битного или 32-битного). Permedia 2 имеет 16-битный z-буфер, однако Permedia 2 прошла этот тест.

Текстурирование

У Indy3D есть три версии, которые используют разное количество текстурной памяти: 4 MB - официальный тест, 8 MB и 16 MB. В тесте 4 MB используются текстуры размером 128x128, и суммарный объем текстур не превышает 4 MB. В тесте 16 MB используются текстуры размером 1024x1024, а суммарный объем текстур становится чуть менее 16 MB. Мы проверяли работу 3D-плат на 16 MB-версии Indy3D без замеров результатов для того, чтобы выяснить, может ли работать плата с текстурами большого размера.

Тест не прошла только Permedia 2. Это объясняется небольшим объемом видеопамяти - в нее не могут влезть все текстуры.

Поддержка текстур большого размера желательна для некоторых 3D-программ, где требуется высокая детализация и где текстуры низкого разрешения будут выглядеть смазанными. Вы можете оценить разницу между текстурами 1024x1024 и 128x128 на картинках внизу. Это текстуры на груди, лице и голове.

Текстуры 128x128	Текстуры 1024x1024

Антиалиасинг

Антиалиасинг - самая запутанная черта современных 3D-ускорителей. В первую очередь потому, что существует много видов антиалиасинга, которые не следует путать друг с другом. Сразу скажу, что в программах моделирования, которые мы использовали, антиалиасинг мы включить не смогли.

Антиалиасинг линий

Нужен в программах, где основная работа ведется с каркасными моделями. Такими программами в основном являются CAD. Поэтому в тесте MCAD Indy3D тестируется каркасная модель с включенным антиалиасингом линий. Каркасная модель с антиалиасингом выглядит гораздо приятнее, чем без такового. Антиалиасинг линий тестирует программа Glaze. Вы можете оценить краевой антиалиасинг по картинкам снизу.

Краевой антиалиасинг для отсортированных полигонов

Программа, которая должна быть написана должным образом и выводить треугольники в порядке приближения к наблюдателю (то есть, предварительно отсортировав их). Этот вид антиалиасинга поддерживается большинством протестированных 3D-ускорителей, но, судя по всему, в программах моделирования не используется. Едиственная программа, где мы его заметили, - демка от 3Dlabs (картинки снизу).

Краевой антиалиасинг для неотсортированных полигонов

Именно этот вид антиалиасинга тестирует Indy3D. Именно его не хватает всем протестированным 3D-ускорителям. И, видимо, именно он требуется программам моделирования.

Операционные системы

На платформе Intel единственной серьезной операционной системой является Microsoft Windows NT 4.0. Все остальные ОС, такие, как UNIX, Windows 95, DOS и т.п., не представляют собой ничего серьезного хотя бы потому, что большинство производителей OpenGL-ускорителей не пишут драйверы для этих ОС.

Если вы очень любите UNIX (имеется в виду: все ее разновидности - Linux, FreeBSD и т.д.), то вам стоит купить себе видеоплату от фирмы Matrox, сконфигурировать правильно X-windows и забыть об аппаратном ускорении OpenGL.

Windows 95 обладает рядом неоспоримых преимуществ, например, Direct3D. На этой платформе у вас будут идти все игрушки, но стоит учитывать, что у многих OpenGL-ускорителей для этой ОС нет драйверов. Также отсутствие поддержки многопроцессорных систем делает Windows 95 неконкурентоспособной. Да и многие графические приложения просто не пойдут под этой ОС. Хотя, если вы купили себе 3D-ускоритель, оптимизированный для работы с Direct3D, а также пиратский диск с 3D Studio MAX 2.x (вместо очередного журнала об играх), вам, возможно, не стоит переходить на Windows NT.

Windows NT 4.0 лишена всех тех недостатков, которые описаны выше. Под NT для всех OpenGL-ускорителей есть драйверы, она поддерживает многопроцессорность, на ней идут все приложения, использующие OpenGL. Под ней нельзя играть, хотя когда человек покупает акселератор за $3000 и программу 3D-анимации за $10000, он вряд ли будет играть в игры на этой рабочей станции.

Нужна ли многопроцессорность?

Мы изучили скорость работы программ моделирования на двух- и однопроцессорной системах. Нас интересовала скорость самого процесса моделирования и работы с анимированными объектами при использовании OpenGL, а также скорость работы модуля визуализации, для получения конечного результата. Ни на одном из протестированных ускорителей мы не заметили разницы в скорости при использовании различного количества процессоров. Отсюда можно сделать вывод, что, в основном, драйвера для OpenGL-ускорителей не являются многопоточными, поэтому мы и не можем получить пользу от второго процессора. Так что, если вы занимаетесь моделированием, вам нет смысла ставить второй процессор в свою рабочую станцию. Исключением являются OpenGL-ускорители серии Oxygen от компании Dynamic Pictures (их мы не тестировали), драйвер которых распараллеливает работу двух процессоров Pentium Pro или Pentium II, что должно давать прирост производительности в OpenGL при использовании двух процессоров.

Мы смотрели скорость окончательной визуализации в 3D Studio Max v1.2 и LightWave v5.5. Как известно, Windows NT является операционной системой с поддержкой многопроцессорности. ОС сама решает как загрузить процессоры, а многопоточная программа получает преимущество в скорости, так как потоки выполняются параллельно на двух процессорах. Обе программы хорошо распараллелены и получают сильный прирост скорости на двух процессорах в окончательном рендеринге. Например, на двух процессорах 3D Studio Max выполнял окончательный рендеринг ровно вдвое быстрее, чем на одном процессоре.

Нам также было интересно, как ведет себя API Heidi от Kinetix, который используется в 3D Studio MAX v1.2. В 3D Studio MAX v2.x используется новый Heidi, не совместимый с Heidi, который использовался в 3D Studio MAX v1.x. Поэтому Heidi-драйвера, написанные для 3D Studio MAX v1.x, не работают с версией 2.0. Поэтому мы использовали версию 1.2. Оказалось, что Heidi сильно заточен под программный рендеринг. Heidi поддерживает многопроцессорность, но слабо поддерживает 3D-ускорители. Скорость ускоренного Heidi была всегда ниже, чем скорость программного Heidi. Например на FireGL 3000 скорости preview у нас упала почти в три раза.

Quake 2

По просьбам общественности мы протестировали платы FireGL 3000, GLoria-L/MX и Eclipse II на предмет их использования в качестве платформы для Quake 2. Все они имеют очень низкую скорость даже на низких разрешениях. Дело в том, что играм требуется от 3D-ускорителя высокая скорость обработки треугольников и текстурирования. Профессиональные платы дают сравнительно низкий throuhput и fillrate, поэтому и показывают низкую скорость в Quake 2. От профессиональной платы требуется высокое качество на высоких разрешениях и стабильная работа с оптимизацией под конкретные приложения. Как мы уже говорили 1024x768 в truecolor, наложение truecolor текстур 1024x1024 и текстурная память 16 MB и выше - обязательные требования, которые совершенно не нужны в играх.

К сожалению, в плане качества рендеринга плата Eclipse на 3DPro оказалось плохо совместимой с Quake 2. Плата GLoria-L/MX на Glint DMX дала качественную картинку, которую смело можно считать эталоном при тестировании игровых плат. Вы можете посмотреть скриншоты ниже: идеальное цветное освещение, 32-битный truecolor с хорошей передачей цветов, трилинейная фильтрация, отсутсвие даже мелких погрешностей - ни одна игровая плата не достигает такого качества изображения в Quake 2.

Резюме

Купив любой из рассмотренных 3D-ускорителей, вы получите существенный прирост скорости в OpenGL. Для систем начального уровня имеет смысл присмотреться к 3D-ускорителям на базе Permedia 2. Учитывая низкую стоимость плат на Permedia 2 и качественные драйверы для Windows 95, можно считать Permedia 2 оптимальным решением. Для получения максимальной скорости в любом приложении, использующем OpenGL, вам просто необходимо приобрести 3D-ускоритель на 3DPro. Конечно, он имеет очень высокую цену, но если 3D-графика является вашим куском хлеба, то вам стоит серьезно подумать о покупке этого ускорителя. Два других ускорителя (Glint 500TX и Glint DMX) находятся посередине. С одной стороны, они дешевле AccelEclipse II, но существенно проигрывают ему в скорости. С другой, они дороже Permedia 2, но почти не превосходят Permedia 2 по скорости, хотя имеют более богатые функциональные возможности. В конечном счете, за все приходится платить - невозможно купить полноценный OpenGL-ускоритель, по цене сравнимый с игровыми 3D-ускорителями. Но в то же время нельзя недооценивать производителей игровых 3D-чипов, которые пишут ICD-драйверы OpenGL для своих изделий. Поэтому не исключено, что грань между профессиональными и игровыми ускорителями через некоторое время начнет стираться. А пока перед вами стоит нелегкая задача выбора профессионального 3D-ускорителя.

1997 год в летописи ПК неразрывно связан с именем компании 3dfx и ее революционного продукта — платы Voodoo Graphics, которая была пределом мечтаний каждого геймера той поры и дала старт триумфальному шествию 3D-графики в мире персональных компьютеров (на самом деле, Voodoo была представлена в декабре 1996-го, но именно в следующем году началось все самое интересное). Чтобы в полной мере оценить историческую значимость Voodoo в столь отдаленный от описываемых событий момент, стоит рассказать, в каком состоянии тогда находились технологии 3D-рендеринга. Для этого придется углубиться в историю немного дальше и вспомнить об иных, подчас экзотических на современный взгляд, устройствах, которые появились на свет еще до дебюта Voodoo Graphics.

Создавать трехмерное изображение в реальном времени с помощью чипов специального назначения умели и до 3dfx, но довольно долго подобные технологии были привилегией рабочих станций, аркадных автоматов и домашних игровых приставок. Сегодня игроки на ПК нередко винят консоли, вечно отстающие в своем развитии от мощностей дискретных видеокарт, когда тот или иной проект прекрасно выглядит в виде бета-версии, но на пути к релизу теряет часть визуальной роскоши для того, чтобы уравнять возможности нескольких игровых платформ. В начале-середине 90-х годов все было наоборот. На персоналках преобладал программный метод рендеринга в реальном времени, а в прессе обязательно сообщали, поддерживает ли та или иная игра 3D-акселерацию — в большинстве случаев эта функция была необязательной. Даже Quake, вышедший в 1996 году, — первый шутер в «честном» 3D, и уже абсолютно современная по своим основным принципам игра — был опубликован без поддержки каких-либо методов ускорения и лишь потом получил совместимость с API OpenGL.

Аппаратная 3D-графика впервые стала доступна массам в игровых автоматах образца 1992 года. Владельцы домашних консолей пятого поколения (Sega Saturn, Sony PlayStation и Nintendo 64) тоже наслаждались пусть и чрезвычайно грубым по современным стандартам, но отрисованным в железе трехмерным изображением. Даже исполнение ранних стадий конвейера рендеринга — трансформация и освещение полигонов (T&L) — было реализовано в кремнии игровых автоматов и консолей (здесь отличилась Nintendo 64) за годы до того, как этой вехи достигли игровые видеокарты (NVIDIA GeForce 256 и ATI Radeon 7000 появились лишь в 1999-2000 годах).

После того как в консолях прогремела революция 3D-графики, производители компьютерного железа попытались вывести на рынок оборудование, которое могло бы предложить геймерам сопоставимый уровень быстродействия и функции, для которых требовалась вычислительная мощь, недоступная в рамках программного рендеринга на распространенных в тот момент CPU, — такие как 16-битное представление цвета, билинейная и трилинейная фильтрация. Вопреки репутации Voodoo Graphics как самого первого 3D-ускорителя для ПК, к моменту его появления на потребительском рынке уже существовали несколько устройств, сочетающих функции аппаратного рендеринга графического интерфейса Windows с конвейером трехмерной графики. Задача перечислить все ранние ускорители выходит за рамки данной статьи — их было выпущено немало, поэтому ограничимся наиболее известными устройствами.

Так, один из первых массовых 3D-ускорителей выпустила компания S3 — в то время это был признанный и респектабельный производитель видеокарт с ускорением растровой (2D) графики, а ныне — «дочка» тайваньской HTC. Впрочем, видеокарты семейства S3 ViRGE, увидевшие свет в 1995 году, ускорителями 3D-графики в буквальном смысле этого слова не были в силу посредственной производительности в реальных сценариях использования. Лучших результатов достигли продукты Matrox (видеокарта Matrox Mistique), а также небольшой на тот момент компании ATI (семейство 3D Rage).

Но самой перспективной платформой для игрового 3D-рендеринга в то время считался чип Vérité V1000 от Rendition. Именно на его проприетарный API поначалу ориентировались создатели Quake, пусть в итоге 3D-акселерация игры пришла в форме универсального OpenGL. Вплоть до пришествия Voodoo этот ускоритель обладал наивысшим уровнем быстродействия и функциональности. Так, устройство оперировало 16-битным цветом, поддерживало билинейную фильтрацию текстур, MIP-текстурирование и краевое сглаживание (Edge Anti-Aliasing). В отличие от распространенных сегодня методов полноэкранного сглаживания, Edge AA выполняется за счет рисования в плоскости экрана линий , наложенных на видимые границы полигонов. Любопытно, что сперва ранние реализации краевого сглаживания в игровых движках уступили место полноэкранным методам SSAA и MSAA, а сегодня сглаживание краев полигонов путем обработки конечного изображения является важной частью современных высокопроизводительных алгоритмов.

Vérité V1000 выделялся и с архитектурной точки зрения, т. к., в отличие от всех конкурирующих решений, устройство представляло собой программируемый RISC-процессор в сочетании с рядом блоков фиксированной функциональности, а не чистый ASIC (Application-Specific Integrated Circuit). Жаль только, что разработчики игр не оценили гибкость, которой обладает такая архитектура. Вы уже могли заметить тенденцию — многие из технологий, которые на сегодняшний день являются неотъемлемым атрибутом графических процессоров (такие как программируемый конвейер рендеринга в данном случае), в той или иной форме появились еще на заре аппаратно-ускоренного рендеринга, но cтали востребованы лишь много лет спустя.

Видеокарта Sierra Screamin" 3D на чипе Rendition Vérité V1000

Отдельного упоминания заслуживает и дебютный продукт ныне всемогущей NVIDIA — ускоритель STG2000 на чипе NV1, выпущенный на рынок в 1995 году под маркой Diamond Edge 3D. Но прежде чем мы расскажем, чем была столь замечательна эта видеокарта, сделаем краткое отступление. Если 3dfx Voodoo не был первым потребительским 3D-ускорителем, то какому устройству принадлежит эта честь? Дать точный ответ на этот вопрос сложнее, чем кажется, ведь даже простейший конвейер рендеринга был реализован в железе не целиком и сразу. К примеру, 2D-видеокарты Impression Plus и Millenium от Matrox еще в 1994 году умели обрабатывать трехмерное изображение, только в них отсутствовала возможность наложения текстур на полигоны, без которой немыслима современная графика. Так вот, первым из коммерческих доступных устройств для домашних ПК с поддержкой аппаратного текстурирования стал именно ускоритель Diamond Edge 3D на базе процессора NV1. Но на этом особенности первенца NVIDIA не заканчиваются.

NV1 — единственное устройство среди игровых 3D-ускорителей, когда-либо представленных для ПК, выполняющее рендеринг на основе четырехугольных примитивов. Стандартом для современных API являются примитивы треугольные, но в ту эпоху магистральная линия развития рендеринга в реальном времени еще не была определена. Построение моделей из четырехугольников имеет то преимущество, что такой примитив не обязательно должен быть плоским: вынос одной вершины из плоскости порождает фигуру со сложной поверхностью. Кроме того, в дополнение к базовым четырем вершинам примитива NV1 позволял указывать пять дополнительных вершин для формирования более детализированной геометрии. Недостаток такого подхода в том, что неплоские поверхности плохо сочетаются со стандартным методом наложения текстур, т. к. с целью избежать искажений, каждая уникальная форма в игре зачастую должна иметь собственную текстуру. Это не проблема для CAD-приложений, где четырехугольные примитивы по-прежнему в ходу, но, как пришлось убедиться NVIDIA, чрезмерно усложняет разработку и портирование игр, написанных с расчетом на рендеринг треугольниками.

Перспективной возможностью NV1 казался перенос игр с платформы Sega Saturn, где использовался аналогичный метод рендеринга, а сам STG2000 был фактическим аналогом игровой консоли в форм-факторе платы расширения. Помимо ускорения 3D-графики, карта выполняла ускорение растрового изображения, вывод звука и даже имела разъемы для подключения контроллеров Sega. Увы, Saturn не снискала успеха на консольном рынке, а после того, как Microsoft сделала выбор в пользу треугольников в API Direct3D, NVIDIA пришлось принять правила игры и остановить разработку чипа NV2 в пользу NV3, на основе которого компания позже выпустила ускоритель Riva 128.

Одним из факторов, который задержал появление массово доступных — нет, не GPU, этот термин введет в обиход NVIDIA лишь в 1999 году — ускорителей трехмерной графики на ПК, была экономика. Но как только отпускные цены памяти EDO DRAM снизились настолько, что производство совсем недешевых карт расширения для игр стало рентабельным предприятием, рынок компьютерной графики взорвала 3dfx, а затем несколько компаний столкнулись в борьбе за открывшуюся рыночную нишу.

Кто в итоге вышел победителем в этой гонке, мы прекрасно знаем: NVIDIA и ATI здравствуют по сей день (последняя — в виде Radeon Technologies Group, подразделения AMD), а 3dfx в результате ряда критических ошибок со стороны руководства, обанкротилась, и большинство ее ресурсов перешло в распоряжение той самой NVIDIA. Но именно бренд Voodoo Graphics на долгое время стал практически синонимом понятия «3D-ускоритель» благодаря непревзойденной производительности и широкой поддержке со стороны разработчиков игр.

Карта Voodoo Graphics была дорогим удовольствием для геймеров того времени. Сегодня никто не удивляется ценам свыше $700 за топовую видеокарту, но тогда далеко не все геймеры могли себе позволить 3D-ускоритель за сумму в $299 (такова была оригинальная цена Voodoo Graphics с 4 Мбайт EDO DRAM), тем более в России 90-х годов. Помимо беспрецедентной производительности, 3dfx помогло оправдать эту цену смелое и правильно решение выпустить Voodoo в виде отдельной платы расширения, которая для вывода изображения работала в тандеме с, собственно, видеокартой. В категории 2D-ускорителей тогда правили бал продукты S3 и высоко ценимые за качество изображения Matrox. Обладатели дорогих видеокарт оценили возможность частичного апгрейда, которую давала 3dfx, — в отличие от комбинированных 2D/3D-ускорителей предыдущих лет, которые зачастую принуждали идти на компромисс в четкости и скорости растрового изображения.

Вариант, который объединял логику 3dfx с 2D-чипом на одной плате (Voodoo Rush) пал жертвой неудачной архитектуры, и в 1998 году, когда вышла Voodoo 2, производитель вновь сделал ставку на дискретный 3D-ускоритель, который впервые предложил возможность объединить две платы в режиме SLI (Scan-Line Interleave). Эта концепция, под той же аббревиатурой, но с другим смыслом (Scalable Link Interface) воскресла много лет спустя благодаря появлению шины PCI Express.

Другой из сильных сторон продуктов 3dfx был собственный API под названием Glide. Поскольку в Glide была реализована только та функциональность, которой располагали чипы 3dfx, а код, написанный для Glide, был ближе к железу, нежели в универсальных, но недостаточно развитых на тот момент API Direct3D и OpenGL, все лучшие игры 90-х (и Quake 2, и Half-Life, и Unreal) поддерживали Glide. Таким образом 3dfx предвосхитила еще одну тенденцию современности — внедрение низкоуровневых интерфейсов программирования Mantle, Vulkan и Metal.

Современниками ускорителей Voodoo первого поколения и близкими соперниками по производительности были видеокарты NVIDIA RIVA 128 и 3D Rage Pro от ATI. RIVA 128 стала первым достижением NVIDIA после чрезвычайно интересного, но коммерчески неуспешного чипа NV1. Помимо впечатляющего быстродействия, устройство отличалось поддержкой повышенных разрешений экрана по сравнению с Voodoo, и качественным интегрированным 2D-ядром. Это была одна из первых видеокарт с поддержкой шины AGP, появившейся в системных платах для Pentium II. Что касается 3D Rage Pro, то в этой плате ATI также применила новый чип, совместимый с AGP, усовершенствованный со времен Rage первого поколения в отношении как производительности, так и функций рендеринга, что принесло ему поддержку интерфейса OpenGL, которой был лишен 3D Rage первого поколения. В то же время Rendition выпустила вторую и последнюю итерацию оригинальных ускорителей на базе программируемой RISC-архитектуры, Vérité V2000. По быстродействию Rendition вновь не смогла взяла высокую планку, заданную Voodoo Graphics, зато это был один из редких 3D-чипов того времени, способный выводить на экран 32-битный цвет..

Вопреки ауре легенды, окружающей названия 3dfx и Voodoo, признаем, что бум 3D-графики в сфере домашних ПК наверняка не миновал бы, даже в том случае, если бы такой компании никогда не существовало, а вместо нее прогремели другие (тоже хорошо известные нам) имена. И все же именно 3dfx сыграла ключевую роль в становлении компьютерных технологий и компьютерных игр как гигантской индустрии, которой они являются сегодня, да и в истории нашего сайта ей принадлежит особенное место. Читателям, которые присоединились к нам в не столь отдаленные годы, раскроем тайну — сайт сайт изначально назывался не иначе, как 3dfx-ru.com.