3D技術(shù)與3D芯片資料
發(fā)布時(shí)間：2008-07-06 閱讀數(shù)： 次 來源：網(wǎng)樂原科技
3D（三維）顯示技術(shù)
目前，低價(jià)3D技術(shù)正廣泛應(yīng)用于臺(tái)式系統(tǒng)中，已不再是主板供應(yīng)商為了商業(yè)競爭而提供的一種選擇。3D顯示技術(shù)也已不再局限于令人眼花繚亂的游戲應(yīng)用，通用計(jì)算應(yīng)用環(huán)境是其潛在的用武之地。正如GUI的出現(xiàn)和鼠標(biāo)的應(yīng)用改變了過去的字符操作界面一樣，3D技術(shù)在顯示和分析數(shù)據(jù)方面將會(huì)有更多新的用途。通過對(duì)目前3D技術(shù)產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)做一分析比較，有利于對(duì)3D軟硬件技術(shù)全面、正確的認(rèn)識(shí)，從而為今后3D的應(yīng)用做出正確的選擇。
3D計(jì)算環(huán)境
未來的3D顯示技術(shù)將怎樣改變我們的計(jì)算方式呢？第一階段，3D的主要市場(chǎng)產(chǎn)品將集中于傳統(tǒng)的3D應(yīng)用,諸如建筑設(shè)計(jì)漫游、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、動(dòng)畫和高級(jí)游戲程序引入到主流臺(tái)式系統(tǒng)中。其后，第二階段我們將看到3D應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序中，如圖形編輯器、電子表單甚至字處理程序中。
要想預(yù)測(cè)3D技術(shù)在通用商用領(lǐng)域應(yīng)用的可能性，不妨考慮一下你手編的高級(jí)電子報(bào)表和數(shù)據(jù)庫程序，其中有些程序已經(jīng)能夠用于三維顯示，如對(duì)數(shù)據(jù)可用三維圓柱體表示，并根據(jù)需要，進(jìn)行水平或垂直方向的任意切割。
在商業(yè)領(lǐng)域里，硬件開發(fā)商是否能迅速地把3D技術(shù)應(yīng)用于程序中，有時(shí)是至關(guān)重要的。Intel的MMX技術(shù)已經(jīng)在X86指令集中增加了57條新的指令，用于加速多媒體應(yīng)用程序，如3D和2D圖形、視頻、音頻、語音綜合和識(shí)別以及通信等。根據(jù)Intel的推測(cè)，其性能可以提高50～100％。
MMX集成于新一代Pentium處理器芯片(P55C)中,已于1997年初推出。MMX支持OpenGL和Microsoft的DirectX編程接口。AMD和Cyrix的新型芯片也都支持MMX技術(shù)。
在CPU和圖形芯片中分布處理3D任務(wù)有眾多的方法，但目前流行的圖形板大多只是整數(shù)運(yùn)算工作方式，因此，CPU必須承擔(dān)3D應(yīng)用程序中的浮點(diǎn)運(yùn)算，并將結(jié)果轉(zhuǎn)換成整數(shù)。在大多數(shù)情況下，圖形芯片只作為渲染引擎，而把幾何造型、透視投影及光照工作等留給CPU完成。最后的表面物體特征渲染工作由低價(jià)3D圖形板實(shí)現(xiàn)，其中包括混合幀、紋理、Z－buffer(存儲(chǔ)深度信息)和動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存等。
例如，如果某應(yīng)用不需要Z－buffer(大多數(shù)游戲不需要)時(shí)，剩余的內(nèi)存可以用作紋理和幀緩存。很多應(yīng)用程序在主內(nèi)存中創(chuàng)建幀緩存，這種方式不需要圖形卡有更多的顯示存儲(chǔ)器，從而節(jié)省成本。但這也帶來了性能瓶頸,即當(dāng)隱藏幀要顯示到屏幕上時(shí)，必須通過PCI總線。
高檔3D加速圖形卡則采用了獨(dú)立的幀存、紋理存儲(chǔ)器和深度信息存儲(chǔ)器，并且每種緩沖存儲(chǔ)容量至少為2MB。不幸的是，光緩沖存儲(chǔ)器的開銷就足以使其被拒之于主流市場(chǎng)的門外。
3D硬件發(fā)展概況
雖然3D加速芯片幾乎用相同的方法分?jǐn)侰PU的處理任務(wù)，但3D芯片的結(jié)構(gòu)千差萬別，有些芯片可以編程，如Rendition公司基于RISC的Vrit和Chromatic公司的Mpact,它們都采用了超長指令集(VLIW)的結(jié)構(gòu)。其它可以編程的3D芯片,正不斷陸續(xù)上市。
大多數(shù)可編程3D芯片的性能依賴于驅(qū)動(dòng)它的低層軟件的擴(kuò)展程度。Rendition公司和Chromatic公司目前的芯片都支持固件Firmware模式。還有的廠家編寫自己的低級(jí)代碼來加強(qiáng)對(duì)算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和新特性的開發(fā)。
Mpact的中間件微代碼模塊允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)者開啟或關(guān)閉特定的應(yīng)用，如3D圖形、視頻會(huì)議和電話通信等。與此不同的是，Vrit被設(shè)計(jì)為用于3D加速，它包括專門用于實(shí)時(shí)3D操作的“象素管道”硬件電路，用作紋理映射和混合。另外，RISC內(nèi)核負(fù)責(zé)幾何造型和濾波(Filte ring)。這些都極大地減輕了CPU的負(fù)擔(dān)。
這種硬件電路的解決方案犧牲了靈活性，但通?？梢垣@得更高的性能。當(dāng)API和其它標(biāo)準(zhǔn)被修改或升級(jí)時(shí)，用戶都得依賴這些廠家來提供新的軟件驅(qū)動(dòng)程序。現(xiàn)在，有許多圖形卡制造商能夠提供低價(jià)3D芯片和圖形卡，這為用戶提供了極大的便利。新的3D芯片與其以前制造的2D芯片在引腳級(jí)兼容，這樣，3D芯片可以直接用在以前的圖形卡設(shè)計(jì)當(dāng)中。如S3公司就提供Virge芯片，它能與市面流行的S3 Trio64V＋芯片引腳級(jí)兼容。
專用的3D解決方案并不一定取代今日的PC圖形卡，相反，它能以“象素泵”的并行工作方式，使獨(dú)立的PCI卡與圖形卡協(xié)同工作，即當(dāng)3D芯片計(jì)算出象素點(diǎn)位置后，通過PCI總線傳送到圖形顯示卡上。3Dfx的Voodoo Graphics加速芯片集和Videologic的PowerVR等專用3D芯片都要求一塊現(xiàn)有的圖形加速卡。為了將來集成的需要，3Dfx已經(jīng)與Alliance公司合作，把Voodoo組合到Alliance的Promotion圖形控制器中。目前，許多低價(jià)3D加速卡的一個(gè)不足之處是只能支持一種顯示模式，即640×480,64K色。對(duì)現(xiàn)今大多數(shù)不需要更多細(xì)節(jié)的游戲程序而言，這似乎已經(jīng)足夠了，但這種情況最終將會(huì)改變。隨著商業(yè)應(yīng)用3D的日益增多，640×480的分辨率將不能滿足需要，與其頻繁地在不同分辨率模式間切換，還不如增加額外的顯存來支持800×600的3D加速。
3D軟件發(fā)展現(xiàn)狀
目前,大約有50多種3D API。這種狀況并不利于3D硬件市場(chǎng)應(yīng)用軟件的開發(fā)。API所提供的標(biāo)準(zhǔn)圖形函數(shù)庫，可讓程序員與其應(yīng)用環(huán)境相掛接(如OS、數(shù)據(jù)庫、硬件驅(qū)動(dòng)程序等)。在3D開發(fā)環(huán)境中，API函數(shù)也為程序員提供了一個(gè)相對(duì)隔離層，使其不必去理解專用硬件具體特性的細(xì)節(jié)。
市面上最流行的三種3D API是OpenGL、Quick－Draw 3D(QD3D)和Direct 3D。其中,Direct 3D有Microsoft的強(qiáng)大市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),而OpenGL和QD3D的交叉平臺(tái)特性可以使開發(fā)者不僅僅局限于Windows中。
(1)OpenGL的前身是SGI公司的GL，用于Iris圖形系統(tǒng)中，它是以上三種3DAPI的元老，現(xiàn)已廣泛用于MAC、PC和Unix開發(fā)環(huán)境中。它注重于快速繪制2D和3D物體，并且比其它兩種API更低級(jí)。例如,它沒有包含復(fù)雜的預(yù)定義對(duì)象、自動(dòng)陰影和光線跟蹤等功能。它是目前科學(xué)和工程視算的無可爭辨的標(biāo)準(zhǔn)，可用于高級(jí)CAD、模擬和照片級(jí)真實(shí)感的游戲視景中。為了把該API從專業(yè)應(yīng)用移植到更廣泛的通用應(yīng)用環(huán)境中，最近，SGI聯(lián)合Sun公司共同開發(fā)CosmoGL，它是OpenGL的一個(gè)變種，可用于加速3DWeb應(yīng)用程序紋理映射和Windows 95以及NT的游戲開發(fā)。
OpenGL的基本版本提供了大約120個(gè)函數(shù)，用于多邊形繪制、旋轉(zhuǎn)、縮放、天氣效果(霧和云等)及深度搜索等功能。但OpenGL缺乏像QD3D和Direct 3D那種面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方式。當(dāng)使用OpenGL API時(shí)如同使用狀態(tài)機(jī)器，即參數(shù)在被改變之前一直保持原狀態(tài)。這種方式節(jié)省了程序員的部分工作量，但當(dāng)程序員在某個(gè)程序中忘記保存和恢復(fù)狀態(tài)時(shí)，將造成難以預(yù)料的結(jié)果。
OpenGL采用客戶/服務(wù)器的方式工作，因此，它能夠在分布式環(huán)境中協(xié)同工作，但因?yàn)樗鼪]有包括窗口函數(shù)，所以，若與UI獨(dú)立工作，則需要有專門的擴(kuò)展庫來使OS和GUI與之相掛接。
OpenGL的補(bǔ)充版本是Open Inventor。它是一個(gè)高級(jí)的面向?qū)ο蟮膱D形庫,可作為OpenGL的上一層來使用,其增加的新特征有幾何造型、運(yùn)動(dòng)和光照，以及材質(zhì)編輯器。像OpenGL一樣，Open Inventor已提供給其它公司，例如用于InternetVR中的VRML格式就是基于Open I nventor。
(2)QD3D最初作為MAC OS的圖形擴(kuò)展，現(xiàn)已包括對(duì)Windows的支持，因?yàn)镼D3D是完全面向?qū)ο蟮模碌膶?duì)象事例能夠繼承復(fù)雜的特征(包括光照、幾何形狀和紋理等)，從而簡化了3D圖像的構(gòu)造。
QD3D用稱為3D元文件(3DMF)的格式存儲(chǔ)場(chǎng)景和對(duì)象信息。它有壓縮二進(jìn)制和可讀兩種選擇格式，并可以用剪裁板實(shí)現(xiàn)3D對(duì)象的剪切和粘貼。同時(shí)也可以存儲(chǔ)QD3D對(duì)象到圖像庫中，利用拖放技術(shù)從圖庫抓放到3D場(chǎng)景中。
QD3D包括標(biāo)準(zhǔn)的3D圖元，但它能比OpenGL處理更復(fù)雜的幾何形狀，如非均勻有理B樣條(N URBS)等，它的可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)使你能夠增加新的軟件渲染引擎和存取硬件加速器。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它支持并互式渲染，即在設(shè)計(jì)時(shí)就能看到和直接操縱對(duì)象。對(duì)程序開發(fā)者來說，可能寧肯選用更低級(jí)的硬件獨(dú)立的3D API進(jìn)行開發(fā)。Apple提供了渲染加速虛擬引擎(RAVE)，它包含基本的圖元，但不支持高級(jí)的函數(shù)調(diào)用。如對(duì)象輸入/輸出等。像QD3D那樣,RAVE支持Mac和Windows。
(3)Microsoft的Direct 3D是其Direct X家族中最新的成員,是三層接口界面中的中間層。其中最低層的HAL面向硬件和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，其上較低層的API被授于硬件獨(dú)立的存取特性，最高層也可以接受來自其它的API調(diào)用，包括OpenGL等。
用Direct X系列創(chuàng)建的應(yīng)用能夠確定系統(tǒng)中哪些部分的功能可由硬件實(shí)現(xiàn)。對(duì)那些硬件不支持的功能，可以用簡單的算法加以取代。同時(shí)，Direct 3D也能用軟件仿真任何功能,這得歸功于硬件仿真層(HEL)。
像QD3D那樣，Direct 3D支持清晰的、面對(duì)對(duì)象的可擴(kuò)充結(jié)構(gòu)，相對(duì)QD3D而言，Direct 3D缺少一些基本的3D對(duì)象，如柱、球、圓錐等,但它的動(dòng)畫特征超過OpenGL，這對(duì)游戲開發(fā)而言相當(dāng)有用。目前，Direct 3D的最大局限是只能用于Windows 95。
3D的未來發(fā)展趨勢(shì)
最終我們會(huì)理所當(dāng)然的采用3D顯示技術(shù)，使之運(yùn)行于千兆位的硬盤和16M以上內(nèi)存的平臺(tái)中。然而,由于3D給應(yīng)用程序所帶來的復(fù)雜性，使得程序員必須花費(fèi)相當(dāng)長的時(shí)間來掌握該技術(shù)。因此，我們將看到在今后較長的時(shí)間內(nèi)，3D還不能占據(jù)主流應(yīng)用。首先在3D應(yīng)用中投注大量資金開發(fā)并獲利的將是那些游戲開發(fā)商們。
正如GUI界面曾給用戶帶來似乎是礙手礙腳的感覺一樣，3D也將面臨3D應(yīng)用和3DUI元素(如GUI中的對(duì)話框和滾動(dòng)條)的接受過程。當(dāng)3D應(yīng)用日益廣泛時(shí)，商業(yè)應(yīng)用也必將對(duì)其性能有更高的要求。
圖形加速芯片與圖形加速卡
當(dāng)PC電腦進(jìn)入多能奔騰時(shí)代后，電腦在CPU的運(yùn)算速度、內(nèi)存容量、顯示分辨率等方面已經(jīng)超過PS(Play Station)等次世代游戲機(jī)，但在3D游戲的圖形方面卻總不如PS游戲機(jī)，主要原因就是PS游戲機(jī)里有一塊專門處理3D圖形的芯片，而一般的PC電腦中卻沒有。在PC電腦中，CPU的負(fù)擔(dān)太重，對(duì)于有大量數(shù)據(jù)運(yùn)算的3D圖形處理，感到力不從心。于是，迫切需要專門的3D圖形加速卡，用來實(shí)時(shí)處理大量真彩色、高分辨的3D圖形。在市場(chǎng)需要的呼喚下，美國的著名顯示卡生產(chǎn)廠商S3公司最先推出以S3 ViRGE芯片為核心的3D圖形加速卡，從而引發(fā)了一場(chǎng)有數(shù)十家廠商參加、時(shí)間長達(dá)兩年的爭奪游戲3D圖形加速卡標(biāo)準(zhǔn)的大混戰(zhàn)。下面我們結(jié)合一些典型圖形芯片，介紹這方面的技術(shù)。
顯示卡與圖形加速卡的基本知識(shí)
1.普通顯示卡和3D圖形加速卡的區(qū)別
普通顯示卡的緩存器沒有圖形處理功能，它對(duì)圖形的處理工作需要通過CPU運(yùn)算來完成之后將數(shù)據(jù)通過總線傳給顯示卡上的緩存器,再完成圖形顯示，因此圖形顯示速度慢，CPU運(yùn)算負(fù)擔(dān)重，顯示分辨率及刷新率低。而3D加速卡上有專門處理圖形、圖像的芯片，可以直接畫線、畫圖、填充等，可直接從卡本身的存儲(chǔ)器調(diào)用有關(guān)圖形資料，減少了CPU計(jì)算的工作量和通過總線輸出的過程，加快了圖形顯示速度。
2.動(dòng)畫制作、工程設(shè)計(jì)需要高性能的3D圖形加速卡
大多數(shù)PC機(jī)配備的顯示卡顯示內(nèi)存容量較小而且速度較慢，沒有三維圖形加速及Z緩沖等圖形處理功能，所以無法實(shí)時(shí)將三維圖形快速旋轉(zhuǎn)、消隱、變換等。而且在三維實(shí)時(shí)建模設(shè)計(jì)過程中，圖形處理的工作量大，而硬件加速又無法支持，只能靠CPU和軟件模擬來實(shí)現(xiàn)，以至于在處理復(fù)雜的圖形時(shí)，連高能奔騰也無法承受計(jì)算量，因而需要在PC機(jī)上安裝帶有3D硬件加速的高速圖形卡。某些加速卡上甚至裝有專門的幾何運(yùn)算引擎，如3D LABS GLINT500TX的配套產(chǎn)品DELTA芯片，可以極大地減輕CPU和PCI總線的負(fù)擔(dān)，可承擔(dān)CPU約70％的浮點(diǎn)運(yùn)算任務(wù)。
3.基于S3 VIRGE系列芯片的各種顯示卡的主要不同點(diǎn)
VIRGE芯片是S3公司推出的第一代3D加速芯片,是第一批將3D硬件加速引入主流圖形加速卡的產(chǎn)品。按芯片推出的順序來看,S3 VIRGE系列主要有VIRGE、VIRGE/VX、VIRGE/DX、VIGE/GX、VIRGE/GX2。目前基于S3 VIRGE系列芯片的顯示卡有多種,主要是根據(jù)顯示芯片和支持的顯示內(nèi)存類型來區(qū)別,當(dāng)然它們的性能也有很大區(qū)別。
◇VIRGE芯片:S3公司基于DRAM/EDO DRAM的第一個(gè)3D加速芯片,使用135MHz RAMDAC。采用此芯片的顯示卡最多,如麗臺(tái)WINFAST 3DS600、皇朝KT－3000、中凌ATC－2325B等。
◇VIRGE/VX芯片:支持VRAM且采用了220MHz RAMDAC。采用此芯片的顯卡有DIAMOND的STEALTH 3D 3000、麗臺(tái)WINFAST S510等。
◇VIRGE/DX芯片:支持EDO DRAM且采用了170MHz RAMDAC。聯(lián)訊的VIRGE 3000系列、皇朝KT－3100、中凌ATC－2345B、映泰(BIOSTAR)CRUX375、宏基(AOPEN)PT70等顯示卡均采用了此芯片。
◇VIRGE/GX/GX2芯片:支持EDO DRAM/SDRAM/SGRAM且采用了170MHz RAMDAC。如麗臺(tái)WIF AST 3DS 680(GX2)和耕宇GENESIS GX/GX2顯示卡使用該芯片。
4.AGP對(duì)于顯示卡和3D應(yīng)用的發(fā)展產(chǎn)生的影響
由于三維應(yīng)用比傳統(tǒng)的2D繪圖需要更大的圖形記憶體來滿足3D要求，且3D圖形大量的資料傳輸也已經(jīng)超過原來PCI總線設(shè)計(jì)的負(fù)荷，所以PCI總線已成為3D圖形處理的瓶頸。而從AGP的定義上看來，其主要是為了解決PC機(jī)處理三維圖形能力不足的問題，像動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存紋理映射數(shù)據(jù)在主內(nèi)存中、533MBPS的數(shù)據(jù)傳輸率等，可以解決目前一般3D應(yīng)用所遇到的問題。
5.使用AGP技術(shù)需要哪些條件
◇基于Intel 440LX和440BX芯片組的主板,如聯(lián)想、梅捷、精英、微星、浩鑫、大宇、技嘉、中凌、宏基、華碩等公司都向市場(chǎng)推出了大量這類芯片的主板。VIA公司已經(jīng)開發(fā)出可在奔騰主板上支持AGP接口的APOLOV P3芯片組,邁肯甚至已推出了基于該芯片組的主板AI5VG,友通(DFI)推出了P5BV3,磐英(POX)推出了P55－VP3。
◇采用AGP接口的顯示卡。目前主要有麗臺(tái)WINFAST 3D L2300(基于3D LABS PERMEDIAⅡ芯片)、TRIDENT 3D IMAGE 9750、DIAMOND FIREGL 1000 PRO(基于3D LABS PERMEDIAⅡ芯片)、DIAMOND VIPER(NVIDIA RIV A128位芯片)系列、微星MS－4415、華碩AGP－V3000、PRO RAPHICS 3D AGP等。采用S3 VIRGE/GX2芯片組的顯示卡也支持AGP。
注：某些顯示卡有PCI/AGP兩種版本，如麗臺(tái)WINFAST 3D L2300,用戶購買時(shí)應(yīng)注意。
◇安裝驅(qū)動(dòng)程序。目前的大多數(shù)操作系統(tǒng)還未提供支持AGP的驅(qū)動(dòng)程序，需主板和顯示卡驅(qū)動(dòng)程序支持（Windows 98和Windows NT 5.0中提供有AGP的驅(qū)動(dòng)程序）。
6.3D圖形加速卡要求配置的內(nèi)存容量
顯示內(nèi)存除了可以提供顏色和分辨率外，還要保留一些顯存供硬件切換、Z緩沖及材質(zhì)快取等使用，所以顯示內(nèi)存加大是未來顯示卡的發(fā)展趨勢(shì)。由于1M顯存僅支持640×480下的真彩色，所以1M顯存根本無法供3D加速卡使用，要2MB顯存才能保證最基本的3D加速。由于4MB顯存可以支持1024×768下的24位真彩色，并還有剩余的顯存來處理3D圖形，所以經(jīng)常使用1024×768以上分辨率的用戶應(yīng)在顯示卡上配4MB以上顯存，而使用800×600以下的用戶最好配2MB以上顯存。
7.專業(yè)級(jí)3D加速卡的主要特點(diǎn)
◇采用專業(yè)級(jí)的3D圖形加速芯片。如麗臺(tái)3D L2200使用了3D LABS的PERMEDIA NT芯片，3D L2300使用了PERMEDIAⅡ芯片，3D L2500使用了GLINT500TX芯片,3D L2520使用了GLINTMX芯片,而3D L3000使用了兩塊3D LABS的GLINT500TX芯片。L2200、L2300、L2500、L3000均使用GLINT DELTA作為幾何流水線加速處理器。DIAMOND公司的FIRE GL3000顯示卡使用GLINTD LTA作為幾何流水線加速處理器,使用GLINT500TX作為渲染加速器。
◇強(qiáng)大的RAMDAC(RAM數(shù)模轉(zhuǎn)換器)支持。由于顯示器只能接收模擬信號(hào),而PC只能處理數(shù)字信號(hào),所以顯示卡的RAMDAC芯片負(fù)責(zé)將PC能夠處理的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于顯示的模擬信號(hào)，其轉(zhuǎn)換速度越快，得到的屏幕刷新率就越高。專業(yè)級(jí)的3D圖形加速卡幾乎全部使用220MHz以上的RAMDAC芯片，如上面提到的3D L2200、L2300、L2500、GIRE GL3000、MILIENIUM專業(yè)系列/MILLENIUMⅡ(最高達(dá)250MHz)超級(jí)系列等。
◇使用高速顯示內(nèi)存且容量多在4MB以上。如麗臺(tái)3D L2200使用4MB SGRAM,可以擴(kuò)充到8MB，3DL2500帶有8MB VRAM(幀緩沖)＋8MB EDO DRAM(32位Z緩沖)，3D L2520和3D L3000帶有 8MB VRAM(幀緩沖)＋16MB EDO DRAM(32位Z緩沖)。MGA的MILILENIUMⅡ最大支持16MB WRAM, IRE GL3000最大支持32MB Z緩沖(擴(kuò)展板)，而科環(huán)公司的GRAPH－EXPRESSMD甚至支持32MB幀緩沖和48MB Z緩沖(定制)。
◇強(qiáng)大的3D圖形處理能力。大多數(shù)專業(yè)級(jí)3D加速卡均固化了OPENGL的幾乎所有函數(shù)，以100％支持OPEN GL硬件加速，因此這些顯示卡均具有強(qiáng)大的3D圖形處理能力，如麗臺(tái)3D L220和DIAMOND的FIRE GL3000每秒均可以處理50萬個(gè)以上的多邊形，麗臺(tái)3D L2500每秒可以處理75萬個(gè)以上的多邊形，科環(huán)公司的GRAPH－EXPRESS MD甚至可以每秒處理100萬個(gè)多邊形紋理映射。
8.3D圖形加速卡常見的功能
◇Texture Mapping(紋理映射):在3D物體上貼上位圖或圖像,使物體具有真實(shí)感，例如，當(dāng)游戲中的對(duì)象在沙丘上運(yùn)動(dòng)時(shí)，3D加速卡不斷地將沙地位圖貼上去，以使沙丘場(chǎng)景看起來更真實(shí)。
◇Z－BUFFER(Z緩沖):存放場(chǎng)景中各個(gè)像素深度的內(nèi)存緩沖區(qū)。
◇Perspective Correction(透視修正)：在不同角度和距離情況下都能使紋理貼圖3D對(duì)象看起來更真實(shí)。
◇MIPMAP(MIP映射):此功能在內(nèi)存中以不同分辨率、不同尺寸大小來保存一幅紋理圖形，以適合對(duì)象的不同尺寸，對(duì)顯示正在移動(dòng)的紋理貼圖對(duì)象很有幫助，3D芯片不必壓縮或放大紋理圖形來適應(yīng)對(duì)象尺寸大小變化，而根據(jù)對(duì)象大小來快速選擇更大或更小的紋理圖形，使得鏡頭靠近對(duì)象時(shí)紋理可以光滑變化。
◇Billinear Filternig(雙線性過濾)和TRILINEAR FIL TERING(三線性過濾):一種紋理映射技術(shù)，可減少紋理縮放時(shí)的塊狀圖，使圖像層次更加分明。
◇ALPHA混合:一種顏色混合方法，可以將兩個(gè)重疊的紋理圖像進(jìn)行混合，使其中一個(gè)看起來是透明的。
◇Dithering(抖動(dòng)):變化顏色象素的排列以得到一種新顏色的過程。
◇FLAT:一種基本的繪制技術(shù)，用它繪制的每個(gè)三角形內(nèi)部都使用同種顏色。
◇Point Sampled(點(diǎn)抽樣):一種簡單的紋理映射技術(shù)，用最近的紋理元素來決定當(dāng)前點(diǎn)的顏色。
◇濾波:消除3D圖像中的色塊感，使其看起來更平滑。
◇霧化:當(dāng)3D對(duì)象移動(dòng)時(shí)，將3D對(duì)象與固定的顏色進(jìn)行混合，使其看起來像正在消失或者正從霧里或黑暗中出現(xiàn)。
◇Gouraud Shading:用三角形頂點(diǎn)的顏色來進(jìn)行插值得到三角形內(nèi)部每個(gè)點(diǎn)的顏色。
◇顏色內(nèi)插值:當(dāng)放大一個(gè)視頻窗口而又沒有使用插值處理時(shí)，圖像邊緣會(huì)變成鋸齒狀,因此加速卡應(yīng)在X方向和Y方向進(jìn)行插值處理,以使圖像看起來更平滑。
9.圖形加速卡常使用顯示內(nèi)存的類型
◇EDO DRAM:對(duì)DRAM的訪問模式進(jìn)行了一些改進(jìn),提高了內(nèi)存有效訪問的時(shí)間，大多數(shù)基于S3 TRIO64/64V＋/64V2DX/VIRGE/VIRGE DX系列芯片的顯示卡使用EDOR AM作為顯示內(nèi)存。
◇VRAM:專門為圖形應(yīng)用優(yōu)化的雙端口存儲(chǔ)器，常用于中高檔顯示卡，如DIAMOND的STEAL TH 3D等。
◇EDO VRAM:對(duì)VRAM的訪問模式進(jìn)行了一些改進(jìn)，性能比VRAM有所增強(qiáng),麗臺(tái)WINFAST S4000、S430、S510均使用此種顯存。
◇WRAM:VRAM內(nèi)存的增強(qiáng)型,可加速常用的視頻功能，如位塊傳輸和模式填充等，WRAM性能比VRAM可提高50％。MGA的MILLENIUMⅡ即使用此種內(nèi)存。
◇SDRAM:與系統(tǒng)總線同步工作，避免了在系統(tǒng)總線對(duì)標(biāo)準(zhǔn)DRAM進(jìn)行存取時(shí)所需的額外等待時(shí)間，理論上可以使圖形處理速度加倍。中凌ATC－2465A4使用SDRAM作為顯示內(nèi)存。
◇SGRAM:是SDRAM的增強(qiáng)型，速度比EDO DRAM快8倍，具有圖形增強(qiáng)方面的特性，支持圖形處理中兩個(gè)最有用的操作，寫掩碼和塊寫，寫掩碼減少或消除了對(duì)內(nèi)存的讀－修改－寫操作，塊寫則有利于前景或背景的填充。麗臺(tái)的WINFAST 3D S680、中凌的ATC－2415A和MGA的MYST IQUE(米斯泰克)系列等使用此種內(nèi)存。
◇MDRAM:依靠多個(gè)獨(dú)立的有效區(qū)段使得每個(gè)進(jìn)程在進(jìn)行顯示刷新或圖形加速時(shí)不會(huì)有時(shí)間損耗?；赥SENG LABS ET6000芯片的顯示卡使用此種顯存,如中凌ATC－2165、聯(lián)尚AIR－ET6000、映泰MARS6000等。
◇RDRAM:主要用于高速突發(fā)操作，訪問速率可高達(dá)500MHz，而傳統(tǒng)內(nèi)存只能以50MHz或75MHz進(jìn)行訪問,如創(chuàng)通公司的圖霸卡3D MA334和微星的MS－4415顯示卡。
3Dfx圖形加速卡
美國3Dfx公司后來居上，在這場(chǎng)3D圖形加速卡標(biāo)準(zhǔn)的大混戰(zhàn)中，以精湛的技術(shù)和周到的服務(wù)，最終贏得了廣大游戲開發(fā)公司的青睞。用3Dfx公司生產(chǎn)的VooDoo（巫毒）系列芯片制作的3D加速卡，已成為電腦游戲3D圖形加速卡事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。它不但已經(jīng)超越了世嘉的土星、索尼的PS等32位次世代游戲機(jī)，而且將繼續(xù)超越任天堂的N64和世嘉的土星64游戲機(jī)。
1.3Dfx加速卡的性能
目前最能直觀反映3D加速卡性能的是多邊形生成速度和像素填充率兩項(xiàng)指標(biāo)。3Dfx VooDoo加速卡的數(shù)據(jù)為：
◇多邊形生成速度：1，000，000個(gè)三角形／秒
◇像素填充率：45，000，000個(gè)／秒
上面的數(shù)據(jù)大大超過了S3公司的S3 ViRGE系列等著名3D圖形加速卡。
3Dfx VooDoo圖形加速卡支持各種標(biāo)準(zhǔn)的3D特技處理,除了具有卓越的硬件性能外，3Dfx加速卡還支持眾多的3D應(yīng)用程序接口，如OpenGL、Direct3D、Criterion Rendware、Realitylab2．0、Intel 3DR、Multigen GameGen、Autodesk 3D Studio等。
2.3Dfx系列加速卡的選擇
3Dfx VooDoo系列芯片包括VooDoo、VooDoo Rush、VooDoo2等芯片。其中VooDoo和VooDoo2是單獨(dú)的3D圖形加速芯片，沒有2D圖形處理能力，必須與其它顯示卡配合使用；而VooDoo Rush芯片同時(shí)具有2D／3D圖形加速功能，可以單獨(dú)使用，不過為了兼顧2D圖形處理的原故，其3D加速性能比VooDoo芯片稍微差一點(diǎn)。
VooDoo芯片支持4MB顯存，最高可支持640×480真彩模式下的3D加速功能。使用時(shí)，要用一根隨卡附帶的電纜將3Dfx加速卡的輸入插座與電腦顯示卡的輸出插座聯(lián)接，然后將3Dfx加速卡的輸出插座與顯示器的視頻信號(hào)輸入插座相連。當(dāng)工作在2D圖像模式時(shí)，是原來的2D圖形顯示卡在工作，3Dfx加速卡只起一根導(dǎo)線的作用；當(dāng)工作在3D模式時(shí)，3Dfx加速卡自動(dòng)切換進(jìn)行3D加速。
VooDoo Rush芯片支持4MB～8MB顯存，最高可支持1024×768真彩模式下的3D加速功能，使用時(shí)與一般顯示卡一樣，其價(jià)格與采用VooDoo芯片的3D加速卡接近。
VooDoo2芯片是3Dfx公司新推出的超級(jí)3D加速芯片。一方面向下兼容VooDoo芯片，另一方面在3D圖形處理速度和3D特技功能上有很大的提高。目前它的顯示內(nèi)存最高可達(dá)到12MB，4MB作為Frame Buffer(幀緩存)，另外兩個(gè)4MB分別分配給兩個(gè)材質(zhì)處理單元。在使用Z－buffer時(shí)，最高解析度可達(dá)到800×600，而在使用SLI模式串接時(shí)，則最高可達(dá)到1024×768。由于Voodoo2的處理速度實(shí)在是太快了，以致于在整個(gè)3D成像的過程中，如果沒有與其速度匹配的足夠快的CPU，所有效果可能出現(xiàn)的瓶頸反應(yīng)倒成了CPU在“暗中作崇”。因此，如果你有一塊Voodoo2，那自然要有一臺(tái)PentiumⅡ 266以上的機(jī)器才能算作“好馬配好鞍”。否則，在一般的機(jī)器配置上，如Pentium 166/200等，雖然在畫質(zhì)等方面的效能仍會(huì)比Voodoo有所提升，但提升的幅度就遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有高速主機(jī)那么明顯了。Voodoo2的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其對(duì)手RIVA128，比任天堂的N64快10倍，比索尼的PS快8倍。更厲害的是VooDoo2竟然支持多個(gè)VooDoo2加速卡插在一起，對(duì)3D圖形進(jìn)行并行處理。
3D加速芯片MGA－G200
Matrox在1998年5月初發(fā)布了MGA－G200圖形加速芯片，該芯片針對(duì)Intel的Pentium II進(jìn)行了優(yōu)化，使用獨(dú)一無二的128位雙總線結(jié)構(gòu)，最多支持16MB的高帶寬同步顯示內(nèi)存，并帶有一個(gè)集成的230/250MHz RAMDAC以提供最高檔的性能，這些都使它性能變得非常不錯(cuò),下面介紹它的一些特點(diǎn)。
1.2D加速功能
MGA－G200是第一塊使用128位雙總線結(jié)構(gòu)、單端口內(nèi)存和集成230/250MHz RAMDAC的高性能圖形加速芯片。其中230MHz版本用于家用市場(chǎng)，250MHz版本用于高端市場(chǎng)。ZD WinMark 98的測(cè)試結(jié)果表明，在Windows95下，MGA－G200在1024×768的分辨率、24位色下的得分值為160，比其他顯卡在16位色下的得分值還要高。128位雙總線結(jié)構(gòu)的性能已超過了普通128位總線，更不用說64位總線了。MGA－G200的128位總線采用了兩條獨(dú)立的64位總線，并且在圖形引擎內(nèi)部并行使用，使許多2D圖形操作的速度幾乎加快了一倍。除此之外，128位雙總線結(jié)構(gòu)使用雙指令管線（Dual Command Pipelining），允許兩個(gè)連續(xù)命令的讀和寫周期重疊并被同時(shí)執(zhí)行。
2.3D加速功能
MGA－G200集成了一個(gè)相當(dāng)強(qiáng)大的3D引擎，在運(yùn)行3D應(yīng)用程序時(shí)可以達(dá)到很高的性能，MGA－G200能夠加速Direct3D和OpenGL API。除此之外，MGA－G200還支持大多數(shù)3D功能，也支持在游戲中用于產(chǎn)生一些特殊效果的Multiple Texture Rendering（多紋理貼圖）。
MGA－G200內(nèi)置可編程的浮點(diǎn)安裝和填充引擎。安裝引擎能夠完成全功能的Direct3D和OpenGL三角形、條形、扇形和矢量計(jì)算任務(wù)，能夠升級(jí)3D管線。MGA－G200還使用了一種稱之為Vibrant Color Quality Rendering(VCQ)的技術(shù)，可在渲染管線中準(zhǔn)確使用32位色，并且能從源材質(zhì)圖中渲染32位色的圖像，即使在設(shè)置為16位色的情況下，所有的內(nèi)部操作仍然以32位方式進(jìn)行，只是在最后才經(jīng)過抖動(dòng)處理轉(zhuǎn)變?yōu)?6位色，因此，VCQ結(jié)構(gòu)能夠提供高質(zhì)量的彩色輸出。
MGA－G200支持高精度的32位Z－Buffering（Z緩沖），這個(gè)功能是眾多CAD軟件盼望已久的。Z－Buffering能夠提供很高的深度精度和增強(qiáng)的圖像質(zhì)量，也將成為下一代3D游戲中必備的東西。
MGA－G200還采用了一個(gè)新的Symmetric Rendering Architecture（SRA，對(duì)稱渲染結(jié)構(gòu)），以充分利用AGP 2×總線帶來的所有技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。通過允許在幀緩沖區(qū)和主內(nèi)存之間高速傳輸位圖，以及在主內(nèi)存中直接進(jìn)行所有的繪圖操作，SRA還能夠幫助提高2D加速和視頻操作的性能。繪圖引擎可用的內(nèi)存的容量也大大增加了，可以給位圖存儲(chǔ)和其他一些操作提供足夠的緩沖空間。Windows也會(huì)使用到一些在系統(tǒng)內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)的特殊的2D繪圖功能，而這些功能都可以被SRA加速。
3.AGP接口
MGA－G200芯片支持所有的AGP 2×功能。它采用了一種獨(dú)特的總線控制技術(shù)：Intelligent Scatter Gather Bus Mastering（智能散點(diǎn)聚合總線控制技術(shù)），通過使用該技術(shù)，G200可以從整個(gè)內(nèi)存中收集散布的數(shù)據(jù)，不需要CPU或AGP芯片組的干預(yù)。與其他的一些AGP芯片不同，MGA－G200支持從主內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)和向主內(nèi)存寫入數(shù)據(jù)。
MGA－G200充分支持Windows 98操作系統(tǒng)，而Windows 95對(duì)AGP 2×的支持是相當(dāng)有限的，而且只能夠通過使用Vgart驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)這些功能，并且Windows 95保留了12MB內(nèi)存，這些內(nèi)存不能被AGP使用。但Windows 98就不同了，它全面支持AGP 2×，而且可用的AGP內(nèi)存取決于當(dāng)前的空閑的內(nèi)存，使AGP能夠充分發(fā)揮性能。
在DirectX 6.0、Windows 98和Windows NT 5.0中增加了許多新的功能，而MGA－G200能夠支持這些新功能。MGA－G200被設(shè)計(jì)成一個(gè)超級(jí)DirectX 6.0加速器，支持API的擴(kuò)展功能集。
3D加速芯片S3 Savage 3D
S3公司1998年5月推出的Savage3D加速芯片，采用了128位總線結(jié)構(gòu)及單周期三線性（Trilinear）結(jié)構(gòu)，處理速度達(dá)到了前所未有的125百萬個(gè)像素／sec，5百萬個(gè)三角形／sec。內(nèi)置250MHz RAMDAC，通過S3新設(shè)計(jì)的AGP引擎和微軟認(rèn)證的紋理壓縮（Texture Compression）技術(shù)，它可以提供4×AGP的性能。S3公司自己認(rèn)為，Savage3D將打敗Nvidia、Intel、3Dfx和ATI現(xiàn)有的和下一代的3D芯片。
下面我們就來談?wù)凷3公司這塊頂級(jí)芯片的特點(diǎn)。
1.單周期三線性多重貼圖（Single－Cycle Trilinear Mip－mapping）
在3D圖像技術(shù)中，被普遍應(yīng)用的是紋理貼圖，它可在3D場(chǎng)景中提供高質(zhì)量的著色細(xì)節(jié)，而且對(duì)最終用戶也很便宜。但原來那種在3D構(gòu)件表面只有一個(gè)畫面的做法已經(jīng)過時(shí)了，需要給3D物體提供其它的細(xì)節(jié)。為了減少3D物體表面的粗糙視覺，許多技術(shù)被開發(fā)出來，目前使用最廣泛的是雙線性過濾技術(shù)（Bilinear Filtering），但它還不能解決紋理貼圖的景深鋸齒（Depth Aliasing）問題。
景深鋸齒現(xiàn)象是當(dāng)一個(gè)物體遠(yuǎn)離視點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的，當(dāng)一個(gè)物體正在遠(yuǎn)離視點(diǎn)時(shí)，貼在越來越小的物體上的紋理圖像，也會(huì)被逐漸壓縮，以致最后會(huì)產(chǎn)生視覺像。這些視覺像在動(dòng)畫中特別令人討厭，它會(huì)給一幅穩(wěn)定的圖像帶來閃爍現(xiàn)象。
為了消除景深鋸齒，使圖像更符合實(shí)際情況，即遠(yuǎn)處物體的細(xì)節(jié)比近處物體的細(xì)節(jié)要少，另一個(gè)技術(shù)被使用了，它就是多重貼圖（Mip－Mapping）。多重貼圖是一系列的經(jīng)過預(yù)處理的不同大小的圖像，當(dāng)視線移近物體時(shí)，就以較高細(xì)節(jié)的圖像顯示，反之就以較低細(xì)節(jié)的圖像顯示。不過，雖然多重貼圖解決了景深鋸齒的問題，但它又帶來了新的視覺問題，這就是當(dāng)一個(gè)物體向遠(yuǎn)處移動(dòng)過程中，在圖像切換的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)稱為Mip－Banding的現(xiàn)象，它在動(dòng)畫中會(huì)表現(xiàn)得非常嚴(yán)重，而人的眼睛對(duì)這種現(xiàn)象又很敏感。
三線性過濾（Trilinear Filtering）技術(shù)就是用來消除Mip－Banding問題的，通過采用這種技術(shù)，在圖層切換的時(shí)候可以對(duì)已打底的物體進(jìn)行平滑著色，因而能夠解決絕大部分的景深鋸齒和Mip－Mapping帶來的問題。三線性過濾技術(shù)比傳統(tǒng)的雙線形過濾（Bilinear Filtering）技術(shù)能更明顯地增強(qiáng)圖形質(zhì)量，通過去掉運(yùn)動(dòng)物體像，使圖形更平滑。S3公司認(rèn)為，Savage3D是第一個(gè)使用了三線性過濾技術(shù)但性能沒有下降的3D加速芯片，因此，它的填充速率最高能夠達(dá)到每秒顯示125百萬個(gè)經(jīng)全功能三線性過濾的像素。而目前軟件開發(fā)商正在尋找諸如三線性多重貼圖（Trilinear Mip－mapping）這樣的新3D技術(shù)，為消費(fèi)者提供高水平的更加真實(shí)的交互游戲。出于對(duì)圖形質(zhì)量的追求，PC市場(chǎng)上支持三線性過濾的3D加速技術(shù)將會(huì)在大流量數(shù)據(jù)輸出方面取代雙線形過濾技術(shù)。
2.S3紋理壓縮（S3TC）
紋理貼圖是應(yīng)用在3D物體上的位圖，在3D場(chǎng)景中被用作增加物體的表面細(xì)節(jié)，紋理可以是任何東西，如木質(zhì)紋理、大理石紋理等，可以合成復(fù)雜的圖像如人、建筑物、樹等。要模仿現(xiàn)實(shí)生活的場(chǎng)景，就需要巨大數(shù)量的細(xì)節(jié)紋理，因而存放這些數(shù)據(jù)的地方大?。ㄖ鲀?nèi)存或顯示內(nèi)存）是很重要的，但為了適應(yīng)有限制的存儲(chǔ)量和帶寬，程序開發(fā)者不得不使用較少數(shù)量的紋理細(xì)節(jié)。
雖然AGP使系統(tǒng)可以從主內(nèi)存中讀取紋理數(shù)據(jù)，從而提高了總體存儲(chǔ)量，但是AGP和主內(nèi)存接口是共享的資源，除了紋理數(shù)據(jù)，AGP還被用于傳輸幾何數(shù)據(jù)，同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)存還要被操作系統(tǒng)和其他應(yīng)用程序使用。因此，紋理數(shù)據(jù)的讀取不可能占用所有的主內(nèi)存帶寬，但最大限度地使用帶寬對(duì)圖形子系統(tǒng)來說非常重要。
S3TC紋理壓縮技術(shù)可以幫助解決這兩方面的問題，允許存儲(chǔ)更多的紋理數(shù)據(jù)，同時(shí)減少了對(duì)帶寬的要求，且壓縮后圖像質(zhì)量仍然很好。
Savage3D是第一款包含S3TC技術(shù)的3D加速芯片，微軟已把S3TC作為DirectX6.0中的標(biāo)準(zhǔn)壓縮技術(shù)，它可以把數(shù)據(jù)容量壓縮到原先的1／6。本質(zhì)上可以通過存儲(chǔ)更多的材質(zhì)數(shù)據(jù)，使芯片的幀緩存大小加倍，從而使Savage3D達(dá)到4×AGP的性能。
3.AGP性能
為了達(dá)到前所未有的AGP性能水平，Savage3D被特別設(shè)計(jì)為真執(zhí)行模式（True Execute Mode），同時(shí)為Intel 440 LX／BX AGP芯片組進(jìn)行了特別優(yōu)化。另外，Savage3D專有的AGP Texture Look Ahead方案可以使貼圖引擎預(yù)先對(duì)所需的紋理數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，因此可以減少貼圖引擎在AGP潛伏期（AGP latency）的等待狀態(tài)，同時(shí)結(jié)合S3TC技術(shù)，使之達(dá)到了目前產(chǎn)品中最高的AGP性能。
通過真彩色著圖，Savage3D可以產(chǎn)生生動(dòng)而真實(shí)的圖像，這塊芯片包含了S3專有的抖動(dòng)（Dithering Algorithm）技術(shù)，可使那些運(yùn)行16位色的游戲以真彩色方式運(yùn)行，這在絕大多數(shù)3D游戲仍支持16位色模式的今天，這項(xiàng)獨(dú)特功能是非常有用的。
4.DVD軟解壓方案
Savage3D為MPEG－2回放和交互DVD程序及視頻會(huì)議提供了理想的架構(gòu)，Savage3D合并了“Sub－Picture Blending，子圖混合”且包含一個(gè)Highly－Tuned運(yùn)動(dòng)圖像補(bǔ)償塊，與其它3D加速器相比，只占用最低的CPU資源。Savage3D具有多級(jí)縮放功能，支持多個(gè)第三方的軟件解碼程序，可以得到最大的靈活性和性能。另外，為了達(dá)到強(qiáng)有力的視頻播放能力，Savage3D還提供了VIP視頻端口，可以達(dá)到最高的60MB／s的數(shù)據(jù)傳輸率，多視頻窗口和圖像映像為視頻會(huì)議提供了理想的解決方案。
這塊芯片集成了視頻輸出功能，可以減少圖像閃爍。NTSC／PAL編碼，編碼器支持復(fù)合視頻及S－Video信號(hào)輸出。可編程的3－Tap閃爍過濾器和垂直過掃描補(bǔ)償技術(shù)可以達(dá)到非常好的TV輸出質(zhì)量。
5.豐富的3D和2D功能
這些功能包括：Specular and Diffuse Shading（反射和散射）、Alpha Blending（Al pha混合）、Multiple Textures（多重紋理）、Palletized Textures（襯底紋理）、Edge Anti－aliasing（邊緣抗鋸齒）、Vertex and Table Fog（霧化）、16／24位Z－buffering。另外，Savage3D也支持Bump Mapping、Anisotrophic Filtering、Reflection Mapping 、Shadows、Texture Morphing、Procedural Textures等效果。
Savage3D將采用0.25微米工藝制造，支持125MHz SGRAM和所有現(xiàn)有的操作系統(tǒng)。
Intel i740圖形加速芯片
Intel i740是一套高度集成的圖形加速芯片，它提供了3D、2D和影像顯示性能，完全支持多媒體應(yīng)用，其中包括軟件和硬件DVD、Inercast(VBI)、TV I/O及視頻捕獲。
1.性能特點(diǎn)
i740圖形加速器采用具有突破性的3D架構(gòu)，可利用盡可能大的內(nèi)存帶寬，獲得令人震驚的3D性能和高品質(zhì)的圖形顯示，使用i740可以在運(yùn)行商業(yè)及消費(fèi)應(yīng)用程序的主流平臺(tái)上獲得實(shí)時(shí)的3D性能。i740圖形加速芯片特別適合于家庭用戶的娛樂系統(tǒng)、小型商業(yè)圖形創(chuàng)作平臺(tái)以及各大公司的數(shù)據(jù)密集型系統(tǒng)。
i740是Intel首次采用自己的HyperPipelined 3D(超級(jí)管道3D)架構(gòu)研制的第一款圖形加速芯片。
除了令人驚嘆的3D性能外，i740還提供了全方位的圖形方案，其中包括出色的2D顯示、流暢的視頻播放、電視信號(hào)輸入/輸出以及對(duì)PC家庭影院的完全視頻支持。i740圖形加速器的硬件輔助特性改善了用軟件播放DVD的能力，而且它的VMI端口提供了一個(gè)無縫接口，直接支持硬件形式的DVD回放。使用i740，電腦系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得更加靈活，可使用2MB、4MB或8MB的卡上內(nèi)存，從而得到強(qiáng)大的圖形性能。
2.技術(shù)特點(diǎn)
i740的“超級(jí)管道3D”架構(gòu)是一項(xiàng)很有創(chuàng)意的發(fā)明，它能獲得易于平衡、易于擴(kuò)展及非常出色的3D性能。同時(shí)，也能讓用戶享受流暢的影像和突出的2D圖形顯示。這個(gè)架構(gòu)主要有以下技術(shù)特點(diǎn)：
◇精確像素插補(bǔ)PPI（Precise Pisel Interpolation）
PPI與Intel獨(dú)特的紋理引擎協(xié)作運(yùn)轉(zhuǎn)，在像素值和顏色值的插補(bǔ)過程中，能得到非常精確的計(jì)算結(jié)果。這種精確的像素處理在每一幀都能實(shí)現(xiàn)圖形高質(zhì)量。
◇并行數(shù)據(jù)處理PDP（Parallel Data Processing）
PDP是一種并行3D運(yùn)算方法，允許在圖形管道中同時(shí)執(zhí)行幾個(gè)命令。這樣一來，無論在一個(gè)幀中需要實(shí)現(xiàn)多少數(shù)量的特性，都能連續(xù)保持高性能。
◇直接內(nèi)存執(zhí)行DME（Direct Memory Execution）
DME技術(shù)允許圖形加速器在系統(tǒng)主內(nèi)存中保存與處理紋理，而不是在卡上顯存中進(jìn)行。由于采用AGP的技術(shù)，可以保證獲得528MB/sec的帶寬。這樣便提供了高性能、理倫上無限制的紋理大小以及豐富多彩的渲染效果。
3.規(guī)格
支持AGP 2×；峰值情況下每秒鐘110萬個(gè)三角形；Z緩沖；雙線性過濾MIP映射；彩色阿爾法透明混合；實(shí)時(shí)紋理分頁和視頻紋理映射；霧化和大氣效果反射光源；邊緣修補(bǔ)（柔化）；支持紋理顏色、色度的調(diào)節(jié)；集成有硬件調(diào)色板；全屏幕、全幀的視頻加速；支持廉價(jià)的軟件DVD與硬件DVD；支持視頻端口、TV I/O及視頻捕獲；支持電視會(huì)議、Intercastt和VBI。
4.測(cè)試情況
華碩推出的采用i740的顯示卡??V2740，初看此卡，那巨大的散熱片引人注目，卡上有8M SGRAM，卡的布線和選材一般。實(shí)際使用該卡與Intel的介紹有一定的出入。
測(cè)試中發(fā)現(xiàn)散熱片上的溫度很高，可以把人的手燙起泡，可見其能耗驚人。傳說i740很挑主板，特別是Socket 7主板，和其配合的一些低檔主板會(huì)出問題。如果用一些要求Direct 3D的游戲來測(cè)試，i740都能很好地把游戲中的細(xì)節(jié)表現(xiàn)出來，但總的來說還是不如Voodoo。在3D Bench 98的測(cè)試中，i740得了501分，比Voodoo高出了一截，比不上ORCHID RIGHTEO US 3DⅡ(采用Voodoo2芯片)，而且，在3D Bench 98的41項(xiàng)加速功能中有3項(xiàng)不支持，多于Voodoo2(2項(xiàng))?？梢娙绻怯螒蛑辽系耐婕遥琕oodoo2才是最佳選擇。在高端應(yīng)用中，i740面臨著一個(gè)更強(qiáng)大的對(duì)手，那就是3D LABS Permedia2(以下簡稱P2)和Permedia2V(以下簡稱P2V)。P2在Windows NT下的Open GL測(cè)試中屢破紀(jì)錄，所以Intel特意要求與3D LABS合作開發(fā)在下一代芯片MERCED上運(yùn)行的3D顯示卡。因此，3D LABS和Intel在3D芯片上的性能高低，明眼人很容易看出。在3DS MAX中(WindowsNT操作系統(tǒng))對(duì)同一個(gè)文件渲染時(shí)發(fā)現(xiàn)，P2比i7 40至少快50％，而且隨著P2的增強(qiáng)型產(chǎn)品P2V的上市，差距還會(huì)進(jìn)一步拉大。當(dāng)然，i740的驅(qū)動(dòng)程序還可以進(jìn)一步改進(jìn)，性能也會(huì)相應(yīng)提高，而在高端應(yīng)用中又比不上3D LABS等大牌專業(yè)廠商的專業(yè)芯片，可以說是腹背受敵，前景難料。
3D加速芯片RIVA TNT
3D加速芯片RIVA TNT是由著名的3D加速芯片設(shè)計(jì)廠商N(yùn)VIDIA推出了新一代超級(jí)3D加速芯片。想要知道RIVA TNT有多厲害，只需這樣比較：一塊使用RIVA TNT單芯片的顯示卡，將在3D性能上完全超越兩塊使用SLI連接的3Dfx Voodoo2，而且其128位的2D加速引擎當(dāng)然會(huì)比RIVA 128有所加強(qiáng)??真是超乎想象！
RIVA TNT最吸引人的地方并不是某項(xiàng)性能的提高，而是其整個(gè)體系結(jié)構(gòu)有了很大的發(fā)展。RIVA TNT具有兩個(gè)渲染引擎和兩個(gè)效果處理引擎，其獨(dú)特的雙引擎、雙流水線架構(gòu)使之肯定能超越Intel剛剛推出的顯示芯片i740，甚至很有可能超過3Dfx Voodoo2芯片集。RIVA TNT的設(shè)計(jì)規(guī)范咄咄逼人：2.5億點(diǎn)/sec的像素填充率和每秒800萬個(gè)三角形的處理能力。那么RIVA TNT如何能夠?qū)崿F(xiàn)這樣驚人的性能呢？這得從它的3D流水線結(jié)構(gòu)說起。
首先，RIVA TNT的高速內(nèi)核需要一個(gè)恒定的數(shù)據(jù)流供其進(jìn)行處理，所以，結(jié)構(gòu)中設(shè)有預(yù)讀取隊(duì)列從AGP或PCI總線讀取數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就能以較高的速度向圖形流水線輸入數(shù)據(jù)而減少等待時(shí)間。預(yù)讀取隊(duì)列與一個(gè)4KB的節(jié)點(diǎn)緩存連接，由節(jié)點(diǎn)緩存將多邊型數(shù)據(jù)送給兩個(gè)并行工作的渲染引擎，每個(gè)渲染引擎都擁有浮點(diǎn)運(yùn)算處理器和像素處理器各一個(gè)，它們負(fù)責(zé)處理全部的像素預(yù)處理任務(wù)。隨后，兩個(gè)渲染處理引擎將數(shù)據(jù)輸出至各自的效果處理引擎來完成光線和特殊效果的處理(包括紋理貼圖)。在效果處理的同時(shí)，RIVA TNT另外設(shè)有8K的貼圖緩存將貼圖數(shù)據(jù)及時(shí)地送給效果處理引擎以加快處理速度。緊接著，數(shù)據(jù)被送進(jìn)一組獨(dú)立的FIFO(先入先出)隊(duì)列，它在雙渲染處理引擎和幀緩存之間起著一級(jí)緩存的作用。FIFO通過128位的異步幀緩存接口將RIVA TNT內(nèi)部時(shí)鐘為100MHz的數(shù)據(jù)送往時(shí)鐘可高達(dá)200MHz的幀緩存，以進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率。最后，RIVA TNT內(nèi)建一個(gè)250MHz的RAMDAC，可以在較高的分辨率下提供更高的刷新頻率。
RIVA TNT支持4MB/8MB/16MB的顯示內(nèi)存，而且全面支持AGP 2×接口和PCI接口。在API方面，RIVA TNT全面支持DirectX 6.0，包括新加入的突起映射(Bump Mapping)、單像素多紋理和模板緩存(Stencil Buffer)等特性，并且針對(duì)Direct3D作了完全的優(yōu)化。NVIDIA還提供了一套通過了兼容性測(cè)試的OpenGL ICD驅(qū)動(dòng)程序。此外RIVA TNT具有NTSC/PAL電視輸出和CCIR－656視頻捕捉接口,能夠支持MPEG－1/2、DirectShow和Indeo硬件視頻加速。在3D特性方面，RIVA TNT擁有100％硬件三角形發(fā)生器，支持逐像素的MIP映射和單像素多材質(zhì)的貼圖模式，而且擁有各向異性的過濾器，即支持沿某個(gè)軸向?qū)Σ馁|(zhì)進(jìn)行過濾，可以較簡單地實(shí)現(xiàn)三線MIP映射等復(fù)雜的過濾器功能。同時(shí)，RIVA TNT所有的操作都是32位的，全32位的渲染操作將使32位的色彩模式在程序中更加容易實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于32位的Z－buffer(Z緩存)，其中Z－buffer本身用去24位，剩下的8位則可作為模板緩存使用。
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