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图形卡是如何发挥作用的

高工
2014-06-12 10:33:00    评分

图形卡是如何发挥作用的

从个人计算机的早期阶段开始,大多数图形卡都起着转换器的作用,也就是获取计算机CPU创建的绘制好的图像,并将其转换成驱动计算机显示器所需的电脉冲。这个方法确实有效,但图像的所有处理工作,以及对声音、玩家输入(针对游戏而言)和系统中断的全部处理都是由CPU完成的。为成功制作现代三维游戏并以多媒体形式呈现给观众,计算机得承担种种工作,因此,即便是速度最快的现代处理器也会超负荷,而无法实时满足软件的各种要求。这就是图形协处理器的作用所在:它分担CPU的一部分工作,使总体的多媒体体验达到人们认可的速度。

正如我们已经了解到的那样,构建三维数字图像的第一步是要创建一个由三角形和多边形构成的线框世界。线框世界接着从三维数学世界变换成在二维屏幕上显示的一组图案。接着,变换后的图像将被表面覆盖(或者说被渲染),一些光源将照亮这些图像,并最终将图像变换成在显示器屏幕上显示的图案。但是,现代图形显示卡中最常见的图形协作处理器在线框创建好并将转换成一组二维多边形后,将从CPU处接管渲染任务。在这个阶段,VooDoo3和TNT2 Ultra这样的图形显示卡上的图形协处理器将接管CPU的工作。这是重要的一步,但采用尖端技术的图形处理器能在更早的阶段减轻CPU的负担。

英伟达出品的GeForce 256能够更多地减轻CPU的负担。较早出品的GeForce 256能够执行渲染操作,除此之外,GeForce 256还添加了将线框模型从三维数学空间转换到二维显示空间的功能,并能执行显示光照所需的工作。这大大减轻了CPU的处理压力,因为变换和光线跟踪都需要用到大量的浮点数学(涉及分数的数学,之所以称为“浮点”,是因为可以根据需要移动小数点,以提供高精度)。又由于图形处理器不必处理CPU的许多任务,所以可以将其设计为能够极快地处理那些数学任务。

3dfx出品的新款Voodoo 5接管了CPU的另一组任务。3dfx称这种技术为T缓冲。此技术侧重于改进渲染过程,而不是向处理器添加额外任务。T缓冲技术旨在提高抗锯齿效果。它能够渲染同一图像的四个副本,并使每幅图像都稍稍偏离其他图像,然后将这些图像组合起来,从而使物体的边缘变得稍微模糊,消除了可能对计算机生成图像造成破坏的“锯齿状图形”。这种技术还可用来生成动态模糊、模糊阴影和景深焦点模糊。运用这些效果可以生成外观更圆滑、更真实的图像,也就是图形设计师所希望得到的图像。Voodoo 5的设计目标是:在保持较高帧速率的同时实现全屏抗锯齿效果。

在我们看到逼真的动态图像稳定、连贯地生成和呈现之前,计算机图形技术仍然有一些路要走。与使用80列、25行的单色文本的日子相比,图形效果已经有了极大的改进。数百万人得益于今天的技术在享受游戏和模拟的乐趣。新的三维处理器将更让我们相信自己是在真正地探索另一个世界,体验我们在现实生活中绝对不敢尝试的事情。每隔六个月,PC图形硬件便会经历一次重大进步,但软件的改进相对较慢。显然,像互联网一样,计算机图形的魅力与日俱增,并越来越有可能成为电视的替代品。

让我们再回到刚才那幅球的图片上。您该如何进行区分呢?图像A是一个由计算机生成的球。图像B是一幅照片,显示的是人行道上的一个现实中的球。要将二者区分开来还真不容易,对吧?




关键词: 图形卡    

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