Комп’ютери Карточний - лікнеп - як працюють сучасні відеоприскорювачі

Спробуємо детальніше розібратися у принципах прискорення тривимірної графіки, як формується тривимірне зображення, і які основні технології використовуються.

Як правило, MIP mapping використовується в поєднанні з технологіями фільтрації (точніше було б сказати інтерполяції), покликаними виправити надмірну "розмитість" зображення, що виникає через те, що при деяких кутах огляду текстура на полігоні занадто "розтягується" або "стискається" . Сенс фільтрації полягає в тому, що колір пікселів розтягнутого або стисненого об'єкта розраховується по сусідніх точках текстури (тексел), тому зображення зникає надмірна зернистість. Найпрогресивніша на сьогоднішній день технологія фільтрації - анізотропна, при використанні якої один-єдиний піксель може розраховуватися за 8-32 текселами. Для порівняння, у найпростішому варіанті фільтрації, білінійної, для розрахунку кольору пікселя використовується лише чотири найближчі тексели. Як можна було здогадатися, анізотропна фільтрація висуває підвищені вимоги до ресурсів усієї графічної системи, саме тому для визначення реальної продуктивності тієї чи іншої новинки фахівці люблять оцінювати швидкість роботи картки з включеною анізотропною фільтрацією.

Ще один спосіб підвищення якості зображення - це згладжування (нерідко в українськомовних публікаціях пишуть англійською: anti-aliasing), яке, перш за все, усуває ефект "сходів", що виявляється при відображенні рівних країв об'єктів, а також дозволяє позбутися інших спотворень та підвищити детальність картинки загалом. Спочатку технології згладжування застосовувалися лише до окремих об'єктів, проте з підвищенням продуктивності графічних процесорів набула широкого поширення технологія повноекранногозгладжування або FSAA (від англ. Full Screen Anti-Aliasing - "повноекранне згладжування").

Сенс повноекранного згладжування досить простий: графічний процесор розраховує зображення з більшою роздільною здатністю, ніж встановлений дозвіл виводиться картинки. Наприклад, при використанні FSAA розрахунок картинки для виведення на монітор з роздільною здатністю 800 х 600 пікселів може здійснюватися з роздільною здатністю 1600 х 1200 пікселів. Потім отримане зображення зменшується на строго встановлене число пікселів, при цьому відповідно до алгоритму кінцеві кольори "згладжених" пікселів розраховуються за значеннями декількох сусідніх пікселів. В результаті ми отримуємо на екрані більш плавні переходи кольорів, тому "драбинки" та інші небажані ефекти стають малопомітними.

Існують і інші технології покращення зображення, серед яких варто назвати затуманювання (імітація газу або туману), затінення Гуро (згладжування при відображенні кіл і сфер) та альфа-змішування (імітація прозорості об'єктів, наприклад, скла або води). Насправді таких технологій дуже багато, причому більшість з них є фірмовими розробками, докладна інформація про які тримається в секреті.

API Direct 3D - створення програмістів всюдисущої Microsoft - входить до складу мультимедійного API DirectX. Спочатку Direct 3D поступався своїми можливостями OpenGL, проте нині це найрозвиненіша технологія, яка підтримується всіма графічними процесорами для настільних комп'ютерів, а практично всі комп'ютерні ігри орієнтовані саме на цю технологію. Остання версія Direct X - це 9.0c, правда, досі далеко не у всіх популярних комп'ютерних іграх реалізовані можливості Direct X 8.0, яка постачалася разом ізопераційною системою Windows XP. Серед таких незатребуваних, але, безумовно, перспективних можливостей можна назвати вершинні та піксельні шейдери - спеціалізовані програми, що дозволяють ефективно змінювати геометрію та зображення тривимірної сцени, що формується. На жаль, творці програмного забезпечення поки не приділяють достатньої уваги вершинним та піксельним шейдерам, тоді як специфікації цих програм постійно вдосконалюються.