中华网--科技频道

实话实说系列之一2000年新鲜硬件 (2)
冯宝坤/鲲鹏工作室　2000-11-27 17:10:40

　　（6）全屏抗锯齿(FSAA)

　　FSAA（Full Scene/Screen Anti－aliasing，全景/屏幕抗锯齿）是1998年已经提出并付之实行的概念，但真正有实用性的解决方案到了2000年才见到，其中最突出的就是3Dfx的Voodoo 5和nVidia的GeForce2。特别是nVidia的FSAA基于OGSS（Ordered Grid Super-Sampling，顺序栅格超级采样），它是一种传统的抗锯齿技术，可以用在几乎所有3D加速卡上，让它们支持非显示缓冲渲染。非显示缓冲存储了帧的像素颜色、Z和模板值，与前置和后置缓冲的最大差异是它不能直接显示到屏幕。OGSS作为基本的子采样，按一定顺序来对每个像素采样，并以水平或垂直方式排列，建立一个点矩阵。因此nVidia显卡的抗锯齿处理过程可以简单概括为以下过程：游戏引擎使用Direct3D或OpenGL创建一个3D环境，这些3D API都使用三角形作为基本块，每个三角形在3D空间中有一个坐标，通过特殊的驱动程序可计算坐标的转换和光线处理。假设屏幕为10*10像素，三角形的三个顶点分别是（5，5）、（10，10）和（10，0）。然后，API按照不同的屏幕分辨率供给不同的坐标，当顶点经过转换和光线处理器之后，它会得到一个屏幕相对坐标，此坐标与3D应用程序中的真实世界坐标有所区别，最终屏幕分辨率决定了坐标的位置。在抗锯齿处理中，我们需要进行上行采样来获得更多标本（Geforce/Geforce2用T&L单元来完成采样工作），至少要在垂直和水平方向各采样一次，才能得到有效的抗锯齿图像。当所有几何图形都从垂直和水平方向同时作缩放，渲染工作当然也会加倍，接着发到非屏幕缓冲，在里面进行下行采样，去掉一些多余像素，并保留高质量纹理信息，最后送到屏幕显示缓冲。此例仅基于一个三角形，在实际应用中，抗锯齿工作会在每个三角形中进行，再组成一幅完整的3D图像。当超级采样的帧渲染结束，我们会得到一个高分辨率图像，下行采样的主要工作是混合像素色彩，从四个邻近的像素颜色值得到一个加权平均数来作为混合像素值，即四个数值相加再除以4，与纹理双线性过滤的工作原理一样。由于四个高分辨率像素是最终像素的子采样，过滤之后会变得很平滑。

　　一般情况下，顶点位置的乘法是通过软件来实现的，nVidia借助T&L单元做到了同样的计算，如果没有T&L才交由CPU处理，因此，nVidia的抗锯齿也是一种硬件特性。除了2倍采样之外，3倍、4倍甚至更多的采样也是有可能的，只要显示芯片速度与显存容量足够，更多的采样会带来更完美的图像。

　　（7）环境凹凸贴图技术

　　环境凹凸贴图技术通过对物体表面凹凸不平的映射并加以实时光源来表现真实细腻的图像，微软DirectX 6.1版本以上已包含该技术。应用方面，Matrox公司的G400是最优秀的环境凹凸贴图技术的代表。

　　以前，很多图形加速卡也试图通过种种手段实现“凹凸贴图”，但方法与G400“环境凹凸贴图”的表现方式有所不同。比如许多显卡都采用多重Alpha Blending（阿尔发混合）技术来表现凹凸不平的效果，这就造成了一些弊端。首先它需要图形卡计算较多层次的贴图面，会相应减低处理速度；其次，由于没有硬件光源的加入，多重Alpha Blending的着色效果无法真实还原顶点光影，给人以不自然的感觉。为了提高图像的质量和真实效果，显示芯片的研发人员需要采用许多技术，环境凹凸贴图技术就是其中一种。环境凹凸贴图技术通过对物体表面凹凸不平的映射并加以实时光源来表现真实细腻的图像。

　　G400的“环境凹凸贴图”主要是通过三个过程来实现，第一是“常规纹理贴图”，首先绘制出材质的基本影像；第二是“曲面贴图”，为每个像素描绘出不同的高度和深度，由此产生凹凸效果；第三个过程就是“环境贴图”，包括光源的产生及其位置与强度的定义等。三个过程依次有序进行，从而完成环境凹凸贴图。G400可以硬件支持此特效，通过微软DirectX 6.1版本以上的各种凹凸贴图测试可以发现，G400运行Microsoft Earth和New wave的场景时，可以比没有此特效的同档次显卡快百倍。所以当某游戏使用较多的“凹凸贴图”时，G400的“硬件环境凹凸贴图”就优势突显了。

　　（8）S3TC纹理压缩

　　S3TC是S3公司提出的一种纹理压缩格式，其目的是通过对纹理的压缩，达到节约系统带宽并提高性能的目的。S3TC就是通过压缩方式，利用有限的纹理缓存空间来存储更多的纹理, 因为它支持6:1的压缩比例, 所以6MB的纹理可以被压缩为1MB存放在材质缓存中，从而在节约了缓存的同时也提高了显示性能。通过纹理压缩，可在不严重影响性能的前提下，采用大纹理，营造更为华丽的3D世界。比如2000 x 2000这样的大型纹理，如果不压缩的话，它的文件大小就有16MB，会把你的显存用得干干净净。为此，游戏不得不使用速度慢得多的系统内存。但采用了纹理压缩之后，它的大小会骤降至2MB。这样一来，除了避免使用系统内存，它还能有效降低对内存带宽的占用。

　　下　一　页

﹣相关报道
﹣实话实说系列之一2000年新鲜硬件 (1) (2000-11-27 17:11:46) ﹣实话实说系列之一2000年新鲜硬件 (2) (2000-11-27 17:10:48) ﹣实话实说系列之一2000年新鲜硬件 (3) (2000-11-27 17:08:02) ﹣实话实说系列之一2000年新鲜硬件 (4) (2000-11-27 17:06:15) ﹣实话实说系列之一2000年新鲜硬件 (5) (2000-11-27 17:12:47)

推荐给朋友

进入BBS

进入聊天室

关闭窗口

本站检索

科技主编信箱