| 出版日期：2000-07-24 总期号：941 本年期号：53 |
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让3d世界更“真实”
细看ati radeon 3d图形加速芯片 崔谦 如果有人问，现在最“猛”的3d加速卡是什么？“gef....”不少朋友都要脱口而出了吧！但最好还是先别忙回答，待笔者向您介绍完不久前最新亮相的ati radeon 3d加速芯片之后，您再下结论如何？ radeon 3d芯片在业内已经传闻许久了，但最终发布却是前不久的事情。radeon使用了200mhz的ddr显存，数据宽度达256位、最大带宽高达6.4gb/s（加上hyper z缓冲的改进，还能提高20%以上的带宽，达到8gb/s）。ati技术人员指出，在radeon芯片内部集成了约3000万个晶体管（甚至超过了intel奔腾Ⅲ芯片）、像素填充率最高达到了15亿个/秒、三角形速度高达3000万个/秒。radeon还具有hdtv/dvd视频引擎，支持高品质的数字影像。从这些数据我们可以看出，radeon在具体的硬指标方面是十分强大的。 在3d图形加速技术方面，ati究竟在radeon上面用了什么“猛药”使得radeon跻身于高端3d图形加速芯片行列呢？ charisma核心引擎 radeon芯片中最与众不同的，就是使用了ati称之为charisma engine的核心引擎。这个“charisma”的中文含义是超凡魅力，该引擎使得radeon拥有了高性能的硬件级坐标转移、剪裁及光影（tcl）功能，能够处理3d场景中更多的多边形和复杂光源效果，使得人物、场景都在游戏中更加真实而自然。看来，拥有这样强大的功能，称之为“超凡”也确实并不过分。 radeon在一个显示芯片中同时支持多种3d特效，其中包括：四矩阵端点愈合、关键帧插补、优先缓冲区、视野雾化效果以及3d立体材质贴图、凹凸纹理表面贴图、投射式材质贴图等多种贴图方式。 这里要特别介绍一下四矩阵端点愈合（4-matrix vertex skinning）技术。现在的游戏玩家都希望场景中的人物越来越逼真（恨不得干脆变成是真人动画才好）。ati推出四矩阵端点愈合技术的主要目的就是改善动画3d场景中人物动作的真实性。通常所采用的两组矩阵运算处理人物活动场景的时候，在人物骨架的衔接部分会出现裂缝，使得画面“太假”。通过charisma 引擎进行的四组矩阵运算，避免了骨架衔接处出现裂缝，使得人物动作更加平滑自然。 
2－矩阵运算骨架衔接处出现裂缝 
4－矩阵运算骨架衔接处更加真实 radeon支持目前所有的api（opengl和direxx）贴图方式，具体包括opengl的sem（球面环境贴图）、dpem（双抛物面环境贴图）、cem（立方体环境贴图）以及dx8中的关键帧插补（key frame interpolation）等。其中的关键帧插补使得人物动画可以更快地产生，并降低了对显存的需求。通常游戏人物的动画是一幅一幅地由软件开发人员画出的，而通过关键帧插补技术，开发者只需起始、结束画面，利用charisma引擎的硬件运算，按照指令插入关键的画面，就可以得到一个连续、自然的动画效果。 
pt结构 pt（pixel tapestry，像素编织）结构是ati radeon芯片中另一个引以为豪的地方。 
pt结构是目前支持贴图类型最多的3d引擎结构，所支持的贴图包括emboss（浮雕贴图）、dot product 3以及embm（环境凹凸贴图）。这三类贴图各有特点，但dot product只能适用于无光泽表面，而embm则适用于塑料、金属等光亮表面。pt结构对阴影贴图的处理也颇具特色，pt处理过的“真实”的阴影能够进一步加强3d画面的真实性。 radeon vs,geforce 2 如果我们把radeon的众多特点与正如日中天的geforce2 相比，其结果会是如何呢？应该说，geforce 2推出在前，radeon发布在后，radeon中处处可见提高3d效果的针对性设计，因此，radeon在硬件加速方面似乎具有微弱优势。 首先，radeon具有四矩阵端点愈合技术，不需要占用额外的cpu资源就可以重现复杂的3d动画。相比之下，geforce2只有二矩阵愈合处理。 其次，radeon具有2条流水线，每条流水线可以处理3个纹理贴图，当一个画面由三个纹理贴图组成的时候，radeon一个工作周期就可以完成。而geforce2每条流水线只能处理两个纹理贴图，需要两个周期才能将第三个纹理贴图处理完成，在处理3纹理贴图的时候，geforce2不得不使用2个周期，这将使得像素填充率降低。 第三，由于readon 的pt结构支持全面的3d贴图，使得3d场景更加真实了。目前的软件越来越多地采用了3d材质贴图，而geforce对3d材质贴图的支持方面却相对差一些。遇到大量使用3d贴图的程序、游戏，这种差别就会更大，特别是在动态光源以及细致的几何图案的表现方面。 此外，radeon的pt结构能够对优先顺序缓冲区（p-buffer）做硬件加速并支持，这使得芯片可以根据离观察者的远近安排优先顺序（近者优先），支持32位精度的阴影。不仅如此，geforce2中的像素屏蔽技术在radeon中也得到了支持，并且radeon进一步支持了主要dx8的屏蔽运算。 radeon vs,voodo 和3d业内的另一个重要厂家3dfx的voodoo相比，radeon也是极具竞争力的产品。voodoo最新的voodoo5所采用的是vsa-100加速芯片，但众所周知，它不支持硬件t&&l（坐标转移及光影效果）。而且，在纹理结构方面，vsa-100的每条流水线只能处理1个纹理贴图，随着游戏的复杂程度越来越高，游戏的纹理数量也越来越大，这对vsa-100来说也是一个大问题。 radeon的核心引擎时钟频率为200mhz ddr，比183mhz的vsa-100要高。值得一提的是，3dfx正在全力推广颇具吸引力的t-buffer。t-buffer能够实现复杂的3d特效，包括运动模糊（motion blur）、全屏幕抗锯齿（fsaa）等，从而实现逼真的3d效果。但一方面，这些运动特效需要游戏开发商的支持（在游戏上标有3dfx标记才支持），限制了应用范围；另一方面，要想获得好的t-buffer效果，实际上需要使用配有两颗vsa-100的voodoo显卡才能胜任，这无疑增加了产品的成本，在一定程度上加重了玩家的负担，似乎“脱离了群众”。 特别要指出的是雾化效果方面，radeon支持几乎所有的api以及全部3种不规则贴图方式，因此能够表现出真实的“立体”视野雾化效果，以往产品如vsa-100所表现的则是以深度来表现的“平面”雾化效果。 
voodoo radeon雾化效果比较 其他 通过上面的介绍，大家可能注意到了radeon的强大功能。但同3dfx在推广中所遇到的问题一样，radeon功能强大的硬件tcl、pt功能也需要游戏开发商的大力支持才能发挥其威力。笔者也想象着在quake 3中体验tcl、pt带来的梦幻效果，但至少现在这还是一个梦而已。 此外，不同厂家3d显示芯片的各种特效虽然吸引人，但面对众多品牌的显示芯片，游戏开发商是不可能一一做专门优化的。因此归根到底，显示芯片的多边形处理能力、像素填充率、工作频率及带宽等是衡量3d显卡性能的最最重要的指标。好在这几个方面，radeon并没有让人失望。 到最后，还有一个关键问题是正式产品的上市时间和其它显卡制造商的支持。radeon确实令人期盼，可到现在还是只闻其声不见其形呀！而人家geforce2 gts已经得到了elsa、华硕、丽台等众多大厂的支持，产品在发布之后就迅速上市了。不知到radeon的后续工作是否能够如愿。 总的来说，radeon着重在32位色彩模式、高清晰度下为用户提供最好的性能。由于具有与其他竞争对手并驾齐驱的硬件指标以及更多的硬件加速特效，随着产品的陆续上市，radeon无疑将在下半年在高端显卡（甚至是工作站级）领域占有重要地位。 |
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