Высшая математика

Процесс превращения хранящихся в памяти компьютера числовых данных о 3D-объекте в раскрашенные и определенным образом освещенные многоугольники, которые мы видим на экране по ходу компьютерной игры или в трехмерном пакете, — работа не из легких. Обычно он делится на четыре основных этапа: трансформирование, освещение, сборка/вырезка треугольников и рендеринг.

Большая часть современных 3D-акселераторов как профессионального, так и потребительского класса выполняют только два последних этапа из этой четверки. Сюда входит вычисление данных о вершинах всех многоугольников, вычленение треугольников и передача их в модуль рендеринга, где, прежде чем выводить картинку на экран, определяется цвет каждого пиксела в зависимости от свойств поверхности, условий освещения и так далее.

Наличие специального аппаратного обеспечения для выполнения этих операций, конечно же, приводит к значительному ускорению работы программ, однако главную нагрузку на центральный процессор оказывают не два последних, а два первых этапа, и именно они реально замедляют процесс перерисовки экрана. Каждый раз, когда на экране по какой-либо причине изменяется изображение, возникает необходимость математически преобразовать данные обо всех элементах каждой из моделей: их нужно переместить в текущую точку обзора, а затем преобразовать в экранные координаты. После этого вычисляется, как и каким источником света освещается каждый из многоугольников и как он выглядит в зависимости от свойств его поверхности.

Таким образом, процессор GeForce 256 и другие чипы, способные выполнять T&L-операции, — это полноценные графические процессоры, благодаря которым полностью разгружается центральный процессор. Дело в том, что, даже если бы центральному процессору не нужно было заниматься миллионами других дел, он не справился бы с этой задачей быстрее, чем специализированный графический процессор, поскольку последний оптимизирован и ориентирован на достижение одной- единственной цели. Действительно, компания nVidia заявляет, что мощность ее процессора GeForce на операциях с плавающей точкой эквивалентна 256-процессорному суперкомпьютеру Cray T3D. Г-мм…