走进VOODOO家族(一)

互联网 | 编辑: 1999-09-13 17:40:23

随着电脑广泛的进入家庭,3D技术也被广泛应用。在图型和动画方面、建筑医疗方面要求的3D效果越来越复杂、精美,拟真度也越来越高,特别是现在的游戏,3D技术的互相攀比之风愈演愈烈,近两届E3(美国电子娱乐展览会)大展上获得最佳游戏奖荣誉的游戏大都采用了3D技术。在这种时代背景下,更加出色的产品是出来了,但国内的许多玩家不仅哎声四起,而且时常成为被斩对象的首选(原因嘛很简单是价格杠杆作祟)。想当初花了1200元买来的Voodoo1早已成昨日黄花,Voodoo2也列入淘汰对象,其实国内有许多的人至今连Voodoo1都没玩过,可我们心里还在盘算着何时弄块Voodoo3 2000(Voodoo3系列中最最便宜的一块,也是超频性最最好的一块,将在下文作详细介绍)。这不,前些天听闻Voodoo3特价销售,便赶紧捧着999元上“中创”电脑商厦,当我们双手颤颤得把数了又数的钱交给销售商,他们把包装精美的由联想代理的Voodoo3 2000 AGP交给我们,真是又喜又气(个中滋味只要在国内买电脑的人都能体会,凭什么美国的Voodoo3 2000单价只卖几十美金,而在中国却……难道中国的Voodoo比别国的更好、快?),再想一想我们那么狂热地热爱游戏,但国内的某某工作小组、某某游戏工作室开发出来的游戏却一而再在而三的伤透了我们的心。有时想想如果生活在发达国家的话,说不定自己的车库里早有两三台PII或P!!!了,什么TNT2 ULTRA、Voodoo3 3500都来一块。好了,以上只是笔者一时的感触,各位看管都等的不耐烦了。下面先要介绍一些3D术语,因为时下买中高档电脑无非想上上网、玩玩精彩的3D游戏、搞搞图像处理或者成为家庭的娱乐中心,这些或多或少都与3D有关,如果不了解最常用最基本的术语,别人说得你都听不懂(至少知道别人在说哪一方面),那么被经销商坑蒙拐骗也就由不得你了。如果你都了解这些术语的话可以跳到第二部分:Voodoo系列的选购或者第三部分:Voodoo家族大评测。

3D术语祥解

<AGP(图形加速端口):最大的优势在于解决了PCI总线带宽不足的局限。它只是一种图形总线的结构,与我们们通常所指的PCI、ISA总线不同。它只适用于带AGP接口的显卡,能增大图形控制器的可用带宽,并为图形控制器提供必要的性能,以便在系统内存里直接进行处理。但Voodoo系列好像不太喜欢这种接口,BANSHEE仅支持AGP 1X,Voodoo3系列虽然支持AGP 1X、AGP 2X但仍不能进行AGP纹理贴图,只能期待支持AGP 4X并支持AGP纹理的Voodoo出来了。

AGP Texture(AGP纹理):图形芯片可直接调用系统内存中的纹理贴图,无需先调入显存中。这样便可大大提高处理特大材质、贴图时的效率,弥补显卡由于内存不足的缺点。由于Voodoo系列均不支持AGP纹理,所以在处理特大材质、贴图时性能明显下降。

Alpha Blending(Alpha 值混合处理):Alpha Blending是一种使物体透明化的技术。通常当一个3D物体在屏幕上显现时,其每个象素都会有红绿蓝三个数值进行控制。如果当前的3D环境能够提供一组额外的alpha值,那么我们就称它拥有一个alpha channel。Alpha的内容是记录象素的透明度。比如说在水中水中游泳的劳拉,水和人各有不同的Alpha 值(水的alpha值较低),当劳拉跳入水中后,如果当前硬件环境支持alpha混合,那么当两者结合时就会将alpha值进行运算。最终我们们看到的是两者在重叠部分会得到模糊化处理的效果。由于alpha值的介入,使得我们们在游戏中才能够得到接近现实的虚拟透明效果。

Aliasing(失真):真实图像映射成光栅网格后产生的图形质量下降现象。

Anti-Aliasing(抗失真、反锯齿):抗失真、反锯齿这项技术通过柔化线条时产生的图形更光滑,但需要3D加速芯片具有专用电路,这会使3D加速卡的成本较高,所以一直是高档显卡的一个主要特征之一。不过TNT、G200以后的显卡中都支持这项技术。

Bilinear Texture Filtering/Interpolation(双线性过滤/插补处理):这是一种材质差值处理的方法。在准备处理一个象素时,首先要找出最接近象素的四个图素,然后在其间进行加权平均值处理,最后的结果才会被贴到象素的位置上。双线性差值处理实际上是做三次差值处理,一次是上面两个象素,一次是下面两个象素,最后将前两次的结果混合处理。这种处理无法提供较高的画面品质,多用在显示有景深的静态图象。

Trilinear Texture Filtering/Interpolation(三线性过滤/插补处理):与双线性差值处理相比,三线性差值处理能够提供的画面质量要好得多。在处理中三线性差值处理要用到很多的材质图形,而且每张的大小正好是另一张的1/4,例如,如果一个材质图象为512X512个图素,那么下一张就会是256X256,以后的都如此递减直至最小一张为1X1。由于拥有如此多重分辨率的材质图象,当遇到大的场景时就可以提供高品质的贴图效果,但是这就需要更多的显存来存储图象,通常是较高档的3D加速卡才能支持这项技术。我们们在玩飞行模拟游戏时,如果地形是由三线性差值处理,那么就不会看到地面颜色深一块浅一块了。

Bilinear MIP Mapping(双线性MIP贴图):双线性过滤和MIP贴图的一种组合形式。首先保存好一张纹理贴图的几个副本,接着选中最接近的贴图,最后把最接近的四个图素取加权平均值。

Trilinear MIP M apping(三线性MIP贴图):在Voodoo3、TNT2等第四代显卡中广泛采用。具体地说是每个三线性过滤后的象素能在一个时钟周期内被着色。首先假设一个物体位于两张贴图的范围之间,选择这两张贴图进行两次MIP贴图。接着根据这两张贴图计算出两个像素值,每个值都以单张贴图四个最接近的质素为基础进行两次双线性过滤。然后计算两张贴图的权重,离物体近的权重大,离物体远的权重较小。最终选取权重大的显示像素颜色。这个过程精确地确立了物体在Z轴上的最终坐标位置。

Bump Mapping(凹凸立体贴图处理):当物体受光时,针对光源与物体之间的角度距离,对物体上明暗的点再加以计算处理,让物体看起来更有立体感,像岩石、恐龙皮肤、树皮等粗糙凹凸的表面看起來更加逼真。Voodoo3系列便支持单通道、单周期凹凸贴图,它使用多重纹理贴图而不需特殊的硬件程序,也就是说每个凹凸贴图的像素能在一个时钟周期内着色完毕。

Depth Cueing(景深效果处理):物体颜色的强度与亮度根据观察者的距离决定。景深效果处理的作用与雾化效果相类似,是在物体远离观察者时,将物体颜色强调降低的一项功能。比如在Turok2中,仔细观察你所发射的弹药,你会发现在弹药体积逐步减小同时,它的颜色也逐渐变暗,这样就造成了弹药在渐渐飞离的效果。

Direct 3D:由微軟公司所制定的DirectX和DirectDraw演化而来,因为Windows操作平台的关系,受到众多的3D游戏支援,但是因为开发效率较慢并且用它编写的游戏不支持几何加速,所以有许多3D游戏制作公司与程序员发出牢骚。目前DirectX 6.0中的Direct 3D將结合SGI公司所开发的OpenGL,來改进效率与开发过程慢的问题。

Glide:由Voodoo的制造公司--3dfx所开发的3D接口,只能用于Voodoo系列,由于不考虑兼容性问题使其游戏的运行效率及画面表现均比OpenGL和Direct 3D好。据说目前已经有500多种游戏针对3dfx公司的Glide做优化,虽然在国内看不见那么多,但只要环顾四周的热门3D游戏几乎无一例外的都已做了优化。哈哈哈,真爽啊!!

OpenGL:由专业3D公司SGI所开发的OpenGL应用程序接口,发展成熟且穩定,已受到高性能图像加速软、硬件厂商及游戏商家的欢迎。

Double Buffering(双缓冲处理):一个缓冲区提供当前屏幕的显示数据,另一个则准备下一帧的显示数据。对于新一代的显卡还支持Triple Buffering(三线性缓冲处理),但我们用3D MARK99 PRO测下来,两者数值的差距并不明显,当然是Triple Buffering好些。

Fogging(雾化处理):雾化处理是3D效果的一个比较常见的特性,它是模拟真实世界的远方淡雾效果,除了增加美观之外,也可以遮掩因为3D场景过小的缺点。我们在游戏中所看到的白云、爆炸时的火焰和烟雾就是雾化处理的功劳。通常在游戏中远处的景物不需要十分细致的表现,可以用经雾化处理在保证画面整体质量的同时,减少3D图形的渲染工作量,也加快了软件运行速度。

Frame Buffer(帧缓冲):包含了显示器上显示的图形的显示内存。Voodoo2为4MB的帧缓冲内存。

MIP Mapping(MIP贴图处理):这项材质贴图的技术,是根据不同精细度的要求,而使用不同版本的材料进行贴图。当物体接近时,MIP贴图处理会在物体表面贴上精细的材质图象,这样物体才会显现更加清晰真实的效果。如果物体远离观察者,那么贴上去的就会是较为单纯、精细度较低的材质图象,这样做就可以加快3D场景的处理速度。

Nearest Nighbor(近取样处理):近取样处理同样是一种材质差值处理的方式。在对选定的像素进行贴图时,近取样处理是将含这个像素最多部分的图素来贴图。从中我们也可以得知,这种方法贴图的材质效果是比较次的。但是由于这种方法的速度比较快,通常在3D游戏中运用的多是这种方法。

Perspective Correction(透视角修正处理):如果想让一个经过材质贴图处理的3D图象有相当真实的外表,那么透视角修正处理这项工序是必不可少的。它是通过数学计算的方式来确保贴在物体上的部分图象,可以向透视的消失点作出正确的收敛效果。过去这项处理都是由CPU进行,而且极大的依赖CPU的运算能力,是否具有透视角修正处理也是对新一代3D加速卡的一个考验,有了它3D加速卡才能保持图象的真实效果。例如赛车游戏中的直线跑道,如果沒有经过这项处理,那就可以看见地面上的白线或路旁的柵栏呈现歪曲的锯齿状。

Polygon、Texture Mapping(多边形、材质贴图):这两者就好像元宵节做的灯笼一样,用竹子将灯笼的轮廓支撑起来,再将画有图案的纸糊上去,一个最简单的3D模型就形成了,纹理贴图所要做的就是将这张有图案的纸糊到灯笼的轮廓上。而Polygon指的就是竹子与竹子交接的三个或四个顶点所围绕形成的多边形,一个3D模型往往由几个或更多的Polygon构成,如果说3D加速卡能够处理的Polygon越多,那么3D模型就可以越复杂、越逼真,那么模型也越好看越精美。处理Polygon与材质贴图的能力是3D加速卡的基本功能(也是这些卡宣传自己的重要参数),这些数值越高,表示在3D游戏场景方面越丰富,人物或其他物体就越真实。

RAMDAC(数字-模拟转换器):用来将储存在显存里的数字资料转换成模拟信号,然后输出到显示器,如此一屏幕才能显示影像。Voodoo3 2000提供了300MHZ RAMDAC,这就意味着只要显示器够酷,它便能保证在2046*1536*16.7M的分辨率下提供60HZ的刷新频率。

Shading(着色处理):着色通常分为Flat Mapping(平面着色)、Gouraud Mapping(高洛德着色)、Texture Mapping(材质着色)。我们们都知道游戏中的所有3D物体都是由多边形(polygon)所构成。这些多边形都是以线结构图的方法来构成,它们必须经过着色才可以表现出各种物体。

平面着色是最简单的一种着色处理方式,它是将每个多边形着以一种颜色。由于它比较简单,所以速度很快,多用于注重速度而对画面质量要求不高的场景。

高洛德着色较平面着色所得到的画面质量要好的多。它是将每一个多边形上的每个点都给出一组色调值,同时将多边形着上较为顺滑的渐变色。高洛德着色也是生成光源效果最快的一种方法。

材质着色是目前被很多应用的一种着色方法。材质着色的着色效果非常出色,它是将数字化的图象、小图样、点阵图象贴到多边形上。由于它的效果较好,通常是将它运用在对画面要求精细的地方,比如《红线飙车》中的赛车车身以及车手的服装,都以材质着色的方法上色。

现在还有一种被成为 Video Texture Mapping(动态材质贴图)的贴图方式,它是现在最好的一种贴图方法。如果一块3D加速卡支持此项功能,那么在贴图时就可以采用高速的图象处理方式,将一段连续的影像以材质的方法处理,然后贴到3D物体的表面上。比如在赛车游戏中,如果将一段AVI或MPEG影像以材质的方式贴到挡风玻璃上,那么我们们就可以得到非常逼真的环境贴图效果。

Z-Buffer、Z-Buffering(Z轴坐标值计算):普通的二维物体使用二维坐标就可以描述,但是在描绘3D图形时,一个3D物体在场景中拥有精确的尺寸与位置,所以除了X、Y轴还要有一个Z轴用以设定物体在显示时的深度。当有两个物体重叠时,Z-Buffer 可以决定哪部分应该显现出来,哪部分不呈现。 Z-Buffer有16-bit、24-bit、32-bit三种,越高所表现的物体越精确。很可惜Voodoo3系列只支持16位的Z-Buffer,因为实行Z-Buffer需要很多的显存,但显存又比较昂贵的而且3dfx公司认为这样会严重影响游戏的刷新帧数。如果沒有Z- Buffer的话,会看见3D物体因为分不清楚前面与后面材质贴图的位置,而产生前前后后闪烁不停的显示画面。Z-Buffering则是将镜头看不见的3D物体表面,给予不着色或不贴材质的功能,如此便可以加快3D场景的处理速度。

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