R420 a NV40 - další generace VPU | Kapitola 6

Protože se tentokrát zdaleka nesešlo vydání nové verze Microsoft Direct X s vydáním VPU nové generace, byly obě společnosti více-méně přinuceny přijít každá s několika vlastními technologiemi. Přestože se zdá, že si oba giganti hrají "každý na svém písečku" (jejich prezentované technologie jsou odlišné), skutečnost je jiná. Co nabízí jeden, nabízí i druhý. Skutečně originální (je-li to správné slovo) jsou 32 bitový rendering a UltraShadow 2 NV40 a technologie 3Dc R420. Jelikož 32 bitový rendering slouží "jen" k přesnějším výpočtům (nižší ztrátovost), zaměřím se na zbylé dvě.

ATi 3Dc komprese

Když se objevily první obrázky nových maskotů Ruby a Nalu, udivil mnohé fakt, že Nalu je tvořena téměř trojnásobkem polygonů, než Ruby - a Ruby přitom nijak hůř nevypadá (po technologické stránce, zbytek nechám na vás ;-). Tajemstvím bylo použití tzv. normálových map. Ty vzniknou tak, že vývojář použije model objektu složený z co nejvyššího počtu polygonů a porovná ho s modelem objektu, který bude použit ve hře. Rozdíly jsou pak uloženy v tzv. normálové mapě. V praxi je pak tato mapa použita na objekt, který je složen z relativně nízkého počtu polygonů, ale vypadá stejně dobře, jako původní originál.

i Zdroj: PCTuning.cz

To ovšem není zas až taková novinka. Používání normálových map bychom totiž mohli považovat za jakýsi vylepšený Bump Mapping. Problém ale nastává v tu chvíli, kdy zjistíme, že normálová mapa má neúnosnou velikost, zabírá mnoho paměti, snižuje paměťovou propustnost na úkor klasických textur a nakonec neušetříme zhola nic.

i Zdroj: PCTuning.cz

Nejjednodušší způsob: Zkomprimovat! Nabízí se dva nejschůdnější způsoby. S3TC a DXTC. Na S3TC můžeme zapomenout rovnou (možná ještě pamatujete na

Quake III Arena s aktivovanou S3TC). Kvalitnější DXTC ale taktéž není dostačující, neboť degradace normálové mapy (zde v podobě blokovitosti) je nepřípustná. ATi tedy byla nucena vyvinout novou kompresní technologii, která by byla schopna obraz nepoškodit. Byla nazvána "3Dc" a komprimuje v poměru 4:1 (podle ATi; ve skutečnosti je kompresní poměr mnohem nižší, ATi totiž odvozuje poměr od 32-bitové RGBA). To znamená, že buďto můžeme použít původní normálovou mapu a zátěž na systém bude 4x nižší, nebo použijeme 4x kvalitnější (4x vyšší rozlišení), zátěž bude totožná, ale kvalita nesrovnatelně vyšší. Jako zde:

i Zdroj: PCTuning.cz

A ještě hezčí ukázka.

i Zdroj: PCTuning.cz

Kliknutím se obrázek zvětší

nVidia UltraShadow II

Společnost nVidia se všemožně připravuje na engine Doom III. A není se čemu divit. Pokud hra nebude úplný propadák (zvlášť po stránce HW nároků a po stránce grafické), bude tento engine licencován a použit v sérii dalších her.

i Zdroj: PCTuning.cz

Kliknutím se obrázek zvětší

Jedna z těchto příprav spočívá v technologii UltraShadow, která sice byla přítomna již na sérii FX, ale nyní byla vylepšena a dotažena k vyšší efektivitě. Cílem technologie je zredukovat objem nutných výpočtů. Zkrátka, počítat stíny jen tam, kde jsou skutečně vidět. V kombinaci se schopností renderovat dvojnásobné množství stínů, než texturovaných pixelů ("32x0") lze o NV40 prozatím uvažovat jako o vhodnějším kandidátovi pro Doom III, ale nechtěl bych dělat závěry, dokud se neukáže ATi s 3Dc v praxi.

i Zdroj: PCTuning.cz

Scéna na obrázku pochází ze zmiňovaného Dooma. Níže je pak screenshot s vyznačenými obrysy, které vyplývají ze standardních výpočtů potřebných pro správné nasvětlení a stínování bez použití technologie UltraShadow II. Pokud se podíváte na obrázky, uvidíte kolik zbytečných výpočtů může díky implementaci této technologie odpadnout.

bez UltraShadow II / s Ultra Shadow II

i Zdroj: PCTuning.cz

i Zdroj: PCTuning.cz

Obě společnosti také prezentují mnoho "nových" technologií. Jsem přesvědčen, že je už dlouho znáte. Nebudeme tedy nikomu nadržovat a projdeme je všechny:

Soft Shadows - ATi, nVidia

i Zdroj: PCTuning.cz

a la nVidia

i Zdroj: PCTuning.cz

a la ATi

novinka: červen 2000, 3Dfx Voodoo 5

Technologie slouží k vytvoření reálnějších stínů. V realitě způsobují plošné světelné zdroje neostrost okrajů stínů a průchod vzduchem má za následek určitý rozptyl světla, který sníží kontrastnost stínu.

Depth of Field - ATi

i Zdroj: PCTuning.cz

novinka: červen 2000, 3Dfx Voodoo 5

Lidské oko nedokáže zaostřit na celou hloubku prostoru, takže okolí vidí neostře. Pro simulaci tohoto efektu slouží právě Depth of Field.

High Dynamic Range Rendering - ATi, nVidia

i Zdroj: PCTuning.cz

novinka: červenec 2002, ATi Radeon 9700 PRO

Rendering s použitím desetinných čísel a plného barevného a jasového spektra.

Displacement Mapping - nVidia

i Zdroj: PCTuning.cz

novinka: květen 2002, Matrox Parhelia 512

Modelování složitějších povrchů podle černo-bílé textury.

Virtual Displacement Mapping - ATi

i Zdroj: PCTuning.cz

novinka (s rezervou): červen 1999, Matrox G400

Upravená verze normálových map akcelerovaná kompresí 3Dc. Normálové mapy vycházejí z Bump Mappingu.

SubSurface Scattering - ATi, nVidia

i Zdroj: PCTuning.cz

a la ATi

Novinka !!!

3D prostředí a objekty nevypadaly příliš dobře, protože až dosud nebylo možné simulovat tzv. vnitřní vyzařování. V praxi se to projevuje jako jakási částečná průsvitnost do určité hloubky. Např. materiály jako kůže, světlý mramor atp., jsou do jisté hloubky průsvitné a světlo, které jimi prochází, se zpod povrchu opět odráží a vrací zpět. Až dosud byly odrazy světla počítány pouze podle samotného povrchu matriálu. SubSurface Scattering ale umožňuje vytvořit i ono vnitřní vyzařování, které má velký vliv na realističnost vzhledu.

Volumetric Light Shaft Rendering - ATi

i Zdroj: PCTuning.cz

Novinka !!!

Znáte ty dramatické záběry z filmů, kde vlhkým vzduchem lesa prorážejí úzké kužely slunečního světla?. Nebo prachem ve vzduchu na staré půdě probleskující paprsky slunce? Tak právě toto byl až dosud velký problém. ATi se povedlo zmíněné efekty zrealizovat ve virtuálním světě a pokud se uchytí, bude o tu správnou atmosféru ve hrách určitě postaráno!