Historie grafik v noteboocích: trnitá cesta ke 3D | Kapitola 2
Seznam kapitol
Po hardwarové akceleraci obrazu ve 2D a videa se i na noteboocích začali výrobci věnovat trojrozměrné grafice. A v oblasti 3D akcelerace se svedla bitva snad největší a ne každý ji ustál. Podíváme se do doby, kdy notebooky začaly pronikat do domácností a výrobci začali nabízet řady, u kterých už byla zábava a multimedia na prvním místě.
Ačkoli v počítačích není 3D dávno nic nového, spousta lidí ani dnes nedokáže říct, co přesně taková 3D akcelerace obnáší. Dnes je situace samozřejmě odlišná a grafická karta je v podstatě univerzální koprocesor, který vykonává první poslední, ale v začátcích 3D akcelerátorů stačilo k použití zkratky „3D“ na krabici produktu opravdu málo. V principu totiž není rozdíl mezi 2D a 3D akcelerátorem zas tak velký.
Částečná průhlednost
Částečná průhlednost vyjadřuje operaci, kdy vykreslím jeden obrázek přes druhý tak, že výsledná barva každého bodu je kombinací barev bodů obou obrázků. Částečná průhlednost může využívat různé funkce pro kombinaci (vážený průměr, sčítání,…)
Grafické karty se staly akcelerátory 2D grafiky ve chvíli, kdy ulehčily procesoru přidáním funkcí pro blokový přesun dat a vykreslení grafických primitiv (obdélník, kružnice, polygon). Akcelerační funkce se postupně rozšiřovaly a přibývaly další vymoženosti jako podpora částečné průhlednosti a urychlení manipulace s vykreslovanými bloky dat (změna velikosti, rotace, volná transformace obrázku).
Pro 2D akcelerátor s těmito funkcemi již není 3D nic nedosažitelného. Stačí totiž přidat jedinou funkci – akceleraci transformace souřadnic. Nejde o nic jiného než přepočet pozice každého vrcholu (vertexu) v 3D prostoru (definovaného třemi souřadnicemi) na pozici ve 2D projekci (tj. na monitor). Stejný 3D objekt totiž na obrazovce vypadá jinak podle toho, z jaké pozice se na něj díváme – výsledný obraz je nutné podle pozice pozorovatele („kamery“) prohnat přes transformační matice, které zohlední natočení a perspektivu.
Descent
Transformace souřadnic pro 3D prostor není úplně triviální operace a tou dobou znamenala velké nároky na hlavní procesor, pokud měla být scéna složitější. Na druhou stranu šlo o typickou úlohu vhodnou pro grafickou kartu, neboť je to neustálá aplikace stejných algoritmů při zadaných parametrech na velké množství prvků (SIMD – single instruction multiple data).
Pokud umí akcelerátor vykreslit polygony (trojúhelník, čtyřúhelník) a tyto polygony vykreslí na základě pozic transformovaných souřadnic vertexů (vrcholů), můžeme se již bavit o základní 3D akceleraci. Aby šlo o použitelné řešení, musí ještě tyto operace provádět dostatečně rychle. To byl zprvu problém a některé akcelerátory je nezvládaly rychleji než průměrný procesor vyšší třídy. Situace byla tím viditelnější, čím rychleji na trh přicházely nové výkonnější procesory.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
