Funkcje architektury Radeon DDR

Nowy układ firmy ATI został ogłoszony w maju 2000 roku. W tym czasie ceny płyt głównych opartych na NVIDIA GeForce2 GTS już spadły, więc nowym produktom ATI nie było tak łatwo zająć należne im miejsce na rynku.

Nowe funkcje grafiki 3D, które zostały zaimplementowane w nowym chipie:

Silnik geometryczny Charisma Engine - sprzętowa implementacja transformacji współrzędnych, ustawienie oświetlenia, przycinanie (przycinanie wielokątów nieuwzględnionych w końcowej klatce), skórowanie wierzchołków, interpolacja klatek kluczowych (interpolacja między klatkami kluczowymi), podział perspektywy, konfiguracja trójkąta
Obsługa do czterech macierzy skórowania używanych do interpolacji wierzchołków wielokąta (mieszanie wierzchołków)
Wydajność sprzętu TCL: 30 milionów teksturowanych wielokątów na sekundę (szczyt)
Sprzętowe ustawienie 8 świateł dla całej sceny (kierunkowe czyli nieskończone i punktowe czyli lokalne)
Pełne wsparcie dla OpenGL i DX7 - Transform & Lighting, Cube environment mapping (teksturowanie kostek przez mapy środowiskowe), tekstury projekcyjne (rzutowanie tekstur) i kompresja tekstur
Silnik renderujący Pixel Tapestry umożliwiający trzy jednostki tekstur na potok renderowania pikseli
Obsługiwane są następujące metody mapowania tekstur: sześcienna, sferyczna i podwójna paraboloidalna
Renderowanie w 16 i 32-bitowej głębi kolorów
Wsparcie sprzętowe mapowania wypukłości następujących typów: Embosing, Dot Product3, EMBM
Obsługiwane są tekstury do 2048x2048 @ 32 bit
Programowalne tryby mieszania wielu tekstur
Obsługiwane są tekstury 3D, co pozwala na odtworzenie efektów wolumetrycznych, takich jak mgła lub dynamicznie zmieniające się źródło światła, takie jak ogień w kominku
Wsparcie dla implementacji efektów sprzętowych, takich jak Motion Blur, Depth of Field, antyaliasing całej sceny (FSAA) itp. przez D3D8
Bufor wzorca (szablon): 8 bitów
Bufor Z: 16/24/32 bity
Nakładka cienia dla każdego źródła światła, w tym celu w chipie zaimplementowany jest specjalny bufor priorytetowy
Pełna obsługa modeli oświetlenia Direct3D
Wsparcie dla mgły tabeli i wierzchołków

Schemat strukturalny karty graficznej:

Video:
Obsługuje dekodowanie sprzętowe wszystkich formatów HDTV
Obsługiwane są wszystkie rozdzielczości ATSC, w tym 1080i
Obsługuje format YPrPb do bezpośredniego podłączenia wyświetlaczy HDTV
Obsługiwana jest technologia adaptacyjnego usuwania przeplotu — unikalna technologia firmy ATI, która umożliwia odtwarzanie wideo w wysokiej rozdzielczości bez artefaktów i rozmycia
Obsługuje 8-bitowy tryb alfa do miksowania wideo i grafiki (na przykład jest używany do nakładania napisów lub animowanych menu)
W pełni kompatybilny z chipem towarzyszącym ATI Rage Theater.

Silnik charyzmy

Silnik geometrii Charisma Engine posiadał następujące cechy: Wsparcie sprzętowe do ustawiania oświetlenia wierzchołków. Oczekuje się, że w przypadku korzystania z więcej niż jednego światła kierunkowego (oświetlenie kierunkowe, czyli Infinite; w tym przypadku źródło światła jest traktowane jako punkt znajdujący się w nieskończonej odległości od widocznych obiektów w scenie), spadek wydajności będzie mniej znaczący w porównaniu do GeForce256. Sprzętowa konwersja współrzędnych wierzchołków wielokąta ze współrzędnych 3D symulowanej sceny na współrzędne ekranu monitora 2D z uwzględnieniem korekcji odległości, tzw. operacja transformacji perspektywicznej. Na poziomie sprzętowym obsługiwany jest proces przycinania wielokątów niewidocznych w końcowej scenie - Przycinanie.

Skórowanie wierzchołków

Jest to metoda poprawnego przekształcenia wierzchołków siatki geometrycznej w miejscach zagięcia modelu, tj. praca dotyczy tylko geometrii, a nie tekstur. Tekstury na prawidłowo przekształconej geometrii będą się prawidłowo rozciągać. W celu poprawnego przekształcenia geometrii, szczególnie na fałdach i stawach (na przykład wszystkie stawy podczas modelowania ciała ludzkiego), stosuje się technikę vertex skinning (efekt pojedynczej skóry). Zauważ, że skórowanie wierzchołków jest podzbiorem metody łączenia wierzchołków. Zasadniczo mieszanie wierzchołków jest jak mieszanie alfa, tylko dla wierzchołków, a nie dla pikseli (V = V1*alpha + V2*(1-alpha)). Metoda powlekania wierzchołków polega na łączeniu wierzchołków dla wierzchołków traktowanych różnymi macierzami (V = V1*M1*alpha + V2*M2*(1-alpha)). Podkreślamy, że poprawność odwzorowania tekstur na fałdach jest konsekwencją prawidłowego położenia wierzchołków, co uzyskuje się za pomocą vertex skinning. Vertex Skinning służy do zapewnienia płynnych, naturalnych przejść na styku tekstur, zwłaszcza podczas ruchu. Wierzchołki są interpolowane za pomocą macierzy nazywanych macierzami skórowania

Interpolacja klatek kluczowych

Interpolacja klatek kluczowych umożliwia zmianę wyglądu wyświetlanego obiektu na poziomie sprzętowym poprzez określenie tylko obrazu początkowego, obrazu końcowego i kluczowych klatek pośrednich, wszystkie inne przekształcenia są wykonywane automatycznie. Innymi słowy, Charisma Engine wstawia wymaganą liczbę interpolowanych klatek pomiędzy „kluczowe” klatki, dzięki czemu np. dość łatwo jest zaimplementować zmianę mimiki twarzy na twarzy postaci z gry.

Gobelin pikselowy

Oprócz możliwości sprzętowego przyspieszenia etapu geometrycznego podczas renderowania obrazu, RADEON był oczywiście w stanie sprzętowo przyspieszyć etap rasteryzacji. W tym celu stworzono architekturę renderowania pikseli oraz silnik o tej samej nazwie, Pixel Tapestry. Ten silnik renderujący jest wbudowany w Radeon i został specjalnie zaprojektowany do implementacji działania trzech jednostek tekstur na każdym z dostępnych potoków renderowania. RADEON ma dwa potoki renderujące, z których każdy ma trzy jednostki teksturujące. To pozwala:
mieszaj i filtruj do trzech tekstur na piksel bez utraty prędkości
implementować różne metody transformacji tekstur w sprzęcie (mapowanie środowiska sześciennego, teksturowanie projekcyjne itp.)
wdrożyć jednoprzebiegowe mapowanie wypukłości przy użyciu metod Emboss, Dot Product 3 i Environment Mapped Bump Mapping (EMBM)
dokładnie symulują właściwości odblaskowe materiałów (woda, metal, drewno itp.)

Dodatkowo za pomocą silnika Pixel Tapestry wdrożono obsługę:
Bufor priorytetów, który służy do nakładania realistycznego mapowania cieni z poszczególnych źródeł światła
Tekstury 3D (tekstury trójwymiarowe), które pozwalają na tworzenie złożonych, dynamicznych źródeł światła, a także wolumetrycznej mgły, dymu, płynów oraz upraszczają obsługę obiektów o zmiennej geometrii.

HyperZ

HyperZ działa na zasadzie kafelków, czyli na zasadzie dzielenia ekranu na kwadratowe fragmenty. RADEON najpierw rysuje wielokąt w normalnej kolejności, potem w kolejności kafelków, a jeśli kafelek całkowicie zakrywa wielokąt, jest odrzucany i wykluczany z dalszego przetwarzania. Jest to prosta, ale bardzo skuteczna sztuczka, ponieważ większość gier 20D rozgrywa się w scenach zawierających ściany, sufity itp. , to podejście pozwala zaoszczędzić do XNUMX% czasu renderowania.

Dane techniczne ATI Radeon DDR

2.5 miesiąca po premierze kart graficznych opartych na NVIDIA GeForce2 GTS, ATI wróciło. Jego nowe potomstwo o dziwnej nazwie RADEON bezceremonialnie naruszyło suwerenność produktów NVIDII, a GeForce2 GTS spadł z tronu lidera grafiki 3D w 32-bitowym kolorze.

Drżeć