第二幕:Direct X 7.0带来的3D技术拐点
DirectX 7.0绝对是3D发展史上的拐点,也是芯片和显卡制造商nVIDIA、ATI各自的转折点。微软在Direct X7.0中首次引入了“硬件移动和光照”引擎的概念,英文是“Hardware T&L”。这一技术的出现对3D画质的提高具有里程碑式的意义。我们知道,3D物体的表现需要阴影,而只有光源才能产生阴影;物体的移动才能产生动态的画面。在3D画面中,光源越多,产生的阴影也就越丰富,越有可能产生接近真实的效果,但是多光源的场景对系统的资源是极大的消耗。在DirectX 7之前,负责光源的产生和物体移动计算的载体都是CPU,不仅速度低(因为CPU还有大量的其他任务要完成),而且实现的效果也差。显卡内部集成硬件级别的移动和光照引擎之后,3D画面渲染中的光源和物体位移的计算都交由图形处理器负责,大大降低了3D渲染对CPU的依赖,不仅提高了渲染速度,也极大地改善了画质。从那时起,图形加速芯片被一个新的名字所替代:GPU。
DX7的主要升级之处是:
* 硬件移动和光源(T&L)支持
* 立方体表面的环境贴图
* 改进的纹理渲染
* 自动纹理坐标生成、纹理转换、投影纹理和任意面裁剪
* 支持Intel MMX架构、Intel单指令多数据流(SIMD)、SSE和 AMD 3DNow!架构。
代表产品nVIDIA:NV10;ATI:R100;Matrox:G400
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nVIDIA的NV10,也就是GeForce256,是一款具有历史意义的的产品,也是显卡发展史上最经典的产品之一。nVIDIA首次赋予了NV10以“GPU”的名称,也就是“Graphic Process Unit”,图形芯片彻底摆脱了单纯的渲染角色,参与了3D处理的进程更多步骤。从Riva TNT到GeForce256,nVIDIA逐渐步入全盛时代。GeForce也就是Geometry Force(几何威力)的缩写,这个充满能量的名字,nVIDIA至今仍然在沿用。
延伸阅读:GeForce256问世之后,nVIDIA又推出了改进版的GeForce2系列,该款芯片的研发代号为NV15。NV15使用了当时先进的0.18微米工艺制造,集成了四条象素管道,每条管道可以在一个时钟周期内处理两个象素。显存方面,GeForce2终于正式将DDR内存作为显卡的标准配置。
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GeForce2 GTS |
ATI在DX7时代启动了新一代的强力元素:“镭”。Rage128完成历史使命之后,ATI的民用显卡全部使用了Radeon+数字的方式来命名。Radeon系列的第一款产品就给人以惊喜,因为在Radeon以前,ATI的产品给人的印象是稳定有余,性能不足。而Radeon可以抵抗当时最强的GeForce2 GTS,它采用了2条象素管道,每条管道一个始终周期内可以处理3个纹理。R100延续了ATI显卡的低发热传统,其实使用散热片即可满足需求,但为了体现“高端显卡”的特征,ATI为Radeon配备了一个精巧的小风扇。
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延伸阅读:提到nVIDIA,就不能不提及3Dfx,这家极具个性的公司最终还是败给了nVIDIA,其实更准确的说,是输给了自己。nVIDIA从一开始就坚持了开放生产的政策,自己只生产芯片,成品卡由其他厂商制造,将利润的一部分分给了下游的厂商。这种在当时极为罕见的做法nVIDIA至今仍在保持。3DFX倒是从开放授权转型为独立制造板卡。收购著名的板卡制造商STB是3DFX公司历史上最重要,也是最致命的决定。
收购了STB,3DFX的Voodoo3顺利的成为“原厂产品”,但由于在技术上的保守:16bit渲染,16bit Z缓冲以及不支持AGP规范中的纹理映射,加之微软强力推广D3D接口标准,3DFX的Glide逐渐失宠。经历了Voodoo3 的最后辉煌,Voodoo4/Voodoo5成为了名副其实的没落贵族,即便3DFX的产品已经支持32bit渲染,24bit Z缓冲。