圖形卡是如何發(fā)揮作用的

圖形卡是如何發(fā)揮作用的

從個人計算機的早期階段開始，大多數(shù)圖形卡都起著轉(zhuǎn)換器的作用，也就是獲取計算機CPU創(chuàng)建的繪制好的圖像，并將其轉(zhuǎn)換成驅(qū)動計算機顯示器所需的電脈沖。這個方法確實有效，但圖像的所有處理工作，以及對聲音、玩家輸入（針對游戲而言）和系統(tǒng)中斷的全部處理都是由CPU完成的。為成功制作現(xiàn)代三維游戲并以多媒體形式呈現(xiàn)給觀眾，計算機得承擔(dān)種種工作，因此，即便是速度最快的現(xiàn)代處理器也會超負(fù)荷，而無法實時滿足軟件的各種要求。這就是圖形協(xié)處理器的作用所在：它分擔(dān)CPU的一部分工作，使總體的多媒體體驗達(dá)到人們認(rèn)可的速度。

正如我們已經(jīng)了解到的那樣，構(gòu)建三維數(shù)字圖像的第一步是要創(chuàng)建一個由三角形和多邊形構(gòu)成的線框世界。線框世界接著從三維數(shù)學(xué)世界變換成在二維屏幕上顯示的一組圖案。接著，變換后的圖像將被表面覆蓋（或者說被渲染），一些光源將照亮這些圖像，并最終將圖像變換成在顯示器屏幕上顯示的圖案。但是，現(xiàn)代圖形顯示卡中最常見的圖形協(xié)作處理器在線框創(chuàng)建好并將轉(zhuǎn)換成一組二維多邊形后，將從CPU處接管渲染任務(wù)。在這個階段，VooDoo3和TNT2 Ultra這樣的圖形顯示卡上的圖形協(xié)處理器將接管CPU的工作。這是重要的一步，但采用尖端技術(shù)的圖形處理器能在更早的階段減輕CPU的負(fù)擔(dān)。

英偉達(dá)出品的GeForce 256能夠更多地減輕CPU的負(fù)擔(dān)。較早出品的GeForce 256能夠執(zhí)行渲染操作，除此之外，GeForce 256還添加了將線框模型從三維數(shù)學(xué)空間轉(zhuǎn)換到二維顯示空間的功能，并能執(zhí)行顯示光照所需的工作。這大大減輕了CPU的處理壓力，因為變換和光線跟蹤都需要用到大量的浮點數(shù)學(xué)（涉及分?jǐn)?shù)的數(shù)學(xué)，之所以稱為“浮點”，是因為可以根據(jù)需要移動小數(shù)點，以提供高精度）。又由于圖形處理器不必處理CPU的許多任務(wù)，所以可以將其設(shè)計為能夠極快地處理那些數(shù)學(xué)任務(wù)。

3dfx出品的新款Voodoo 5接管了CPU的另一組任務(wù)。3dfx稱這種技術(shù)為T緩沖。此技術(shù)側(cè)重于改進(jìn)渲染過程，而不是向處理器添加額外任務(wù)。T緩沖技術(shù)旨在提高抗鋸齒效果。它能夠渲染同一圖像的四個副本，并使每幅圖像都稍稍偏離其他圖像，然后將這些圖像組合起來，從而使物體的邊緣變得稍微模糊，消除了可能對計算機生成圖像造成破壞的“鋸齒狀圖形”。這種技術(shù)還可用來生成動態(tài)模糊、模糊陰影和景深焦點模糊。運用這些效果可以生成外觀更圓滑、更真實的圖像，也就是圖形設(shè)計師所希望得到的圖像。Voodoo 5的設(shè)計目標(biāo)是：在保持較高幀速率的同時實現(xiàn)全屏抗鋸齒效果。

在我們看到逼真的動態(tài)圖像穩(wěn)定、連貫地生成和呈現(xiàn)之前，計算機圖形技術(shù)仍然有一些路要走。與使用80列、25行的單色文本的日子相比，圖形效果已經(jīng)有了極大的改進(jìn)。數(shù)百萬人得益于今天的技術(shù)在享受游戲和模擬的樂趣。新的三維處理器將更讓我們相信自己是在真正地探索另一個世界，體驗我們在現(xiàn)實生活中絕對不敢嘗試的事情。每隔六個月，PC圖形硬件便會經(jīng)歷一次重大進(jìn)步，但軟件的改進(jìn)相對較慢。顯然，像互聯(lián)網(wǎng)一樣，計算機圖形的魅力與日俱增，并越來越有可能成為電視的替代品。

讓我們再回到剛才那幅球的圖片上。您該如何進(jìn)行區(qū)分呢？圖像A是一個由計算機生成的球。圖像B是一幅照片，顯示的是人行道上的一個現(xiàn)實中的球。要將二者區(qū)分開來還真不容易，對吧？