硬件技術術語顯卡篇

2004-11-7 10:59:15

　　一

　　EDO DRAM (Extended Data Out DRAM)：擴展數據輸出DRAM。對DRAM的訪問模式進行一些改進，縮短內存有效訪問的時間。
　　
　　VRAM (Video DRAM)：視頻RAM。這是專門為了圖形應用優化的雙端口存儲器（可同時與RAMDAC以及CPU進行數據交換），能有效地防止在訪問其他類型的內存時發生的沖突。
　　
　　WRAM (WINDOWS RAM)：增強型VRRAM，性能比VRAM提高20%，可加速常用的如傳輸和模式填充等視頻功能。
　　
　　SDRAM (Synchronous DRAM)：同步DRAM。它與系統總線同步工作，避免了在系統總線對異步DRAM進行操作時同步所需的額外等待時間，可加快數據的傳輸速度。
　　
　　SGRAM (Synchronous Graphics DRAM)：同步圖形RAM，增強型SDROM。它支持寫掩碼和塊寫。寫掩碼能夠減少或消除對內存的讀-修改-寫的操作；塊寫有利於前景或背景的填充。SGRAM大大地加快了顯存與總線之間的數據交換。（如：麗台S680、Banshee）
　　
　　MDRAM (Multibank DRAM)：多段DRAM。MDRAM可劃分為多個獨立的有效區段，減少了每個進程在進行顯示刷新、視頻輸出或圖形加速時的時間損耗。
　　
　　RDRAM (Rambus DRAM)：主要用於特別高速的突發操作，訪問頻率高達500MHz，而傳統內存只能以50MHz或75MHz進行訪問。RDRAM的16 Bit 帶寬可達 1.6Gbps（EDO的極限帶寬是533Mbps），32Bit帶寬更是高達4 Gbps。
　　
　　二、3D顯卡的基本3D功能：
　　
　　1. Alpha Blending: ALPHA混合。ALPHA是3D紋理元素顏色特性中的特殊通道，利用它可對紋理(Texture)圖象進行顏色混合，產生透明效果。
　　2. Billinear Filternig: 雙線過濾。一種紋理映射技術，能夠減少在紋理縮放時由於色彩分配不均而產生的塊狀圖。
　　3. Dithering：抖動。這是變化顏色像素(Pixel)的排列以得到一種新顏色的過程。
　　4. Flat Shading：一種基本的繪制技術，用它繪制的每個三角形內部都使用同種顏色。
　　5. Fogging：霧化。將某種顏色與背景混合從而隱藏背景以達到霧狀效果。
　　6. Gouraud Shading：用三角形頂點的顏色來進行插值(Interpolation)得到三角形內部每個點顏色。
　　7. Mipmap：MIP映射。它可以在內存中保存不同分辨率和尺寸的紋理圖形，當3D對象移動時允許紋理光滑變化。
　　8. Perspective Correction：透視修正。在不同的角度和距離都能更真實地反映在3D場景中進行紋理光滑變化。

　　9. Point Sampled：點抽樣。一種簡單的紋理映射技術，用最近的紋理元素來決定當前點的顏色。
　　10. Texture Mapping：紋理映射。在3D物體上貼上位圖(Bitmap)或圖象，使物體具有真實感。
　　11. Transparency：透明。
　　12. Z-BUFFER：它是用來存放場景象素深度的顯存區。
　　13. Gamma Correction：伽瑪糾正。為了補償由於顯示器偏差而導致的圖形失真，伽瑪糾正就對圖形進行亮度糾正。
　　
　　三、3D顯卡的三大API
　　
　　API(Application Progam Interface 應用程序接口)：是3D應用程序和3D顯卡進行通訊的軟件接口。
　　
　　1.Direct 3D: 它是MICROSOFT的Direct X中的中間接口界面。在某些3D功能無法由硬件實現時，Direct 3D可以用軟件仿真大多數3D功能，提高3D圖形顯示速度，它的動畫特征質量相當高，非常適用於游戲開發。
　　2.Heidi(也叫Quick Draw 3D)：它是一個純粹的立即模式窗口，主要適用於應用開發，Heidi靈活多變，能夠處理非常復雜的幾何圖形，擴展能力強，支持交互式渲染，最主要的是它得到了Autodesk的大力支持（Autodesk 就是著名的AUTOCAD和3D SUTDIO、3DMAX生產廠家）
　　3.OpenGL(開放式三維圖形庫)是由SGI公司所開發的（SGI一間生產非PC圖形工作站的公司，包括其軟件Waterfull alias maya，其知名度相當於PC界的Intel)。OpenGL是一個獨立平台，具有可移植性。它能夠快速繪制2D和3D對象，在分布式環境中協同工作，是大型科學和工程進行高復雜3D圖形設計的標准應用程序接口。

　　
　　16-、 24-和32-位色：16位色能在顯示器中顯示出65,536種不同的顏色，24位色能顯示出1670萬種顏色，而對於32位色所不同的是，它只是技術上的一種概念，它真正的顯示色彩數也只是同24位色一樣，只有1670萬種顏色。對於處理器來說，處理32位色的圖形圖像要比處理24位色的負載更高，工作量更大，而且用戶也需要更大的內來存運行在32位色模式下。
　　
　　2D卡：沒有3D加速引擎的普通顯示卡。
　　
　　3D卡：有3D圖形芯片的顯示卡。它的硬件功能能夠完成三維圖像的處理工作，為CPU減輕了工作負擔。通常一款3D加速卡也包含2D加速功能，但是還有個別的顯示卡只具有3D圖像加速能力，比如Voodoo2。
　　
　　Accelerated Graphics Port (AGP)高速圖形加速接口：AGP是一種PC總線體系，它的出現是為了彌補PCI的一些不足。AGP比PCI有更高的工作頻率，這就意味著它有更高的傳輸速度。AGP可以用系統的內存來當作材質緩存，而在PCI的3D顯卡中，材質只能被儲存在顯示卡的顯存中。
　　
　　Alpha Blending（透明混合處理）：它是用來使物體產生透明感的技術，比如透過水、玻璃等物理看到的模糊透明的景象。以前的軟件透明處理是給所有透明物體賦予一樣的透明參數，這顯然很不真實；如今的硬件透明混合處理又給像素在紅綠藍以外又增加了一個數值來專門儲存物體的透明度。高級的3D芯片應該至少支持256級的透明度，所有的物體（無論是水還是金屬）都由透明度的數值，只有高低之分。
　　
　　Anisotropic Filtering (各向異性過濾）：（請先參看二線性過濾和三線性過濾）各向異性過濾是最新型的過濾方法，它需要對映射點周圍方形8個或更多的像素進行取樣，獲得平均值後映射到像素點上。對於許多3D加速卡來說，采用8個以上像素取樣的各向異性過濾幾乎是不可能的，因為它比三線性過濾需要更多的像素填充率。但是對於3D游戲來說，各向異性過濾則是很重要的一個功能，因為它可以使畫面更加逼真，自然處理起來也比三線性過濾會更慢。
　　
　　Anti-aliasing（邊緣柔化或抗鋸齒）：由於3D圖像中的物體邊緣總會或多或少的呈現三角形的鋸齒，而抗鋸齒就是使畫面平滑自然，提高畫質以使之柔和的一種方法。如今最新的全屏抗鋸齒（Full Scene Anti-Aliasing）可以有效的消除多邊形結合處（特別是較小的多邊形間組合中）的錯位現象,降低了圖像的失真度。全景抗鋸齒在進行處理時,須對圖像附近的像素進行2-4次采樣,以達到不同級別的抗鋸齒效果。3dfx在驅動中會加入對2x2或4x4抗鋸齒效果的選擇,根據串聯芯片的不同,雙芯片Voodoo5將能提供2x2的抗鋸齒效果,而四芯片的卡則能提供更高的4x4抗鋸齒級別。簡而言之，就是將圖像邊緣及其兩側的像素顏色進行混合，然後用新生成的具有混合特性的點來替換原來位置上的點以達到柔化物體外形、消除鋸齒的效果。

　　
　　API（Application Programming Interface）應用程序接口：API是存在於3D程序和3D顯示卡之間的接口，它使軟件運行與硬件之上。為了使用3D加速功能，就必須使用顯示卡支持的API來編寫程序，比如Glide, Direct3D或是OpenGL。
　　
　　Bi-linear Filtering（二線性過濾）：是一個最基本的3D技術，現在幾乎所有的3D加速卡和游戲都支持這種過濾效果。當一個紋理由小變大時就會不可避免的出現“馬賽克”現象，而過濾能有效的解決這一問題，它是通過在原材質中對不同像素間利用差值算法的柔化處理來平滑圖像的。其工作是以目標紋理的像素點為中心，對該點附近的4個像素顏色值求平均，然後再將這個平均顏色值貼至目標圖像素的位置上。通過使用雙線性過濾，雖然不同像素間的過渡更加圓滑，但經過雙線性處理後的圖像會顯得有些模糊Environment Mapped Bump Mapping（環境映射凹凸貼圖）：真實世界中的物體表面都是不光滑的，所以需要通過凹凸模擬技術來體現真實物體所具有的凹凸起伏和褶皺效果。傳統的3D顯卡多采用浮雕（Emboss）效果來近似實現凸凹映射，這種浮雕效果的逼真度有限，難以顯示細微的稜角處的反光效果和在復雜的多環境光源中的效果，更無法表現水波和氣流等特殊流體的效果。而環境映射凸凹貼圖是在標准表面紋理上再映射一層紋理，紋理的內容相同但位置相錯，錯位深度由深度信息和光源位置決定，再根據表現對象的不同，將下層紋理進一步處理為上層紋理的陰影或底面，這樣就逼真地模擬出了真實物體表面的凸凹褶皺效果。
　　
　　Gouraud Shading（高氏渲染）：這是目前較為流行的著色方法，它為多邊形上的每一個點提供連續色盤，即渲染時每個多邊形可使用無限種顏色。它渲染的物體具有極為豐富的顏色和平滑的變色效果。
　　
　　Mip-mapping（Mip映射）：Mip-mapping的核心特征是根據物體的景深方向位置發生變化時，Mip映射根據不同的遠近來貼上不同大小的材質貼圖，比如近處貼512x512的大材質，而在遠端物體貼上較小的貼圖。這樣不僅可以產生更好的視覺效果,同時也節約了系統資源。
　　
　　Phong Shading（補色渲染）：這是目前最好、最復雜的著色方法，效果也要優於Gouraud Shading。它的優勢在於對“鏡面反光”的處理，通過對模型上每一個點都賦予投射光線的總強度值，因此能實現極高的表面亮度，以達到“鏡面反光”的效果。
　　
　　S3TL（Transform and lighting）（“變形與光源”技術）：該技術類似於nVidia最新的T&L技術，它可以大大減輕CPU的3D管道的幾何運算過程。“變形與光源”