Radeon DDR особливості архітектури

Новий чіп від ATI був анонсований у травні 2000 року. За цей час плати на базі NVIDIA GeForce2 GTS вже встигли неабияк подешевшати, тому новинкам від ATI було не так просто зайняти гідне місце на ринку.

Нові можливості 3-Д графіки, які були реалізовані в новому чіпі:

Геометричний двигун Charisma Engine - апаратна реалізація перетворення координат, установка освітлення, clipping (відсікання полігонів, що не входять до кінцевого кадру), vertex skinning, keyframe interpolation (інтерполяція між ключовими кадрами), perspective devide, triangle setup
Підтримка до чотирьох skinning матриць, які застосовуються для інтерполяції вершин полігонів (vertex blending)
Продуктивність HW TCL: 30 млн. текстурованих полігонів за секунду (пікова)
Апаратна установка 8 джерел світла для всієї сцени (directional aka infinite та point Lights aka local)
Повна підтримка OpenGL та DX7 - Tranform & Lighting, Cube environment mapping (кубічного текстурування картами оточення), projective textures (проекція текстур) та компресія текстур
Двигун рендерингу Pixel Tapestry дозволяє використовувати три блоки текстурування на кожному конвеєрі рендерингу пікселів
Підтримуються такі методи накладання текстур: Сubic, Spherical та Dual-Paraboloid
Рендеринг при 16 та 32 бітній глибині подання кольору
Апаратна підтримка рельєфного текстурування наступних типів: Embosing, Dot Product3, EMBM
Підтримуються текстури до 2048x2048 @ 32 bit
Програмовані режими змішування кількох текстур
Підтримуються 3D текстури, це дозволяє відтворювати об'ємні ефекти, наприклад туман або джерело світла, що динамічно змінюються, наприклад вогонь в каміні
Підтримка реалізації апаратних ефектів типу Motion Blur, Depth of Field, згладжування всієї сцени (FSAA) тощо. через D3D8
Буфер шаблонів (стенсель): 8 біт
Z-буфер: 16/24/32 біт
Накладення тіней для кожного індивідуального джерела світла, для цього в чіпі реалізовано спеціальний Priority Buffer
Повна підтримка Direct3D моделі освітлення
Підтримка табличного та вершинного туману

Структурна схема відеокарти:

Відео:
Підтримується апаратне декодування всіх форматів HDTV
Підтримуються всі дозволи ATSC, включаючи 1080i
Завдяки підтримці формату YPrPb є можливість прямого підключення дисплеїв HDTV
Підтримується технологія Adaptive de-interlacing - унікальна технологія від ATI, яка дозволяє відтворювати відео з високою чіткістю без артефактів або розмиття
Підтримується 8-bit режим альфа змішування відео та графіки (наприклад, це використовується для накладання субтитрів або анімаційних меню)
Повна сумісність із чіпом-компаньйоном Rage Theater від ATI.

Charisma Engine

Геометричний двигун Charisma Engine мав такі можливості: Апаратна підтримка установки вершинного освітлення. Очікується, що при використанні більше одного джерела світла типу Directional Lights (спрямоване освітлення, aka Infinite; у цьому випадку джерело світла трактується як точка, розташована на нескінченній відстані від видимих ​​об'єктів сцени), падіння продуктивності буде менш істотним у порівнянні з GeForce256. Апаратне перетворення координат вершин полігонів з 3D координат сцени, що моделюється, в 2D координати екрана монітора з урахуванням корекції відстаней, т.зв. операція трансформації перспективи На апаратному рівні підтримується процес відсікання невидимих ​​у кінцевій сцені полігонів – Clipping.

Vertex Skinning

Це спосіб правильної трансформації вершин геометричної сітки у місцях згину моделі, тобто. робота йде лише з геометрією, а не з текстурами. Текстури на коректно трансформовану геометрію натягнуть правильно. Щоб геометрія була трансформована коректно, особливо на згинах і зчленування (наприклад, усі суглоби при моделюванні тіла людини) застосовується техніка vertex skinning (single-skin effect). Зауважимо, що vertex skinning є підмножиною методу інтерполяції вершин (vertex blending). По суті, vertex blending це як alpha blending, лише вершин, а чи не для пікселів (V = V1*alpha + V2*(1-alpha)). Метод vertex skinning це vertex blending для вершин, оброблених різними матрицями (V = V1*M1*alpha + V2*M2*(1-alpha)). Підкреслимо: коректність накладання текстур на згинах є наслідком правильного розташування вершин, яке досягається за допомогою vertex skinning. Застосовується Vertex Skinning для того, щоб на стиках були плавні, природні переходи, особливо під час руху. Інтерполяція вершин здійснюється за допомогою матриць, званих Skinning Matrices

Keyframe Interpolation

Інтерполяція за ключовими кадрами дозволяє реалізувати на апаратному рівні зміну зовнішнього вигляду об'єкта, що відображається за рахунок завдання тільки початкового зображення, кінцевого зображення і ключових проміжних кадрів, всі інші перетворення виконуються автоматично. Іншими словами Charisma Engine вставляє необхідну кількість інтерполованих кадрів між "ключовими" і в результаті, наприклад, можна досить просто реалізувати зміну міміки на обличчі персонажа гри.

Pixel Tapestry

Крім можливості апаратно прискорювати геометричну стадію при рендеринг зображення, RADEON, зрозуміло, умів апаратно прискорювати стадію растеризації. Саме для цієї мети і була створена архітектура рендерингу пікселів та движок з такою самою назвою – Pixel Tapestry. Цей двигун рендерингу вбудований в RADEON і був спеціально створений для реалізації роботи трьох текстурних блоків на кожному з конвеєрів рендерингу. У RADEON є два конвеєри рендерингу, на кожному з яких є три блоки текстурування. Це дозволяє:
змішувати та фільтрувати до трьох текстур на піксель без втрат у швидкості
апаратно реалізувати різні методи трансформації текстур (cubic environment mapping, projective texturing тощо)
реалізувати однопрохідне накладення рельєфних текстур за допомогою методів Emboss, Dot Product 3 та Environment Mapped Bump Mapping (EMBM)
точно моделювати відбивні властивості матеріалів (вода, метал, дерево тощо)

Крім того, за допомогою двигуна Pixel Tapestry була реалізована підтримка:
Priority Buffer, який використовується для накладання реалістичних тіней shadow mapping від індивідуальних джерел світла
3D Textures (тривимірні текстури), що дозволяє створювати складні, динамічні джерела освітлення, а також об'ємний туман, дим, рідини та спрощує поводження з об'єктами із змінною геометрією.

Hyper Z

HyperZ працює на тайловій основі, тобто на основі розбиття екрану на квадратні фрагменти. RADEON вимальовує полігон спочатку у звичайному порядку, потім у тайловому і якщо тайл повністю закриває собою полігон, він відкидається і виключається з подальшої обробки. Це простий, але дуже ефективний трюк, оскільки сюжет більшості тривимірних ігор розігрується в сценах, що містять стіни, стелі і т.д. , такий підхід заощаджує до 20% часу при рендеризації.

Характеристики ATI Radeon DDR

Через 2.5 місяці після виходу у світ відеокарт на базі NVIDIA GeForce2 GTS, фірма ATI завдала удару у відповідь. Її нове дітище з дивною назвою RADEON безцеремонно порушило повновладдя продуктів від NVIDIA, і GeForce2 GTS злетів з трону лідера у 3D-графіці за 32-бітного кольору.

Землетрус