|
Konečně realtime?
Zvyšovanie výkonu 2d grafiky sa odstavilo na druhú koľaj v závode o rýchlejšie rendrovanie 3d, ktoré bolo dovtedy doménou vysoko špecializovaných kariet ako evans and sutherland a 3d labs oxygen az po multiprocesorove systémy Silicon graphics infinite reality. Nikto vtedy netušil, že jedna béčková firma po vydaní mierne nevydarenej generácie s označením nv1 o pár rokov ovládne viac ako 50% trhu s procesormi na grafiku – gpu , vpu.
Doba sa zmenila, niektorí výrobcovia to nezvládli a hry potlačili vývoj (nie len) grafického hardwaru až na úroveň najrýchlejších komerčných grafických systémov. Silicon graphics sa premenovalo na SGI (servers, graphics, internet) a ani prechod na NT sa im príliš nepodaril (tak to skúšajú s Linuxom), intergraph sa predal a jeho divíziu grafiky kúpilo 3d labs, ktoré bolo zas nedávno kúpené Creativom a Fire GL odkúpilo ATI. Jednoducho povedané dopytom silno komerčne podporovaný vývoj v spoločnostiach ako ATI a nVIDIA si mohol dovoliť skrátiť výrobné cyckly na pôl roka zatiaľ čo veľa „historických“ hráčov na ich tempo nemalo.
Dnes situácia podľa toho vyzerá. Nezáleží na výrobcovi grafickej karty, jej vlastnosti závisia od čipu, ktorý obsahuje. Realita pre bežného človeka je nVIDIA alebo ATI. Snaha dostať sa medzi nich bola s napätím sledovaná, ale reálne stroskotala aj prekvapivá novinka od Matroxu - Parhelia. Na druhej strane zákaznického spektra si získala stabilné postavenie high end karta od 3d labs Wildcat 6110 a 6210, ktorá asi ešte stále ponúka najvyšší 3d výkon v prostredí pracovnej stanice na platforme Windows. 3d labs ako už nový majetok Creativu uviedol na trh mid range riešenie: wildcat VP, pre ktorý vymyslel označenie VPU – visual processing unit, ale tým už k novému odstavcu...
GPU, VPU a nové API
Až doteraz sa používali názvy ako 3d akcelerátor, čo v podstate vystihovalo funkcie aké čipy mali. Boli hardwarovo uspôsobené na počítanie určitých častí pri vykreslovaní 3d scény. Spočiatku len mapovania, filtrovania, generácie mip máp, tieňovania..., neskôr s príchodom geforce 256 a prvého radeonu aj hardwarového T&L (transform, lightning and clipping). Všetky tieto efekty však boli „hardwired“, čiže napevno a nemenné. Zmena nastala príchodom API (application programming interface) Direct X 8, ktoré už vyžaduje aj programovateľné funkcie. Skutočný rozdiel však nastane až po príchode dx 9 a ohlasovaného openGL 2.0, ktoré sú teraz v beta štádiach a podporujú plne programovateľné procesory. Ako sa to prejaví v hrách? Budú zas o pár efektov bohatšie. Úplne inú zmenu to ale môže pri dostatočnej podpore zo strany výrobcov softwaru mať na nás, čiže pre DCC (digital content creators ;) ). Môže to napríklad znamenať, že finálny výstup z Maxka, Lightwavu alebo Mayi už nenecháte na procesore, ale bude výrazne urýchlený grafickou kartou (vpu), ktorá zvládne aj komplexné procedurálne shadre a anisotropické odlesky, spolu s omnoho kvalitnejšou formou filtrovania a bump mappingu, tesalácie a displacu práve cestou náročných tzv. pixel a vertex shaderov, s ktorými vpu bude vedieť omnoho rýchlejšie zaobchádzať ako cpu a to všetko aj 64 a až 128 bitových farbách (platí pre nv 30) a programovateľným antialiasingom pre rôzne efekty (mblur, DOF, soft shadows). Finálny rendering síce nebude real time, ale predstavte si scénu, ktorú na miesto 30 minút rendrujete 0,3 fps. Toto všetko nie je len fantázia. ATI pre svoj prvý DX 9 kompatibilný produkt, ktorý sa už predáva – Radeon 9700 PRO má na internete utilitku Rendermonkey pre vývojárov, ktorá importuje renderman súbory a rendruje ich v real time aj s procedural textúrami a inými efektmi. Asi si teraz každý domyslí, prečo pred nedávnom kúpila nVIDIA renderer Entropy a ľudí okolo neho a ten stiahol s trhu svoje produkty. Teraz je teda budúcnoť 3d grafiky takmer jasná a aj podporovaná už spomenutými riešeniami wildcat VP, nv 30 a ati radeon 9700 a jeho sestrou fire GL x1 ( s poslednou menovanou X1 založenou na R 9700 s 256 MB ram som mal možnosť robiť v Mayi a odozva bola velmi svižná aj s plne otexturovaným asi 300 000 polygonovým animovaným modelom a práve kvôli tejto držím otázniky nad dnes najrýchlejšou kartou wildcat 6210 ) , pričom výkonovo bude, dnes živá ešte len v IKOS boxe (rozumej emulovaná) , najrýchlejšia takmer nepochybne práve nv 30 (resp. jej Quadro varianta), dostupnosť sa však môže očakávať až okolo Q4 2002 až Q1 2003 a podľa nVIDIe sa už nebude volať geforce 5.
VIDEO
Čo sa však zdá len ako čisto 3d (r)evolúcia môže mať veľmi ľahko omnoho širší dopad do oblasti, ktorá svojou komplexnosťou a hardwarovou náročnosťou dokonca presahuje 3d modelovanie a animáciu. Reč je pochopiteľne o videu. Či v podobe obyčajného DV, štandartného SD, alebo extrémnych HD, 2K a 4K rozlíšení je video náročné nielen na priepustnosť a pamäť (stovky GB), ale pri spracovaní v postprodukcii či strihu aj na hrubý výkon procesorov. Tu možno nájsť analógiu s minulosťou 3d, kedy rovnako ako vtedy, aj teraz existujú špecializované karty na akceleráciu prechodových a efektových výpočtov (color correction, blur, chroma + luma key, vektorové vrstvy...) a podporou niekoľko tokov videa real time a full screen. Dokonca aj tu platí, že efekty sú hardwired a možno ich len do určitej miery nastavovať, a hlavne lákavejšie pluginy a iné efekty zostávajú počítané procesorom. Aj tu sa však nečakane naskytá riešenie. Programy na editovanie sú pomerne skostnatené a stále sa spoliehajú na offline rendering a na špecializovaný hardware od canopusu, pinnaclu, matroxu ai., a iba nedávno zverili nižšie rozlíšenia v RT aj CPU. Ich tvorivejší kolegovia od postprodukcie pokiaľ ich vyhodili z pohodlia Unixov zistili, čo je tvrdý život na windowsoch. Práve pre nemožnosť obísť počítanie nejakým dedicatovaným hardwarom, sa museli spoľahnúť na procesor(y) a čo je dôležité, na pomoc pri vykreslovaní si zvykli na open GL. S open GL pracujú takmer všetky high end nástroje ako Discreet Flame, Flint (dokonca aj malý braček Combustion) a napr. aj 5D Cyborg – pomerne novinka v oblasti. Layery sú v podstate flat polygony s nanesenou textúrou. To umožňuje okrem iného v kopozícii prácu v 3d a import celých modelov do prostredia programu (zatiaľ len v high end softwaroch). Z toho celkom logicky vyplíva na čo pomôže rýchla 3d karta. Je to však na omnoho viac, než sa na prvý pohľad zdá. S príchodom nových API (dx9 a OGL 2) totiž môžu výrobcovia takýchto a aj editačných programov zveriť úlohu počítania efektov a prechodov priamo pixel shaderom. Dôkazom môžu byť viaceré skúšky rovnako od ATI aj nVIDIe, kde sa predvádzal live feed dv videom, ktoré bolo v reálnom čase upravené o viaceré efekty, alebo použité ako textúra na mnohopolygonový model a ten následne deformovaný ( pre zmenu pomocou vertex shaderov). Či bude budúcnosť takáto, ukáže čas a developeri. Napriek vstavanej podpore nového 3ds max 5 sa direct x 9 a ani iné verzie DX príliš nestretajú s podporouprofesionálnych aplikácií. Open gl 2.0 však takým medzníkom určite bude práve vďaka jeho širokej akceptovatelnosti a nezávislosti od OS. Teraz si len držme palce, aby to dopadlo pre nás čo najlepšie a technika a jej pokrok nás čo najmenej umelecky brzdil. Pokiaľ Vás to neznudilo, dík za pozornosť, dúfam, že neľutujete prachy za net. Konštruktívne príspevky veľmi rád privítam a odpoviem.
Martin Mittelmann – „BUTOO“
mm@radiokom.sk |
|
[ rubrika: technologie ] - [ autor: MM MM ] - [ uveřejněno: 14.10.2002 1:00 ]
|
|
|
