nVidia о будущем 3D индустрии

Об аппаратном рассчёте геометрии (T&L, трансформации и освещение)

Planet Riva: В предварительном пресс-релизе nVidia было сказано, что ваш следующий продукт, который ещё называют NV10, будет иметь ядро, способное осуществлять аппаратный рассчёт трансформаций и освещения (T&L) Если тебе не трудно, расскажи немного об этой технологии для тех, кто ещё не в курсе.

Майкл Хара: Чтобы стало ясно, сразу скажу, что мы ещё не указали точно следующий продукт, в который будет встроена эта технология. Мы вообще не анонсировали никаких новых продуктов после Riva TNT2, так что я не могу давать никаких комментариев о продукте, который вы называете "NV10"

T&L это первые две стадии (последние две - создание треугольников и визуализация) при работе 3D конвейера. Обе стадии требуют интенсивных математических вычислений и очень специфичны в плане математики.

Роль механизма трансформаций - конвертировать данные, которые описаны в мировых координатах в формат аналогичный воспринимаемому глазом и в формат отображения на экране. Немного поясню - мировое пространство описывает 3D мир в математических координатах. Пространство аналогичное воспринимаемому глазом - учитывает освещение и отсечение плоскостей, формат отображения на экране описывает сцену и буфер кадров. Из-за того, что каждая система использует свои координатные пространства, 3D данные должны конвертироваться (или быть трансформированы) из одной системы в другую во время прохождения через 3D конвейер.

Роль механизма работы с освещением - рассчёт направления и расстояния от источника освещения до обьекта в 3D сцене, а так же направления и расстояния от обьекта до глаза зрителя. Механизм работы с освещением, так же отсекает информацию о расстоянии от информации о направлении для облегчения рассчёта следующих стадий в 3D конвейере.

Аппаратный рассчёт освещения и трансформаций окажет примерно то же влияние на реализм сцен, как оказала фильтрация для обработки пикселей, и даже большее. Программный рассчёт этих стадий центральным процессором сегодня является самым узким местом для разработчиков программного обеспечения, ограничивающим сложность моделей и освещения персонажей и окружения.

Planet Riva: Насколько мне понятно, рассчёт освещения и трансформаций может быть параллельно осуществлён как процессором, так и акселератором. Будет ли это реализовано у NV10?

Майкл Хара: Только чтобы всё стало понятно - теоретически, конечно возможно обрабатывать как трансформации так и освещение параллельно. Теоретически потому, что, как само приложение, так и операционная система, 3D API и драйверы должны содержать сбалансированый механизм загрузки данных и механизм параллельной обработки. Ничего подобного сегодня не реализовано. В ближайшее время примерный механизм, используемый программистами будет таков - частичный рассчёт освещения процессором и большинство или все рассчёты геометрии 3D акселератором. Мы поощряем разработчиков тратить остающиеся на клиенткой машине ресурсы на рассчёт физики и искусственного интеллекта, что в конечном результате приведёт к их большей реалистичности и подобии настоящим.

PlanetRiva: Должны ли игры изначально рассчитываться на использование этой технологии?

Майкл Хара: Каждое приложение, создаваемое сегодня содержит в себе ядро обработки освещения и трансформаций. При этом это может быть как собственное программное ядро, так и использующее стандартные интерфейсы, такие как Direct3D и OpenGL. Чтобы игра смогла использовать аппаратную акселерацию этих функций, ей нужно использовать конвейеры D3D либо OpenGL. Многие же игры сегодня используют собственные алгоритмы рассчёта процессором освещения и трансформации, так как собственный алгоритм как правило быстрее чем встроенный в стандартный интерфейс. Но с появлением следующего поколения 3D процессоров, этого больше не будет. Фактически разработчики, предпочитающие собственные алгоритмы не смогут использовать огромный прирост возможностей по обработке более сложных сцен и наложении освещения, при использовании новейших возможности акселераторов, и их игры не будут конкурентноспособны.

О S3TC и рельефном текстурировании с использованием шаблонов окружения

PlanetRiva: Ещё никогда качество 3D акселерации не подвергалось такому удару. Аргументы об использовании 32-bit визуализации и использовании больших текстур уже достигли своей цели, теперь почти каждый производитель встраивает эти технологии в свои чипы. И опять были анонсированы две интересные технологии - S3TC компрессия текстур и рельефное текстурирование с использованием шаблонов окружения. Будут ли следующие продукты nVidia использовать эти (или аналогичные) технологии?

Майкл Хара Ты прав, с той производительностью заполнения, сегодня нет прощения тем, кто не использует 32-bit и большие текстуры. Замены качественной полноцветной графике и работе с высоким разрешением нет. Чем ближе к фото-реалистичности, тем лучше. Именно поэтому мы считаем, что использование сжатия текстур и рельефное текстурирование - не лучший вариант. При использовании сжатия качество по определению ниже, чем у оригинальной текстуры, а рельефное текстурирование никогда не достигнет того качества, которое может быть получено при использовании полигонов. Все эти технологии просто пытаются уменьшить требования к производительности, но если у вас есть архитектура, способная обрабатывать большие массивы данных и работать с огромным количеством полигонов, то использование этих технологий не даст большого преимущества.

Будущее трёхмерности

PlanetRiva: Наши читатели любопытствуют, что же всё таки nVidia приберегает в рукаве. Мы понимаем, что вы не можете особенно распростарнятся о вашей следующей технологии. Но интересно, будет ли nVidia поддерживать новые эффекты, такие как например motion blur (эффект размазывания изображения или обьекта при быстром движении). Как ты считаешь, может ли это изменить внешний вид трёхмерных игр?

Майкл Хара: 3D технологии имеют бесконечный потенциал. Если проще - это значит что они никогда не достигнут идеала. Наши проблемы не разешаться пока 3D окружение будет динамическим. Вопрос в том, когда вы начинаете бороться с проблемами. Какие технологии позволят разработчикам приблизиться к своим целям. В нашем случае всё заключается в увеличении количества транзисторов до количества, которое позволяет сегодняшняя технология. Цена, влияние и качество технологии напрямую сказывается на играх. Ещё одна большая разница между тем, что мы видим в киношной компьютерной графике и сегодняшних играх, это освещение. Оно всегда оказывало большее влияние на реалистичность окружающего мира. Для нормальной реализации сегодня требуется огромная вычислительная мощь, не достижимая ни сегодня ни даже завтра аппаратными средствами. Поскольку следующее поколение 3D чипов будет гораздо более мощным, то эффекты вроде motion blur станут поддерживаться как дополнительная возможность. Но опять же, они не окажут такого влияния как более сложные модели и лучшее освещение.

PlanetRiva: Несмотря на появление AGP текстурирование количество локальной памяти продолжает увеличиваться. Ходят слухи что NV10 будет поддерживать около 128Мб памяти. Как ты думаешь, это снизит важность AGP?

Майкл Хара:
Опять же, 3D требует больше и больше производительности, и оно всегда останется наиболее ресурсоёмким процессом. Мы настолько далеки от решения, что пока ещё рано говорить о важности какой-либо технологии.

О Glide и Unified драйверах.

PlanetRiva: Интересным сюрпризом за последнее время был выпуск Unified драйвера компанией Creative, который добавил картам Graphics Blaster RivaTNT рудиментарные возможности Glide. В то время как индустрия движется от Glide к OpenGL и DirectX, Creative начала говорить о добавлении к Glide всяких штучек, вроде 32-bit рендеринга и поддержки больших текстур. Как ты думаешь, такой шаг не повредит индустрии в её движении к господствующим интерфейсам?

Майкл Хара: Намерения Creative с её Unified драйвером не было катализатором и поощрением разработок Glide игр. Это было всего лишь выполнением желания покупателей играть в старые Glide игры на новых и более быстрых 3D акселераторах. Покупатели продуктов Creative из-за того, что их архитектура даёт больше возможностей и лучшую скорость. Пользователи просто хотят играть в свои старые игры. Единственный, кто теряет на этом - вкладчик в собственные технологии. Частные разработки не могут соревноваться с индустриальными стандартами. И именно поэтому эти разработки умрут или станут неактуальными. Я уже в этой индустрии больше 15 лет, и уже потерял счёт интерфейсам, которые появились и сгинули.

О Voodoo3 3500

PlanetRiva: Пока что Voodoo3 3500 не появился. Как ты думаешь, побьёт ли он производительность TNT2 Ultra?

Майкл Хара: К моменту появления V3 3500 в продаже, его производительность должна приблизиться к TNT2 Ultra. Очевидно он не сможет приблизиться к этой карте при 32-bit цвете, так как архитектура V3 не позволяет этим картам работать с такой разрядностью. Все мы используем одни и те же процессы производства, так что частоты чипов будут приблизительно одинаковыми. Эффективность драйверов и конвейеров будет отличаться. Мы доказали, что в D3D и OpenGL ICD приложениях TNT2 - самый быстрый чип. Люди до сих пор пытаются сравнивать MiniGL с нашим ICD драйвером в Quake2. Но даже если разница и есть, не стоит волноваться. Попробуйте запустить нормальное приложение на MiniGL. Упс... ничего не вышло. TNT2 поддерживает больший набор возможностей с прицелом в будущее, и он стоит вложения денег. Смешно думать, что если вы решили играть в старые Glide игры, стоит покупать Voodoo3 с его технологиями двухлетней давности.