PowerVR - Historia Kyro i innych ambitnych układów graficznych

PowerVR - Początki kafelkowej przemiany i zagubiony Microsoft

Historia prowadząca do powstania PowerVR zaczyna się w 1985 roku, gdy Tony Maclaren tworzy w Wielkiej Brytanii firmę VideoLogic, która skupiać się miała na przetwarzaniu grafiki, akceleracji dźwięku w komputerach osobistych i konsolach do gier, urządzeniami do przechwytywania wideo i do wideo-konferencji, a także domowymi systemami nagłośnienia. Na początku lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku w VideoLogic trwały prace nad własnym API programowania aplikacji i gier, które miały korzystać z grafiki trójwymiarowej. Początkowo eksperymentowano z grafiką 3D łączoną z elementami dwuwymiarowymi. Gdy w 1992 roku pojawiła się gra Wolfenstein 3D, która właśnie z tego typu rozwiązania korzystała, nagle wzrosło zainteresowanie, a wraz z nim zapotrzebowanie na kolejne, bardziej zaawansowane gry 3D. Warto zauważyć, że Wolfenstein 3D na rynek wszedł w maju 1992 roku i jakoś tak się złożyło, że w firmie VideoLogic właśnie wtedy ruszały prace na Trident Project. Nazwa ta nie miała oczywiście nic wspólnego z firmą Trident, a odnosiła się do projektu pierwszego sprzętowego akceleratora grafiki 3D z bardzo wczesną architekturą PowerVR. W pracach nad Tridentem bardzo istotny był skrót TBDR (Tile-Based Deferred Rendering).

Rendering kafelkowy (TBDR) wraz z techniką HSR (Hidden Surface Removal) były w architekturach PowerVR zakorzenione od samego początku. Inne firmy przyjęły rozwiązanie IMR (Immediate Mode Rendering). Obie techniki dają te same efekty wynikowe, ale stosowane są w nich różne podejścia do poszczególnych etapów renderowania grafiki 3D. TBDR to technika polegająca na dzieleniu każdej klatki obrazu na mniejsze elementy (kafelki) i dokonywanie wszelkich wyliczeń dla każdego z nich oddzielnie. Technika IMR na papierze wydaje się prostsza, bo wszystkie funkcje matematyczne, wyliczanie pozycji obiektów, nakładanie tekstur, itd., realizowane są klatka po klatce. Sęk w tym, że wbrew pozorom technika TBDR wymaga mniejszej przepustowości podsystemu pamięci graficznej. To pozwala tworzyć mniej skomplikowany akcelerator z kontrolerem VRAM wyposażonym w interfejs o mniejszej szerokości.

^IMR

W renderowaniu TBDR geometria sceny najpierw musi zostać wyliczona i nałożona na siatkę kafelkową. To oznacza, że geometria sceny w każdym kafelku musi być przechowywana oddzielnie. W pierwszych akceleratorach 3D z architekturą PowerVR nakładanie wyliczonej geometrii na poszczególne kafelki wymagało udziału procesora (CPU). Później zadanie to przejął sam GPU. Przydzielanej elementów geometrii dla poszczególnych kafelków ma jednak istotną zaletę - HSR (Hidden Surface Removal). Śledzenie zmian w geometrii umożliwia łatwe wykrywanie wszystkich powierzchni na scenie 3D, które w danej klatce lub w pojedynczym kafelku nie są widoczne z punktu widzenia użytkownika lub gracza. Dzięki temu akceleratory 3D z architekturą PowerVR mogły pomijać przetwarzanie pikseli, które są elementami powierzchni i obiektów zasłanianych przez inne. To daje kolejną oszczędność przepustowości podsystemu pamięci graficznej. Dodatkowo akcelerator nie musi dla zasłoniętych powierzchni wywoływać tekstur - także z pamięci.

^]TBDR

Firma VideoLogic była pierwszą, która miała gotowy projekt architektury akceleratora 3D, który korzystał z techniki renderingu kafelkowego. Nie była to jedyna implementacja tego rozwiązania. Być może wielu z Was nie wie, ale chrapkę na rynek akceleratorów 3D miała firma Microsoft, która w 1996 roku na Siggraph zaprezentowała swój projekt Talisman. Był to zestaw składający się z gotowej architektury akceleratora, a także oprogramowania (API i sterowników), który miał zapewniać te same zalety, co architektura PowerVR. W porównaniu do pierwszej implementacji tej ostatniej, Talisman próbował iść krok dalej umożliwiając wymianę niektórych informacji pomiędzy poszczególnymi kafelkami. Microsoft Talisman rozwiązywał pewne problemy z techniką PowerVR TBDR, aczkolwiek nie dało się tego sprawdzić w praktyce, gdyż projekt nie został ukończony. Zaledwie rok po zapowiedzi, Microsoft wycofał się z prac nad referencyjnym układem 3D o nazwie kodowej Escalante. Technika redenerowania kafelkowego była wykorzystywana później w akceleratorach GP-1 firmy Gigapixel. Dekadę temu TBDR miał pojawić się w procesorach grafiki Intel Larrabee, ale te nigdy nie weszły na rynek. TBDR niecałe pięć lat temu zaczęła w swoich GPU implementować firma NVIDIA - od architektury Maxwell.

• « pierwsza
• ‹ poprzednia
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
• następna ›
• ostatnia »