Прога для ускорения 3d графики. Как отключить аппаратное ускорение в браузерах. Включение и выключение эффектов

1997 год в летописи ПК неразрывно связан с именем компании 3dfx и ее революционного продукта — платы Voodoo Graphics, которая была пределом мечтаний каждого геймера той поры и дала старт триумфальному шествию 3D-графики в мире персональных компьютеров (на самом деле, Voodoo была представлена в декабре 1996-го, но именно в следующем году началось все самое интересное). Чтобы в полной мере оценить историческую значимость Voodoo в столь отдаленный от описываемых событий момент, стоит рассказать, в каком состоянии тогда находились технологии 3D-рендеринга. Для этого придется углубиться в историю немного дальше и вспомнить об иных, подчас экзотических на современный взгляд, устройствах, которые появились на свет еще до дебюта Voodoo Graphics.

Создавать трехмерное изображение в реальном времени с помощью чипов специального назначения умели и до 3dfx, но довольно долго подобные технологии были привилегией рабочих станций, аркадных автоматов и домашних игровых приставок. Сегодня игроки на ПК нередко винят консоли, вечно отстающие в своем развитии от мощностей дискретных видеокарт, когда тот или иной проект прекрасно выглядит в виде бета-версии, но на пути к релизу теряет часть визуальной роскоши для того, чтобы уравнять возможности нескольких игровых платформ. В начале-середине 90-х годов все было наоборот. На персоналках преобладал программный метод рендеринга в реальном времени, а в прессе обязательно сообщали, поддерживает ли та или иная игра 3D-акселерацию — в большинстве случаев эта функция была необязательной. Даже Quake, вышедший в 1996 году, — первый шутер в «честном» 3D, и уже абсолютно современная по своим основным принципам игра — был опубликован без поддержки каких-либо методов ускорения и лишь потом получил совместимость с API OpenGL.

Аппаратная 3D-графика впервые стала доступна массам в игровых автоматах образца 1992 года. Владельцы домашних консолей пятого поколения (Sega Saturn, Sony PlayStation и Nintendo 64) тоже наслаждались пусть и чрезвычайно грубым по современным стандартам, но отрисованным в железе трехмерным изображением. Даже исполнение ранних стадий конвейера рендеринга — трансформация и освещение полигонов (T&L) — было реализовано в кремнии игровых автоматов и консолей (здесь отличилась Nintendo 64) за годы до того, как этой вехи достигли игровые видеокарты (NVIDIA GeForce 256 и ATI Radeon 7000 появились лишь в 1999-2000 годах).

После того как в консолях прогремела революция 3D-графики, производители компьютерного железа попытались вывести на рынок оборудование, которое могло бы предложить геймерам сопоставимый уровень быстродействия и функции, для которых требовалась вычислительная мощь, недоступная в рамках программного рендеринга на распространенных в тот момент CPU, — такие как 16-битное представление цвета, билинейная и трилинейная фильтрация. Вопреки репутации Voodoo Graphics как самого первого 3D-ускорителя для ПК, к моменту его появления на потребительском рынке уже существовали несколько устройств, сочетающих функции аппаратного рендеринга графического интерфейса Windows с конвейером трехмерной графики. Задача перечислить все ранние ускорители выходит за рамки данной статьи — их было выпущено немало, поэтому ограничимся наиболее известными устройствами.

Так, один из первых массовых 3D-ускорителей выпустила компания S3 — в то время это был признанный и респектабельный производитель видеокарт с ускорением растровой (2D) графики, а ныне — «дочка» тайваньской HTC. Впрочем, видеокарты семейства S3 ViRGE, увидевшие свет в 1995 году, ускорителями 3D-графики в буквальном смысле этого слова не были в силу посредственной производительности в реальных сценариях использования. Лучших результатов достигли продукты Matrox (видеокарта Matrox Mistique), а также небольшой на тот момент компании ATI (семейство 3D Rage).

Но самой перспективной платформой для игрового 3D-рендеринга в то время считался чип Vérité V1000 от Rendition. Именно на его проприетарный API поначалу ориентировались создатели Quake, пусть в итоге 3D-акселерация игры пришла в форме универсального OpenGL. Вплоть до пришествия Voodoo этот ускоритель обладал наивысшим уровнем быстродействия и функциональности. Так, устройство оперировало 16-битным цветом, поддерживало билинейную фильтрацию текстур, MIP-текстурирование и краевое сглаживание (Edge Anti-Aliasing). В отличие от распространенных сегодня методов полноэкранного сглаживания, Edge AA выполняется за счет рисования в плоскости экрана линий , наложенных на видимые границы полигонов. Любопытно, что сперва ранние реализации краевого сглаживания в игровых движках уступили место полноэкранным методам SSAA и MSAA, а сегодня сглаживание краев полигонов путем обработки конечного изображения является важной частью современных высокопроизводительных алгоритмов.

Vérité V1000 выделялся и с архитектурной точки зрения, т. к., в отличие от всех конкурирующих решений, устройство представляло собой программируемый RISC-процессор в сочетании с рядом блоков фиксированной функциональности, а не чистый ASIC (Application-Specific Integrated Circuit). Жаль только, что разработчики игр не оценили гибкость, которой обладает такая архитектура. Вы уже могли заметить тенденцию — многие из технологий, которые на сегодняшний день являются неотъемлемым атрибутом графических процессоров (такие как программируемый конвейер рендеринга в данном случае), в той или иной форме появились еще на заре аппаратно-ускоренного рендеринга, но cтали востребованы лишь много лет спустя.

Видеокарта Sierra Screamin" 3D на чипе Rendition Vérité V1000

Отдельного упоминания заслуживает и дебютный продукт ныне всемогущей NVIDIA — ускоритель STG2000 на чипе NV1, выпущенный на рынок в 1995 году под маркой Diamond Edge 3D. Но прежде чем мы расскажем, чем была столь замечательна эта видеокарта, сделаем краткое отступление. Если 3dfx Voodoo не был первым потребительским 3D-ускорителем, то какому устройству принадлежит эта честь? Дать точный ответ на этот вопрос сложнее, чем кажется, ведь даже простейший конвейер рендеринга был реализован в железе не целиком и сразу. К примеру, 2D-видеокарты Impression Plus и Millenium от Matrox еще в 1994 году умели обрабатывать трехмерное изображение, только в них отсутствовала возможность наложения текстур на полигоны, без которой немыслима современная графика. Так вот, первым из коммерческих доступных устройств для домашних ПК с поддержкой аппаратного текстурирования стал именно ускоритель Diamond Edge 3D на базе процессора NV1. Но на этом особенности первенца NVIDIA не заканчиваются.

NV1 — единственное устройство среди игровых 3D-ускорителей, когда-либо представленных для ПК, выполняющее рендеринг на основе четырехугольных примитивов. Стандартом для современных API являются примитивы треугольные, но в ту эпоху магистральная линия развития рендеринга в реальном времени еще не была определена. Построение моделей из четырехугольников имеет то преимущество, что такой примитив не обязательно должен быть плоским: вынос одной вершины из плоскости порождает фигуру со сложной поверхностью. Кроме того, в дополнение к базовым четырем вершинам примитива NV1 позволял указывать пять дополнительных вершин для формирования более детализированной геометрии. Недостаток такого подхода в том, что неплоские поверхности плохо сочетаются со стандартным методом наложения текстур, т. к. с целью избежать искажений, каждая уникальная форма в игре зачастую должна иметь собственную текстуру. Это не проблема для CAD-приложений, где четырехугольные примитивы по-прежнему в ходу, но, как пришлось убедиться NVIDIA, чрезмерно усложняет разработку и портирование игр, написанных с расчетом на рендеринг треугольниками.

Перспективной возможностью NV1 казался перенос игр с платформы Sega Saturn, где использовался аналогичный метод рендеринга, а сам STG2000 был фактическим аналогом игровой консоли в форм-факторе платы расширения. Помимо ускорения 3D-графики, карта выполняла ускорение растрового изображения, вывод звука и даже имела разъемы для подключения контроллеров Sega. Увы, Saturn не снискала успеха на консольном рынке, а после того, как Microsoft сделала выбор в пользу треугольников в API Direct3D, NVIDIA пришлось принять правила игры и остановить разработку чипа NV2 в пользу NV3, на основе которого компания позже выпустила ускоритель Riva 128.

Одним из факторов, который задержал появление массово доступных — нет, не GPU, этот термин введет в обиход NVIDIA лишь в 1999 году — ускорителей трехмерной графики на ПК, была экономика. Но как только отпускные цены памяти EDO DRAM снизились настолько, что производство совсем недешевых карт расширения для игр стало рентабельным предприятием, рынок компьютерной графики взорвала 3dfx, а затем несколько компаний столкнулись в борьбе за открывшуюся рыночную нишу.

Кто в итоге вышел победителем в этой гонке, мы прекрасно знаем: NVIDIA и ATI здравствуют по сей день (последняя — в виде Radeon Technologies Group, подразделения AMD), а 3dfx в результате ряда критических ошибок со стороны руководства, обанкротилась, и большинство ее ресурсов перешло в распоряжение той самой NVIDIA. Но именно бренд Voodoo Graphics на долгое время стал практически синонимом понятия «3D-ускоритель» благодаря непревзойденной производительности и широкой поддержке со стороны разработчиков игр.

Карта Voodoo Graphics была дорогим удовольствием для геймеров того времени. Сегодня никто не удивляется ценам свыше $700 за топовую видеокарту, но тогда далеко не все геймеры могли себе позволить 3D-ускоритель за сумму в $299 (такова была оригинальная цена Voodoo Graphics с 4 Мбайт EDO DRAM), тем более в России 90-х годов. Помимо беспрецедентной производительности, 3dfx помогло оправдать эту цену смелое и правильно решение выпустить Voodoo в виде отдельной платы расширения, которая для вывода изображения работала в тандеме с, собственно, видеокартой. В категории 2D-ускорителей тогда правили бал продукты S3 и высоко ценимые за качество изображения Matrox. Обладатели дорогих видеокарт оценили возможность частичного апгрейда, которую давала 3dfx, — в отличие от комбинированных 2D/3D-ускорителей предыдущих лет, которые зачастую принуждали идти на компромисс в четкости и скорости растрового изображения.

Вариант, который объединял логику 3dfx с 2D-чипом на одной плате (Voodoo Rush) пал жертвой неудачной архитектуры, и в 1998 году, когда вышла Voodoo 2, производитель вновь сделал ставку на дискретный 3D-ускоритель, который впервые предложил возможность объединить две платы в режиме SLI (Scan-Line Interleave). Эта концепция, под той же аббревиатурой, но с другим смыслом (Scalable Link Interface) воскресла много лет спустя благодаря появлению шины PCI Express.

Другой из сильных сторон продуктов 3dfx был собственный API под названием Glide. Поскольку в Glide была реализована только та функциональность, которой располагали чипы 3dfx, а код, написанный для Glide, был ближе к железу, нежели в универсальных, но недостаточно развитых на тот момент API Direct3D и OpenGL, все лучшие игры 90-х (и Quake 2, и Half-Life, и Unreal) поддерживали Glide. Таким образом 3dfx предвосхитила еще одну тенденцию современности — внедрение низкоуровневых интерфейсов программирования Mantle, Vulkan и Metal.

Современниками ускорителей Voodoo первого поколения и близкими соперниками по производительности были видеокарты NVIDIA RIVA 128 и 3D Rage Pro от ATI. RIVA 128 стала первым достижением NVIDIA после чрезвычайно интересного, но коммерчески неуспешного чипа NV1. Помимо впечатляющего быстродействия, устройство отличалось поддержкой повышенных разрешений экрана по сравнению с Voodoo, и качественным интегрированным 2D-ядром. Это была одна из первых видеокарт с поддержкой шины AGP, появившейся в системных платах для Pentium II. Что касается 3D Rage Pro, то в этой плате ATI также применила новый чип, совместимый с AGP, усовершенствованный со времен Rage первого поколения в отношении как производительности, так и функций рендеринга, что принесло ему поддержку интерфейса OpenGL, которой был лишен 3D Rage первого поколения. В то же время Rendition выпустила вторую и последнюю итерацию оригинальных ускорителей на базе программируемой RISC-архитектуры, Vérité V2000. По быстродействию Rendition вновь не смогла взяла высокую планку, заданную Voodoo Graphics, зато это был один из редких 3D-чипов того времени, способный выводить на экран 32-битный цвет..

Вопреки ауре легенды, окружающей названия 3dfx и Voodoo, признаем, что бум 3D-графики в сфере домашних ПК наверняка не миновал бы, даже в том случае, если бы такой компании никогда не существовало, а вместо нее прогремели другие (тоже хорошо известные нам) имена. И все же именно 3dfx сыграла ключевую роль в становлении компьютерных технологий и компьютерных игр как гигантской индустрии, которой они являются сегодня, да и в истории нашего сайта ей принадлежит особенное место. Читателям, которые присоединились к нам в не столь отдаленные годы, раскроем тайну — сайт сайт изначально назывался не иначе, как 3dfx-ru.com.

Аппаратное ускорение – это важная функция, позволяющая при выполнении сложных задач по обработке графики задействовать не только основной процессор компьютера, но и процессор видеокарты. В результате увеличивается производительность, и ПК получает возможность выполнять даже очень ресурсоемкие процессы. Например, практически все новые игры в обязательном порядке требуют наличия аппаратного ускорения, которое без проблем поддерживается большинством современных видеоадаптеров. Однако в некоторых случаях при установке программного обеспечения могут возникать конфликты, приводящие к появлению сообщений типа «Аппаратное ускорение отключено или не поддерживается драйвером». Попробуем разобраться в причинах подобных неисправностей в Windows 7/10.

Как проверить, включено ли аппаратное ускорение

Как уже отмечалось, все последние модели видеокарт по умолчанию работают в режиме аппаратного ускорения графики, но, конечно, только в том случае, если драйвера установлены корректно. В Windows 7 кликнем правой кнопкой мыши по рабочему столу и выберем в меню пункт «Разрешение экрана».

В открывшемся окне перейдем на вкладку «Диагностика». Смотрим на состояние кнопки «Изменить параметры». Если она не активна, значит аппаратное ускорение уже включено, а драйвер не позволяет им манипулировать (отключать или изменять уровень).

Если же кнопка допускает нажатие, то кликаем по ней и переходим к окну настройки ускорения графического адаптера. Двигаем ползунок в нужную сторону, тем самым выставляя уровень аппаратного ускорения. Для максимальной производительности рекомендуется установить переключатель в крайнее правое положение.

В Windows 10 нет вкладки «Диагностика» в свойствах адаптера монитора, поэтому включением/отключением аппаратного ускорения можно управлять только через реестр. Как и в «семерке», в Windows 10 ускорение по умолчанию активно, так что вносить никаких изменений в реестр не требуется.

Верный способ убедиться в том, что аппаратное ускорение работает – воспользоваться пакетом библиотек DirectX. Через меню Пуск переходим к окну «Выполнить» и вписываем команду dxdiag .

В окне «Средства диагностики DirectX» выбираем вкладку «Экран».

Проверяем, чтобы параметры «Ускорение DirectDraw», «Ускорение Direct3D» и «Ускорение текстур AGP» имели значение «Вкл». Если какой то из них выключен, то необходимо искать причину, чем и займемся.

Причины ошибок, связанных с аппаратным ускорением

Чаще всего пользователи задаются вопросом, как включить аппаратное ускорение видеоадаптера, получив ошибки при запуске игр или графических приложений. И причина появления подобных ошибок кроется вовсе не в выключенной функции ускорения, как таковой. Источником проблем могут быть:

• Устаревшие (неправильно установленные) драйвера видеокарты;
• Некорректная установка пакета DirectX;
• Отсутствие необходимых обновлений операционной системы Windows 7/10.

Пройдемся по всем пунктам.

Проверка наличия и актуальности драйверов видеокарты

Нормальная работа видеоадаптера возможна только при наличии соответствующих драйверов. Причем даже если необходимое программное обеспечение вроде бы установлено, то нет гарантии, что не возникнут проблемы с аппаратным ускорением. Во избежание их появления следует проводить регулярную актуализацию драйверов.

Зайдем в Диспетчер устройств через меню Пуск или Панель управления. Далее раскроем ветку «Видеоадаптеры» и убедимся, что рядом с графическим адаптером не стоит желтая иконка с восклицательным знаком. Если таковая имеется, то однозначно есть проблемы с драйверами и необходимо их устанавливать. В нашем случае драйвер установлен, но стоит проверить, не является ли он слишком старым.

Кликаем по наименованию видеокарты правой кнопкой мыши, и выбираем пункт «Свойства».

На вкладке «Драйвер» просматриваем сведения о нем. Если версия достаточно старая (строка «Дата разработки»), то лучше ее актуализировать.

Нажимаем на кнопку «Обновить» и выбираем один из двух режимов поиска – автоматический или ручной.

Если автоматический поиск закончился неудачей, заходим на официальный сайт производителя видеокарты, скачиваем последнюю версию драйвера и устанавливаем ее в ручном режиме. Также следует поступить при полном отсутствии драйверов.

Обновление DirectX

Современные игры зачастую требуют наличия последней редакции библиотеки DirectX, ответственной за прорисовку графических объектов. При отсутствии нужной версии выдается сообщение с ошибкой, но в нем, как правило, указывается, что проблема заключается именно в устаревшем пакете DirectX. Если же сообщение ссылается на выключенное аппаратное ускорение графики, то, скорее всего, каким-то образом потерялись некоторые dll-файлы библиотеки или же она была изначально развернута, что называется, «криво». Такое возможно, если инсталляция производилась не из официального дистрибутива.

Для установки или обновления DirectX переходим на сайт Майкрософт и скачиваем последнюю версию пакета. Далее устанавливаем его и перезагружаем компьютер. Если причина неполадок заключалась именно в DirectX, то после указанных действий аппаратное ускорение должно включиться.

Установка обновлений Windows 7/10

Как известно, разработчики Windows 7 и 10 периодически выпускают обновления для своей операционной системы. Эти патчи призваны улучшать взаимодействие между «железом» компьютера и новыми приложениями, для создания которых используется постоянно совершенствующийся инструментарий. Отсутствие последних обновлений в Windows 7/10 может приводить к ошибкам, говорящим о том, что аппаратное ускорение отключено или не поддерживается драйвером. Для пользователей с включенным автоматическим обновлением операционной системы эта проблема будет неактуальна, а вот тем, кто, например, вообще деактивировал службу обновления, не мешает периодически актуализировать свою версию Windows.

Настройка режима обновления производится через «Центр обновления Windows» в Панели управления.

В «десятке» добраться до конфигурации обновления можно через Параметры – Обновление и безопасность .

Как отключить аппаратное ускорение в браузерах

В некоторых ситуациях возникает необходимость не включить, а отключить аппаратное ускорение. Это чаще всего случается при возникновении проблем с воспроизведением видеороликов в браузерах. Решается вопрос через настройки обозревателя. Например, в Mozilla Firefox для деактивации соответствующей опции заходим в раздел Инструменты – Настройки – Дополнительные – Общие . Здесь нас интересует пункт «По возможности использовать аппаратное ускорение».

В Google Chrome схема почти такая же. Необходимо в Настройках найти подраздел «Система» и снять галочку с параметра «Использовать аппаратное ускорение (при наличии)».

Заключение

Это все, что мы хотели рассказать о том, как включить аппаратное ускорение в Windows 7/10 при появлении соответствующих ошибок. Если никакой из приведенных рецептов не помог, имеет смысл откатить систему к тому состоянию, когда все работало нормально. Для этого необходимо иметь заранее созданные . В редких случаях не работающее ускорение может быть связано с аппаратной неисправностью самой видеокарты.

Покупая 3D-ускоритель, каждый из нас ожидает резкого повышения производительности своих любимых 3D-программ, в том числе приложений для 3D-моделирования, VRML-броузеров, трехмерных игр и еще бог знает чего. С 3D-ускорителями, нацеленными на игровой рынок, ситуация достаточно ясная, о них пишут сейчас многие, достаточно пойти и купить хотя бы журнал об играх в соседнем киоске. С появлением второй версии программы 3D Studio MAX от Kinetix, эти 3D-ускорители становятся заманчивой покупкой, отпадает необходимость покупки дорогого 3D-ускорителя. В данном обзоре мы рассмотрим 3D-ускорители, нацеленные на рынок профессиональных приложений. Некоторые рассмотренные OpenGL-ускорители можно купить в Москве, некоторые - нельзя. В последнем случае вы сможете их лишь заказать, при этом вы должны будете сделать предоплату, так как ни один продавец не намерен рисковать своими деньгами. Но можно утверждать, что в России постепенно начинает формироваться рынок профессиональных OpenGL-ускорителей.

Зная информационный голод в России по хорошим статьям, мы решили протестировать несколько OpenGL-ускорителей, исходя из требований российского рынка. Российские покупатели, не обладая большими деньгами, стремятся получить оптимальное решение при покупке или сборке своего будущего компьютера, на котором они в дальнейшем будут создавать свои шедевры компьютерной графики. Стоит сразу сказать, что специализированные рабочие станции от HP и Intergraph превосходят по своим характеристикам рабочие станции, собранные в домашних условиях. В рабочих станциях этих производителей используются 3D-подсистемы на чипах собственной разработки, и 3D-ускорители на этих чипах не продаются отдельно от рабочих станций. Если же вы покупаете рабочую станцию от именитого производителя с использованием стандартных OpenGL-ускорителей, вы переплачиваете немалые деньги. Мы уверены, что есть люди, для которых техническая поддержка и избавление от головной боли о совместимости железа главнее денег.

Почти все из рассмотренных 3D-ускорителей, в основном, предназначены для работы с OpenGL, и именно поэтому они называются OpenGL-ускорителями. OpenGL является межплатформенным стандартом, что существенно облегчает перенос программ, использующих этот API, на другие платформы, в том числе на Wintel. Для платформы Wintel на рынке имеется огромное число OpenGL-ускорителей, и это подталкивает разработчиков к портированию 3D-программ на эту платформу. Также стоит учитывать, что компания Silicon Graphics объявила о поддержке платформы Wintel.

Тестируемые платы

Для тестирования были выбраны четыре 3D-ускорителя:

• AccelGraphics AccelEclipse II на базе чипсета Mitsubishi 3DPro/2mp
• ELSA GLoria-L/MX на базе чипсета 3Dlabs Glint DMX 1000
• Diamond FireGL 3000 на базе чипсета 3Dlabs Glint 500TX Gold
• Diamond FireGL 1000 Pro на базе чипа 3Dlabs Permedia 2

Функциональность и полезность каждой платы определяется именно чипсетом, на котором она выполнена, поэтому внимание заостряется, в первую очередь, на самих чипсетах. Если разные платы на одном чипсете имеют какие-то особенности, то в тексте специально подчеркивается, какие особенности имеет протестированная плата.

Что такое OpenGL?

В настоящее время только два трехмерных API получили широкое распространение: OpenGL и Direct3D. И тот и другой имеют свои плюсы и минусы, но до сих пор они находятся каждый в своей нише. Direct3D - общепринятый API для трехмерных игр, OpenGL - API для программ трехмерного моделирования и CAD. Так как профессиональные платы обычно используются в программах моделирования, то именно на OpenGL делается основной упор. OpenGL, созданнный компанией SGI, в настоящее время является открытым стандартом. Стандарт контролируется ассоциацией OpenGL Architecture Review Board, в которую входят DEC, E&S, IBM, Intel, Intergraph, Microsoft и, естественно, SGI.

OpenGL-драйвер может быть реализован в двух вариантах: как ICD и как MCD. ICD (Installable Client Driver) - высокооптимизированный драйвер, который дает максимальное быстродействие. ICD-драйвер довольно сложно программировать, так как создатель драйвера вынужден реализовывать все функции OpenGL. MCD гораздо легче программировать, так как разработчик программирует только те участки кода драйвера, которые он считает нужным оптимизировать для своего чипсета. Однако MCD сильно уступает ICD в быстродействии. Более того, если 3D-программа использует функцию, которая не имеет в MCD-драйвере аппаратной поддержки, то аппаратное ускорение отключается совсем. Все профессиональные платы имеют ICD-драйверы, и причиной высокой цены этих плат не в последнюю очередь является сложность программирования ICD-драйвера.

Платы на 3DPro и Glint допускают настройку различных параметров рендеринга. Причем можно как настраивать плату на работу с определенным приложением (например, Softimage 3D или 3D Studio MAX), так и изменять значения различных параметров. Можно включить или отключить 32-битные текстуры, оверлеи, шаблоны, гамма-коррекцию и т.п.

Как мы тестировали

Мы тестировали платы как синтетическими тестами, так и в реальных приложениях.

Для тестирования мы использовали программы Indy3D 2.2 компании SENSE8. Indy 3D - программа для Windows NT 4.0, предназначенная для тщательного тестирования OpenGL. Indy3D требует аккуратно написанного OpenGL ICD-драйвера и не работает на широком диапазоне дешевых плат с MCD-драйверами, такими, как Matrox Millennium 2 и Number 9 Revolution 3D. Являясь синтетическим тестом, Indy3D отражает поведение 3D-ускорителя в реальных приложениях. Indy3D фокусируется на трех сегментах рынка 3D-графики: MCAD, Анимация (Animation) и Симулятор (Simulation). По мнению создателя Indy3D, компании SENSE8, такие тесты, как Viewperf, не отражают реальных задач, и результаты, полученные в них, не будут адекватными в реальном мире. Однако то же самое можно сказать и про Indy3D. Кроме тестов на производительность, Indy3D самым тщательным образом тестирует качество изображения, на которое влияет наличие в 3D-ускорителе разных функций OpenGL. Более подробно про Indy3D можно прочитать .

Все результаты со знаком "Official SENSE8 Score" соответствуют разрешению 1024x768 при truecolor. Тестирование велось по всем правилам SENSE8, как-то:

• Аппаратный курсор по умолчанию
• Закрыты все приложения и окна кроме Indy3D
• Отключен screen-saver
• Отсутствие сети
• Отключен vsync (sync to video retrace) там, где это возможно

Платы тестировались под Windows NT 4.0 на компьютере с процессором Pentium II 266MHz, оперативной памятью 160 MB, материнской платой A-Bit на чипсете LX и жестким диском Quantum Fireball SE, со следующими драйверами:

• Eclipse II: использовался драйвер AccelGraphics от 13 марта 1998
• GLoria-L/MX: использовался бета-драйвер 3Dlabs от 17 марта 1998
• FireGL 3000: использовался бета-драйвер 3Dlabs от 17 марта 1998
• FireGL 1000 Pro: использовался бета-драйвер 3Dlabs от 17 марта 1998

Mitsubishi 3DPro/2mp

Тестировалась плата AccelEclipse II компании AccelGraphics, имеющая 15 MB 3D-RAM и 16 MB CDRAM.

Чипсет 3DPro/2mp базируется на технологии REALimage компании Evans & Sutherland и оптимизирован под архитектуру памяти 3D-RAM/CDRAM компании Mitsubishi. 3DPro - комбинированный 2D+3D ускоритель со встроенным triangle setup. 3DPro обеспечивает полную совместимость с OpenGL 1.1 и является идеальным решением для Windows NT 4.0. 3DPro выполняет высококачественное текстурирование с перспективной коррекцией, би- и трилинейной фильтрацией и субпиксельной точностью.

Фрейм-буфер базируется на технологии памяти 3D-RAM, оптимизированной для функциональности фрейм-буфера. 3D-RAM - интеллектуальная двухпортовая мультибанковая синхронная память с кэшированием. Основное преимущество 3D-RAM - одна операция записи там, где другим ускорителям нужно три операции (чтение-запись-чтение). 3D-RAM обеспечивает выполнение шести параллельных операций: растровые операции, альфа-смешение, z-сравнение, тест шаблона, а также маскировка битов и заполнение блоков. Такую функциональность поддерживает встроенные ALU, модуль сравнения и модуль ROP/Blend. 3DPro поддерживает до 15 MB 3D-RAM для получения разрешений от 640x480 до 1280x1024 при 32-битном truecolor с двойной буферизацией.

Текстурная память базируется на технологии памяти CDRAM, оптимизированной для чтения текселей. 3DPro поддерживает 4-16 MB CDRAM. 3DPro поддерживает 32-битные RGBA текстуры размером до 1024x1024 и 16-битные RGBA и RGB текстуры размером до 2048x1024, обрабатываемые с 32-битной точностью.

Нами был протестирован и вариант Eclipse II с интерфейсом AGP. Однако, в связи с отсутствием поддержки AGP под Window NT разницы в полученных результатах практически не наблюдалось. А та разница, которая была, соответствует погрешности вычислений. Поэтому в обзоре речь идет только о PCI-варианте платы на чипсете 3DPro. Вероятно, если появится сервис пак для NT 4.0 с поддержкой AGP или с выходом NT 5.0, мы проведем повторное тестирование. На сегодня же нет абсолютно никакой разницы, с каким интерфейсом использовать плату под NT: с PCI или AGP.

Производительность:

• Throughput 650 тыс. треугольников/сек с 24-битной z-буферизацией, мипмэппингом, прозрачностью, туманом и оверлеем
• Throughput 1.5 млн линий/сек с антиалиасингом и z-буферизацией
• Fillrate 60 млн пикселей/сек с билинейной фильтрацией и альфа-смешением
• Fillrate 30 млн пикселей/сек с трилинейной фильтрацией и альфа-смешением

Функциональные возможности:

• 32-битный truecolor
• Антиалиасинг точек, линий и отсортированных полигонов
• 24-битная floating-point z-буферизация
• Оверлеи (8-битные с двойной буферизацией, 4-битные без двойной буферизации)
• Шаблоны (4-битные)
• Цветное освещение с несколькими источниками света
• Пиксельная дымка, полигонный туман

На 3DPro делают платы всего лишь три производителя: AccelGraphics, Diamond (FireGL 4000) и DEC (PowerStorm 4D30T). Плохая для конечных пользователей маркетинговая политика этих компаний, а также Evans & Sutherland и Mitsubishi (создатели 3DPro) привела к низкой популярности чипсета. Платы на 3DPro заметно дороже своих ближайших конкурентов. Платы стоят очень дорого и поставляются в основном составе компьютеров именитых производителей. Чтобы купить такую плату, покупатель должен заказать плату у Diamond"а или AccelGraphics.

3DPro - неоспоримый лидер в данном обзоре и, возможно, вообще на рынке профессиональных 3D-плат. 3DPro победил в Indy3D, в реальных приложениях 3DPro выглядел заметно лучше других. К цифрам, которые мы получили в Glaze, не смог подобраться ни один другой ускоритель. Со всеми включеными эффектами частота кадров не снижалась ниже 30 fps. Также стоит отметить феноменальную производительность при ускорении векторной графики с антиалиасингом - Glaze показал скорость свыше 80 fps.

Большое число настроек OpenGL радует глаз. Плату можно сконфигурировать либо под какое-то конкретное приложение, а таких в настройках более 10, либо самому включать или выключать какие-то конкретные опции. Более изощренных настроек мы не увидели ни на одной другой плате.

3DPro без проблем справляется с большими текстурами, и благодаря наличию 16 MB текстурной памяти 3DPro прошел 16 MB-версию Indy3D без какого-либо замедления.

3Dlabs Glint DMX

Тестировалась плата GLoria-L/MX компании ELSA, имеющая 8 MB VRAM и 16 MB EDORAM. Кстати, хочется отметить, что на плате были использованы 2 Мб соджи.

Чипсет Glint DMX 1000 объединяет процессор рендеринга Glint MX и triangle setup Glint Delta. Glint MX поддерживает разрешения до 2048x2048, в том числе HDTV 1920x1080. Delta, имеющий производительность 100 MFLOPS, обеспечивает высокоточную предобработку вершин, в том числе субпиксельную коррекцию, нормализацию вершин и преобразование из плавающей точки в фиксированную точку. Glint DMX обеспечивает полную совместимость с OpenGL 1.1, также совместима с Direct3D и Heidi. Glint MX поддерживает 32-битные RGBA и 8-битные палитровые текстуры. Glint DMX поддерживает фреймбуфер до 32 MB VRAM, в котором находятся прямой и обратный буфер, альфа-буфер и оверлейный буфер. Локальный буфер, в котором хранятся текстуры, z-буфер и буфер шаблонов, может быть объемом до 48 MB EDORAM.

Производительность:

• Throughput 1.2 млн линий/сек
• Fillrate 33 млн пикселей/сек с билинейной фильтрацией и мипмэппингом

Функциональные возможности:

• Билинейная и трилинейная фильтрация с перспективной коррекцией
• Антиалиасинг 4x4 и 8x8
• Оверлеи
• Шаблоны (8-битные)
• Туман

Glint стал промышленным стандартом 3D-систем для платформы Wintel. На чипсетах 3Dlabs делают платы огромное число поставщиков, среди которых AccelGraphics, Densan, ELSA, Leadtek, MaxVision, NeTpower, Omnicorp, Symmetric. Такая популярность объясняется тем, что 3Dlabs сама пишет драйвера для своих чипсетов, и производителям плат нет необходимости писать собственные драйвера.

В тестах Indy3D Glint DMX сильно отстал от лидера - 3DPro, и даже немного от Permedia 2. Но в реальных приложениях Glint MX был гораздо быстрее Permedia 2, и лишь немного уступал 3DPro. К тому же, учитывая некоторые проблемы в работе с Permedia 2, последняя может не подойти в серьезной работе. В такой ситуации Glint MX может похвастаться полной беспроблемностью.

Glint DMX также прошел 16 MB-версию Indy3D без какого-либо замедления.

3Dlabs Glint 500TX

Тестировалась плата FireGL 3000 компании Diamond, имеющая 8 MB VRAM и 32 MB EDORAM.

Чипсет Glint 500TX Gold объединяет процессор рендеринга Glint 500TX и triangle setup Glint Delta. Glint 500TX поддерживает разрешения до 2560x2048, в том числе HDTV 1920x1080. Glint 500TX обеспечивает полную совместимость с OpenGL 1.1, также совместима с Direct3D и Heidi. Glint 500TX поддерживает 32-битные RGBA и 8- и 4-битные палитровые текстуры. Glint 500TX поддерживает фреймбуфер до 32 MB VRAM, в котором находятся прямой и обратный буфер, альфа-буфер и оверлейный буфер. Локальный буфер, в котором хранятся текстуры, z-буфер и буфер шаблонов, может быть объемом до 48 MB EDORAM.

Производительность:

• Throughput 500 тыс полигонов/сек с z-буферизацией
• Throughput 2 млн линий/сек с z-буферизацией
• Fillrate 25 млн пикселей/сек

Функциональные возможности:

• 24- и 32-битный truecolor, 15-битный hicolor
• Билинейная фильтрация с перспективной коррекцией
• Антиалиасинг 4x4 и 8x8
• 24-битная и 32-битная z-буферизация
• Оверлеи
• Шаблоны (8-битные)
• Туман

Glint 500TX также прошел 16 MB-версию Indy3D без какого-либо замедления.

3Dlabs Permedia 2

Тестировалась плата FireGL 1000 Pro PCI компании Diamond, имеющая 8 MB SGRAM.

Чипсет Permedia 2 интегрирует полнофункциональный 2D-ускоритель, с поддержкой видео (преобразование YUV и масштабирование по двум осям), 3D-ускоритель со встроенным triangle setup с поддержкой strips/fans, выполненным по технологии Glint Delta, и RAMDAC 230 MHz. Permedia 2 поддерживает 8-, 16-, 24- и 32-битные RGBA, YUV и 8- и 4-битные палитровые текстуры. Permedia 2 поддерживает до 8 MB SGRAM или SDRAM. Permedia 2 поддерживает PCI и AGP 1X с адресацией по боковой полосе.

Permedia 2 представляет собой одно из лучших решений, совмещая высокопроизводительную 3D-графику для работы в OpenGL и Direct3D и быструю 2D-графику. Для Permedia 2, также, как и для чипсетов Glint, раработан OpenGL ICD-драйвер, что делает системы на основе Permedia 2 идеальным решением для профессиональных графических станций начального уровня.

Производительность:

• Throughput 1 млн полигонов/сек с z-буферизацией
• Fillrate 83 млн пикселей/сек с билинейной фильтрацией
• Fillrate 42 млн пикселей/сек с билинейной фильтрацией и z-буферизацией

Функциональные возможности:

• 24- и 32-битный truecolor, 16-битный hicolor
• Билинейная фильтрация с перспективной коррекцией, мипмэппинг
• 16-битная z-буферизация
• Оверлеи
• Шаблоны (1-битные)
• Пиксельный туман
• Offscreen (для кэширования фонтов и битмэпов)

Несмотря на формальную 16-битную z-буферизацию, Permedia 2 прошла тест на 32-битный z-буфер без появления артефактов, специфических для 16-битного z-буфера. Судя по всему Permedia 2 использует механизмы, повышающие точность z-буферизации.

Permedia 2 не прошла 16 MB-версию Indy3D, так как содержит всего 8 MB видеопамяти.

Другие OpenGL-ускорители

Выбор 3D-ускорителей делался по традиционному российскому принципу "достали, что смогли". Поэтому хотелось бы вкратце отметить те 3D-ускорители, которые присутствуют на рынке сегодня, но не вошли в обзор. Dynamic Pictures Oxygen 402 - плата с четырьмя процессорами Oxygen, оптимизирована под многопроцессорные компьютеры благодаря многопоточному OpenGL-драйверу. Сравнительно распространен в России, хотя о нем ходят диаметрально противоположные мнения. 3Dlabs Glint GMX - самый мощный чипсет от 3Dlabs, содержит 1 или 2 процессора рендеринга Glint MX и геометрический процессор Gamma. GMX 2000 дает throughput 4.5 млн полигонов/сек и fillrate 66 млн пикселей/сек. Intergraph Intense 3D Pro 3410, Realizm II - мощные платы, поставляемые с графическими станциями компании Intergraph. HP Visualize fx4 - мощные платы, поставляемые с графическими станциями Kayak компании Hewlett Packard. Более мощные платы Visualize fx6 предназначены для UNIX-станций HP.

Кроме того, надо учитывать скорое появление плат на новом чипе REALimage 2000 компании Evans&Sutherland. REALimage 2000 даст throughput 1.3 млн треугольников/сек (вдвое больше 3DPro) и fillrate 90 млн пикселей/сек (на 50% больше 3DPro).

Результаты Indy3D

Мы отдельно оценивали работу плат в truecolor и в hicolor. В первую очередь, следует обращать внимание на производительность в truecolor, так как этот режим является рабочим для программ моделирования.

• 32-битные текстуры - умение работать с 32-битными RGBA текстурами, обработка текстур также должна выполняться с 32-битной точностью.
• Трилинейная фильтрация - трилинейную фильтрацию не поддерживают Permedia 2 и Glint 500TX.
• Прозрачность - поддержка прозрачности для неотсортированных полигонов. Тест не прошли Permedia 2.
• Антиалиасинг - поддержка антиалиасинга для неотсортированных полигонов. Тест не прошел никто.
• Z-буферизация - поддержка z-буфера выскокой точности (24-битного или 32-битного). Permedia 2 имеет 16-битный z-буфер, однако Permedia 2 прошла этот тест.

Текстурирование

У Indy3D есть три версии, которые используют разное количество текстурной памяти: 4 MB - официальный тест, 8 MB и 16 MB. В тесте 4 MB используются текстуры размером 128x128, и суммарный объем текстур не превышает 4 MB. В тесте 16 MB используются текстуры размером 1024x1024, а суммарный объем текстур становится чуть менее 16 MB. Мы проверяли работу 3D-плат на 16 MB-версии Indy3D без замеров результатов для того, чтобы выяснить, может ли работать плата с текстурами большого размера.

Тест не прошла только Permedia 2. Это объясняется небольшим объемом видеопамяти - в нее не могут влезть все текстуры.

Поддержка текстур большого размера желательна для некоторых 3D-программ, где требуется высокая детализация и где текстуры низкого разрешения будут выглядеть смазанными. Вы можете оценить разницу между текстурами 1024x1024 и 128x128 на картинках внизу. Это текстуры на груди, лице и голове.

Текстуры 128x128	Текстуры 1024x1024

Антиалиасинг

Антиалиасинг - самая запутанная черта современных 3D-ускорителей. В первую очередь потому, что существует много видов антиалиасинга, которые не следует путать друг с другом. Сразу скажу, что в программах моделирования, которые мы использовали, антиалиасинг мы включить не смогли.

Антиалиасинг линий

Нужен в программах, где основная работа ведется с каркасными моделями. Такими программами в основном являются CAD. Поэтому в тесте MCAD Indy3D тестируется каркасная модель с включенным антиалиасингом линий. Каркасная модель с антиалиасингом выглядит гораздо приятнее, чем без такового. Антиалиасинг линий тестирует программа Glaze. Вы можете оценить краевой антиалиасинг по картинкам снизу.

Краевой антиалиасинг для отсортированных полигонов

Программа, которая должна быть написана должным образом и выводить треугольники в порядке приближения к наблюдателю (то есть, предварительно отсортировав их). Этот вид антиалиасинга поддерживается большинством протестированных 3D-ускорителей, но, судя по всему, в программах моделирования не используется. Едиственная программа, где мы его заметили, - демка от 3Dlabs (картинки снизу).

Краевой антиалиасинг для неотсортированных полигонов

Именно этот вид антиалиасинга тестирует Indy3D. Именно его не хватает всем протестированным 3D-ускорителям. И, видимо, именно он требуется программам моделирования.

Операционные системы

На платформе Intel единственной серьезной операционной системой является Microsoft Windows NT 4.0. Все остальные ОС, такие, как UNIX, Windows 95, DOS и т.п., не представляют собой ничего серьезного хотя бы потому, что большинство производителей OpenGL-ускорителей не пишут драйверы для этих ОС.

Если вы очень любите UNIX (имеется в виду: все ее разновидности - Linux, FreeBSD и т.д.), то вам стоит купить себе видеоплату от фирмы Matrox, сконфигурировать правильно X-windows и забыть об аппаратном ускорении OpenGL.

Windows 95 обладает рядом неоспоримых преимуществ, например, Direct3D. На этой платформе у вас будут идти все игрушки, но стоит учитывать, что у многих OpenGL-ускорителей для этой ОС нет драйверов. Также отсутствие поддержки многопроцессорных систем делает Windows 95 неконкурентоспособной. Да и многие графические приложения просто не пойдут под этой ОС. Хотя, если вы купили себе 3D-ускоритель, оптимизированный для работы с Direct3D, а также пиратский диск с 3D Studio MAX 2.x (вместо очередного журнала об играх), вам, возможно, не стоит переходить на Windows NT.

Windows NT 4.0 лишена всех тех недостатков, которые описаны выше. Под NT для всех OpenGL-ускорителей есть драйверы, она поддерживает многопроцессорность, на ней идут все приложения, использующие OpenGL. Под ней нельзя играть, хотя когда человек покупает акселератор за $3000 и программу 3D-анимации за $10000, он вряд ли будет играть в игры на этой рабочей станции.

Нужна ли многопроцессорность?

Мы изучили скорость работы программ моделирования на двух- и однопроцессорной системах. Нас интересовала скорость самого процесса моделирования и работы с анимированными объектами при использовании OpenGL, а также скорость работы модуля визуализации, для получения конечного результата. Ни на одном из протестированных ускорителей мы не заметили разницы в скорости при использовании различного количества процессоров. Отсюда можно сделать вывод, что, в основном, драйвера для OpenGL-ускорителей не являются многопоточными, поэтому мы и не можем получить пользу от второго процессора. Так что, если вы занимаетесь моделированием, вам нет смысла ставить второй процессор в свою рабочую станцию. Исключением являются OpenGL-ускорители серии Oxygen от компании Dynamic Pictures (их мы не тестировали), драйвер которых распараллеливает работу двух процессоров Pentium Pro или Pentium II, что должно давать прирост производительности в OpenGL при использовании двух процессоров.

Мы смотрели скорость окончательной визуализации в 3D Studio Max v1.2 и LightWave v5.5. Как известно, Windows NT является операционной системой с поддержкой многопроцессорности. ОС сама решает как загрузить процессоры, а многопоточная программа получает преимущество в скорости, так как потоки выполняются параллельно на двух процессорах. Обе программы хорошо распараллелены и получают сильный прирост скорости на двух процессорах в окончательном рендеринге. Например, на двух процессорах 3D Studio Max выполнял окончательный рендеринг ровно вдвое быстрее, чем на одном процессоре.

Нам также было интересно, как ведет себя API Heidi от Kinetix, который используется в 3D Studio MAX v1.2. В 3D Studio MAX v2.x используется новый Heidi, не совместимый с Heidi, который использовался в 3D Studio MAX v1.x. Поэтому Heidi-драйвера, написанные для 3D Studio MAX v1.x, не работают с версией 2.0. Поэтому мы использовали версию 1.2. Оказалось, что Heidi сильно заточен под программный рендеринг. Heidi поддерживает многопроцессорность, но слабо поддерживает 3D-ускорители. Скорость ускоренного Heidi была всегда ниже, чем скорость программного Heidi. Например на FireGL 3000 скорости preview у нас упала почти в три раза.

Quake 2

По просьбам общественности мы протестировали платы FireGL 3000, GLoria-L/MX и Eclipse II на предмет их использования в качестве платформы для Quake 2. Все они имеют очень низкую скорость даже на низких разрешениях. Дело в том, что играм требуется от 3D-ускорителя высокая скорость обработки треугольников и текстурирования. Профессиональные платы дают сравнительно низкий throuhput и fillrate, поэтому и показывают низкую скорость в Quake 2. От профессиональной платы требуется высокое качество на высоких разрешениях и стабильная работа с оптимизацией под конкретные приложения. Как мы уже говорили 1024x768 в truecolor, наложение truecolor текстур 1024x1024 и текстурная память 16 MB и выше - обязательные требования, которые совершенно не нужны в играх.

К сожалению, в плане качества рендеринга плата Eclipse на 3DPro оказалось плохо совместимой с Quake 2. Плата GLoria-L/MX на Glint DMX дала качественную картинку, которую смело можно считать эталоном при тестировании игровых плат. Вы можете посмотреть скриншоты ниже: идеальное цветное освещение, 32-битный truecolor с хорошей передачей цветов, трилинейная фильтрация, отсутсвие даже мелких погрешностей - ни одна игровая плата не достигает такого качества изображения в Quake 2.

Резюме

Купив любой из рассмотренных 3D-ускорителей, вы получите существенный прирост скорости в OpenGL. Для систем начального уровня имеет смысл присмотреться к 3D-ускорителям на базе Permedia 2. Учитывая низкую стоимость плат на Permedia 2 и качественные драйверы для Windows 95, можно считать Permedia 2 оптимальным решением. Для получения максимальной скорости в любом приложении, использующем OpenGL, вам просто необходимо приобрести 3D-ускоритель на 3DPro. Конечно, он имеет очень высокую цену, но если 3D-графика является вашим куском хлеба, то вам стоит серьезно подумать о покупке этого ускорителя. Два других ускорителя (Glint 500TX и Glint DMX) находятся посередине. С одной стороны, они дешевле AccelEclipse II, но существенно проигрывают ему в скорости. С другой, они дороже Permedia 2, но почти не превосходят Permedia 2 по скорости, хотя имеют более богатые функциональные возможности. В конечном счете, за все приходится платить - невозможно купить полноценный OpenGL-ускоритель, по цене сравнимый с игровыми 3D-ускорителями. Но в то же время нельзя недооценивать производителей игровых 3D-чипов, которые пишут ICD-драйверы OpenGL для своих изделий. Поэтому не исключено, что грань между профессиональными и игровыми ускорителями через некоторое время начнет стираться. А пока перед вами стоит нелегкая задача выбора профессионального 3D-ускорителя.

GeForce4 Ti 4200

Видеока́рта (также видеоада́птер , графический ада́птер , графи́ческая пла́та , графи́ческая ка́рта , графи́ческий ускори́тель ) - устройство, преобразующее графический образ , хранящийся как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора . Первые мониторы, построенные на электронно-лучевых трубках , работали по телевизионному принципу сканирования экрана электронным лучом, и для отображения требовался видеосигнал , генерируемый видеокартой.

Однако эта базовая функция, оставаясь нужной и востребованной, ушла в тень, перестав определять уровень возможностей формирования изображения - качество видеосигнала (чёткость изображения) очень мало связано с ценой и техническим уровнем современной видеокарты. В первую очередь, сейчас под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором - графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа. Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера. Например, все современные видеокарты Nvidia и AMD (ATi) осуществляют рендеринг графического конвейера OpenGL и DirectX на аппаратном уровне. В последнее время также имеет место тенденция использовать вычислительные возможности графического процессора для решения неграфических задач.

Обычно видеокарта выполнена в виде печатной платы (плата расширения) и вставляется в разъём расширения , универсальный либо специализированный (AGP , PCI Express). Также широко распространены и встроенные (интегрированные) в системную плату видеокарты - как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ ; в этом случае устройство, строго говоря, не может быть названо видеокартой.

История создания

Одним из первых графических адаптеров для IBM PC стал MDA (Monochrome Display Adapter) в 1981 году . Он работал только в текстовом режиме с разрешением 80×25 символов (физически 720×350 точек) и поддерживал пять атрибутов текста: обычный, яркий, инверсный, подчёркнутый и мигающий. Никакой цветовой или графической информации он передавать не мог, и то, какого цвета будут буквы, определялось моделью использовавшегося монитора. Обычно они были белыми, янтарными или изумрудными на чёрном фоне. Фирма Hercules в 1982 году выпустила дальнейшее развитие адаптера MDA, видеоадаптер HGC (Hercules Graphics Controller - графический адаптер Геркулес), который имел графическое разрешение 720×348 точек и поддерживал две графические страницы. Но он всё ещё не позволял работать с цветом.

Первой цветной видеокартой стала CGA (Color Graphics Adapter), выпущенная IBM и ставшая основой для последующих стандартов видеокарт. Она могла работать либо в текстовом режиме с разрешениями 40×25 знакомест и 80×25 знакомест (матрица символа - 8×8), либо в графическом с разрешениями 320×200 точек или 640×200 точек. В текстовых режимах доступно 256 атрибутов символа - 16 цветов символа и 16 цветов фона (либо 8 цветов фона и атрибут мигания), в графическом режиме 320×200 было доступно четыре палитры по четыре цвета каждая, режим высокого разрешения 640×200 был монохромным. В развитие этой карты появился EGA (Enhanced Graphics Adapter) - улучшенный графический адаптер, с расширенной до 64 цветов палитрой, и промежуточным буфером. Было улучшено разрешение до 640×350, в результате добавился текстовый режим 80×43 при матрице символа 8×8. Для режима 80×25 использовалась большая матрица - 8×14, одновременно можно было использовать 16 цветов, цветовая палитра была расширена до 64 цветов. Графический режим также позволял использовать при разрешении 640×350 16 цветов из палитры в 64 цвета. Был совместим с CGA и MDA.

Стоит заметить, что интерфейсы с монитором всех этих типов видеоадаптеров были цифровые, MDA и HGC передавали только светится или не светится точка и дополнительный сигнал яркости для атрибута текста «яркий», аналогично CGA по трём каналам (красный, зелёный, синий) передавал основной видеосигнал, и мог дополнительно передавать сигнал яркости (всего получалось 16 цветов), EGA имел по две линии передачи на каждый из основных цветов, то есть каждый основной цвет мог отображаться с полной яркостью, 2/3 или 1/3 от полной яркости, что и давало в сумме максимум 64 цвета.

В ранних моделях компьютеров от IBM PS/2 появляется новый графический адаптер MCGA (Multicolor Graphics Adapter - многоцветный графический адаптер). Текстовое разрешение было поднято до 640x400, что позволило использовать режим 80x50 при матрице 8x8, а для режима 80x25 использовать матрицу 8x16. Количество цветов увеличено до 262144 (64 уровня яркости по каждому цвету), для совместимости с EGA в текстовых режимах была введена таблица цветов, через которую выполнялось преобразование 64-цветного пространства EGA в цветовое пространство MCGA. Появился режим 320x200x256, где каждый пиксел на экране кодировался соответствующим байтом в видеопамяти, никаких битовых плоскостей не было, соответственно с EGA осталась совместимость только по текстовым режимам, совместимость с CGA была полная. Из-за огромного количества яркостей основных цветов возникла необходимость использования уже аналогового цветового сигнала, частота строчной развертки составляла уже 31,5 кГц.

Потом IBM пошла ещё дальше и сделала VGA (Video Graphics Array - графический видеомассив), это расширение MCGA, совместимое с EGA и введённое в средних моделях PS/2. Это фактический стандарт видеоадаптера с конца 80-х годов. Добавлены: текстовое разрешение 720x400 для эмуляции MDA и графический режим 640x480 с доступом через битовые плоскости. Режим 640x480 замечателен тем, что в нём используется квадратный пиксел, то есть соотношение числа пикселов по горизонтали и вертикали совпадает со стандартным соотношением сторон экрана - 4:3. Дальше появился IBM 8514/a с разрешениями 640x480x256 и 1024x768x256, и IBM XGA с текстовым режимом 132x25 (1056x400) и увеличенной глубиной цвета (640x480x65K).

Устройство

Современная видеокарта состоит из следующих частей:

Графический процессор Система охлаждения

Видеопамять используется для временного сохранения, помимо непосредственно данных изображения, и другие: текстуры , шейдеры , вершинные буферы , Z-буфер (удалённость элементов изображения в 3D-графике), и тому подобные данные графической подсистемы (за исключением, по большей части данных Video BIOS, внутренней памяти графического процессора и т. п.) и коды.

Характеристики видеокарт

• Ширина шины памяти , измеряется в битах - количество бит информации, передаваемой за такт. Важный параметр в производительности карты.
• объём видеопамяти , измеряется в мегабайтах - объём собственной оперативной памяти видеокарты. Больший объём далеко не всегда означает большую производительность.

Видеокарты, интегрированные в набор системной логики материнской платы или являющиеся частью ЦПУ, обычно не имеют собственной видеопамяти и используют для своих нужд часть оперативной памяти компьютера (UMA - Unified Memory Access).

• частоты ядра и памяти - измеряются в мегагерцах, чем больше, тем быстрее видеокарта будет обрабатывать информацию.
• текстурная и пиксельная скорость заполнения , измеряется в млн. пикселей в секунду, показывает количество выводимой информации в единицу времени.

• К важным техническим особенностям, характеризующим видеокарту, можно отнести встроенную систему охлаждения, если она реализована и коннекторы интерфейсов передачи данных.

3D-ускорители

Сам термин 3D-ускоритель формально означает дополнительную плату расширения , выполняющую вспомогательные функции ускорения формирования трехмерной графики . Отображение результата в виде 2D изображения и передача её на монитор не является задачей 3D-ускорителя. В современном понимании 3D-ускорители в виде отдельного устройства практически не встречаются. Почти любая (кроме узкоспециализированных) современная видеокарта, в том числе и современные интегрированные графические адаптеры в составе процессоров и системной логики , выполняют аппаратное ускорение отображения двухмерной и трехмерной графики .

Аппаратное ускорение формирования графических изображений изначально входило в характеристики многих персональных компьютеров , однако первая модель IBM PC штатно располагала только текстовыми режимами и не имела возможности отображать графику. Однако первые видеокарты для IBM PC-совместимых компьютеров с поддержкой аппаратного ускорения 2D- и 3D-графики появились достаточно рано. Так IBM ещё в 1984 начала производство и продажу видеокарт стандарта PGC . PGC была создана для профессионально применения, выполняла аппаратное ускорение построения 2D- и 3D-примитивов и являлась решением в первую очередь для CAD -приложений. Правда IBM PGC имела крайне высокую стоимость. Цена этой видеокарты была гораздо выше самого компьютера. Поэтому существенного распространения такие решения не получили. Справедливости ради стоит сказать что на рынке профессиональных решений были видеокарты и 3D-ускорители других производителей.

Распространение доступных 3D-ускорителей для IBM PC-совместимых компьютеров началось в 1994 году . Развитие графических пользовательских интерфейсов, и в первую очередь операционных систем с графическими пользовательскими интерфейсами, сказалось на развитие видеокарт в целом. От видеокарт требуется быстрое и качественно отображение в высоких разрешениях с большей глубиной цвета. Помимо этого чтобы сократить время реакции действий пользователя и разгрузить центральный процессор компьютера от обработки большого количества графики в составе некоторых видеокарт появляются функции ускорения 2D графики. Так, с ростом популярности Microsoft Windows некоторые графические адаптеры реализуют функции аппаратного отображения курсора, аппаратной заливки областей экрана, аппаратного копирования и переноса областей экрана (в том числе функции аппаратного скроллинга), а также аппаратное отображение 2D примитивов. Развитием этого направления стало появление функций аппаратного отображения 3D примитивов. Первой видеокартой с поддержкой аппаратного ускорения отображения 3D-графики стала Matrox Impression Plus выпущенная в 1994 году (использовала чип Matrox Athena ). Позже в этом же году Matrox представляет новый чип Matrox Storm и видеокарту на основе его Matrox Millennium . Matrox Millennium 1994 года стала первой видеокартой весьма успешной серии Millennium. Видеокарты Millennium выпускались до середины 2000-х годов.

В 1995 году уже несколько компаний выпускают новые графические чипы с поддержкой аппаратного ускорения формирования 3D-графики. Так Matrox выпускает MGA-2064W, Number Nine Visual Technology отмечается выпуском графического процессора Imagine 128-II, Yamaha представляет чипы YGV611 и YGV612, компания 3DLabs выпускает Glint 300SX, а Nvidia - NV1 (который так же выпускается в рамках соглашения с SGS-THOMSON под именем STG2000). В этом же году на основе этих решений выходит большое число видеокарт от различных производителей с поддержкой ускорения 3D-графики.

Настоящим прорывом на рынке 3D-ускорителей и видеокарт с аппаратным ускорением 3D-графики стал 1996 год. Именно этот год стал годом массового внедрения и популяризации аппаратной 3D-графики на IBM PC-совместимых компьютерах. В этому году появляются новые графические решения от 3DLabs, Matrox, ATI Technologies , , Rendition , Chromatic Research , Number Nine Visual Technology , Trident , PowerVR . И хотя на основе этих графических процессоров в этом году выходит множество как 3D-ускорителей, так и полноценных видеокарт с функций ускорения 3D-графики, главным событием становится выпуск 3D-ускорителей на основе набора чипов 3Dfx Voodoo Graphics . Компания 3dfx Interactive до этого производившая специализированные 3D-ускорители для аркадных автоматов представила набор чипов для рынка IBM PC-совместимых компьютеров. Скорость и качество рендеринга трехмерных сцен выполненных картами Voodoo Graphics были на уровне современных игровых автоматов, и большинство производителей видеокарт начали выпуск 3D-ускорителей на основе набора Voodoo Graphics, а вскоре и большинство производителей компьютерных игр поддержали Voodoo Graphics и выпустили новые игры для IBM PC-совместимых компьютеров с совершенно новым уровнем 3D-графики. Произошел взрыв интереса к 3D-играм и соответственно к 3D-ускорителям.

Игровые видеоускорители

Игровые видеоускорители - видеокарты, ориентированные на ускорение 3D-графики в играх .

C 1998 года развивается (компания 3dfx, карта Voodoo2) технология SLI (англ. Scan Line Interleave - чередование строчек), позволяющая использовать мощности нескольких соединённых между собой видеокарт для обработки трёхмерного изображения. См. NVIDIA SLI и ATI CrossFire

Профессиональные видеоускорители

Профессиональные графические карты - видеокарты, ориентированные на работу в графических станциях и использования в математических и графических пакетах 2D- и 3D-моделирования , на которые ложится значительная нагрузка при расчёте и прорисовке моделей проектируемых объектов.

Ядра профессиональных видеоускорителей основных производителей, AMD и NVIDIA , «изнутри» мало отличаются от их игровых аналогов. Они давно унифицировали свои GPU и используют их в разных областях. Именно такой ход и позволил этим фирмам вытеснить с рынка компании, занимавшиеся разработкой и продвижением специализированных графических чипов для профессиональных применений.

Особое внимание уделяется подсистеме видеопамяти , поскольку это - особо важная составляющая профессиональных ускорителей, на долю которой выпадает основная нагрузка при работе с моделями гигантского объёма; В частности, кроме заметно больших объёмов памяти у соотносимых по производительности карт, у видеокарт профессионального сегмента может использоватся ECC-память .

Отдельно стоит продукция фирмы Matrox , чьи узкоспециализированные ускорители по состоянию на 2017 год применялись для работ по кодированию видео, обработке TV-сигнала и работ со сложной 2D-графикой.

Типы графических карт

Дискретные видеокарты

Наиболее высокопроизводительный класс графических адаптеров. Как правило, подключается к высокоскоростной шине данных PCI Express . Ранее встречались видеокарты подключаемые к шинам AGP (специализированная шина обмена данных для подключения только видеокарт), PCI , VESA и ISA . На данный момент современные видеокарты подключаются только через шину PCI Express , а все прочие типы подключений являются устаревшими. В компьютерах с архитектурой отличной от IBM-совместимой встречались и другие типы подключения видеокарт.

Дискретная карта необязательно может быть извлечена из устройства (например, на ноутбуках дискретная карта часто распаяна на материнской плате). Она называется дискретной из-за того что выполнена в виде отдельного чипа (или набора микросхем) и не является частью других компонентов компьютера (в отличии от графических решений встраиваемых в чипы системной логики материнских плат или непосредственно в центральный процессор). Большинство дискретных видеокарт обладает своей собственной оперативной памятью (VRAM), которая часто может обладать более высокой скоростью доступа или более скоростной шиной доступа, чем обычная оперативная память компьютера. Хотя, ранее встречались видеокарты которые полностью или частично использовали основную оперативную память для хранения и обработки графической информации, в настоящее время почти все современные видеокарты используют собственную видеопамять. Также иногда (но достаточно редко) встречаются видеокарты оперативная память которых не установлена в виде отдельных микросхем памяти, а входит в состав графического чипа (в виде отдельных кристаллов, или же на одном кристалле с графическим процессором).

Выполненные в виде отдельного набора системной логики, а не в составе других микросхем, дискретные видеокарты могут быть достаточно сложными и гораздо более высокопроизводительными чем встроенная графика. Кроме того, обладая собственной видеопамятью у дискретных видеокарт нет необходимости делить оперативную память с другими компонентами компьютера (в первую очередь с центральным процессором). Собственная оперативная позволяет не тратить основное ОЗУ для хранения информации, которая не нужна центральному процессору и другим компонентам компьютера. С другой стороны, видеопроцессору не приходится ожидать очереди на доступ к оперативной памяти компьютера к которой может в данный момент обращаться как центральный процессор, так и другие компоненты. Все это положительно сказывается на производительности дискретных видеокарт по сравнению со встроенной графикой.

Такие технологии как