Transformieren, ausschneiden und beleuchten - Transform, clipping, and lighting
Transformieren, Ausschneiden und Beleuchten ( T & L oder TCL ) ist ein Begriff, der in der Computergrafik verwendet wird .
Überblick
Transformation ist die Aufgabe, eine zweidimensionale Ansicht einer dreidimensionalen Szene zu erzeugen . Beschneiden bedeutet, dass nur die Teile der Szene gezeichnet werden, die nach Abschluss des Renderns im Bild vorhanden sind. Die Beleuchtung ist die Aufgabe, die Farbe der verschiedenen Oberflächen der Szene anhand von Beleuchtungsinformationen zu ändern.
Hardware
Hardware T & L hatte verwendet Arcade - Spiel - System - Boards seit 1993 und nach Hause Videospiel - Konsolen seit dem Sega Saturn 's SCU-DSP und Sony PlayStation ' s GTE 1994 und der Nintendo 64 's RSP 1996, obwohl es wasn' t traditionelle Hardware-T & L, aber immer noch Software-T & L, die auf einem Coprozessor anstelle der Haupt-CPU ausgeführt wird und auch für rudimentär programmierbare Pixel- und Vertex-Shader verwendet werden kann. Traditionellere Hardware-T & L wurden 2001 auf Konsolen mit GameCube und Xbox angezeigt (die PS2 verwendet immer noch einen Vektorkoprozessor für T & L). Personal Computer implementierten T & L bis 1999 in Software, da davon ausgegangen wurde, dass schnellere CPUs mit den Anforderungen an ein immer realistischeres Rendering Schritt halten können. Allerdings 3D - Computerspiele produziert wurden von der Zeit immer komplexe Szenen und detaillierte Lichteffekte viel schneller als die Zunahme der CPU - Rechenleistung.
Die GeForce 256 von Nvidia wurde Ende 1999 veröffentlicht und führte die Hardware-Unterstützung für T & L auf dem Markt für PC- Grafikkarten für Endverbraucher ein. Die Vertex-Verarbeitung war nicht nur aufgrund der T & L-Hardware schneller, sondern auch aufgrund eines Caches, der es in bestimmten Situationen vermieden hat, denselben Vertex zweimal zu verarbeiten. Während DirectX 7.0 (insbesondere Direct3D 7) die erste Version dieser API war, die Hardware-T & L unterstützte, hatte OpenGL sie viel länger unterstützt und war in der Regel die Aufgabe älterer, professionell ausgerichteter 3D-Beschleuniger, die anstelle von CAD ( Computer Aided Design ) entwickelt wurden Spiele.
S3 Graphics brachte den Savage 2000- Beschleuniger Ende 1999 kurz nach GeForce 256 auf den Markt, aber S3 entwickelte nie funktionierende Direct3D 7.0-Treiber, die die Unterstützung von Hardware-T & L ermöglicht hätten.
Nützlichkeit
Hardware T & L hatte zu dieser Zeit keine breite Anwendungsunterstützung in Spielen (hauptsächlich aufgrund von Direct3D-Spielen, die ihre Geometrie auf der CPU transformierten und keine indizierten Geometrien verwenden durften), so dass Kritiker behaupteten, dass es wenig realen Wert habe. Anfangs war es nur in einigen OpenGL-basierten 3D- Ego-Shooter- Titeln der damaligen Zeit von Vorteil , insbesondere in der Quake III Arena . 3dfx und andere konkurrierende Grafikkartenhersteller behaupteten, dass eine schnelle CPU das Fehlen einer T & L-Einheit ausgleichen würde.
Die erste Antwort von ATI auf GeForce 256 war der Dual-Chip Rage Fury MAXX . Durch die Verwendung von zwei Rage 128-Chips, die jeweils einen alternativen Frame darstellen, konnte sich die Karte der Leistung von SDR-Speicher-GeForce 256-Karten annähern, aber die GeForce 256 DDR behielt weiterhin die Höchstgeschwindigkeit bei. ATI entwickelte zu dieser Zeit eine eigene GPU, die als Radeon bekannt war und auch Hardware-T & L implementierte.
Der Voodoo5 5500 von 3dfx verfügte nicht über eine T & L-Einheit, konnte jedoch die Leistung der GeForce 256 erreichen, obwohl der Voodoo5 zu spät auf den Markt kam und bei seiner Veröffentlichung nicht mit der nachfolgenden GeForce 2 GTS mithalten konnte .
STMicroelectronics ' PowerVR Kyro II , im Jahr 2001 veröffentlicht, war in der Lage , die kostspieligeren ATI Rivalen Radeon DDR und NVIDIA GeForce 2 GTS in Benchmarks der Zeit, obwohl sie nicht mit Hardware - Transformation und Beleuchtung. Da immer mehr Spiele für Hardware-Transformation und Beleuchtung optimiert wurden, verlor das KYRO II seinen Leistungsvorteil und wird von den meisten modernen Spielen nicht unterstützt.
Der 3DMark 2000 von Futuremark verwendete stark Hardware-T & L, was dazu führte, dass sowohl Voodoo 5 als auch Kyro II in den Benchmark-Tests schlecht abschnitten, hinter preisgünstigen T & L-Grafikkarten wie der GeForce 2 MX und der Radeon SDR.
Industriestandardisierung
Bis zum Jahr 2000 würde nur noch ATI mit seiner vergleichbaren Radeon 7xxx- Serie in direkter Konkurrenz zu Nvidias GeForce 256 und GeForce 2 stehen . Bis Ende 2001 würden alle diskreten Grafikchips Hardware-T & L haben.
Die Unterstützung von Hardware T & L sicherte der GeForce und Radeon eine starke Zukunft, im Gegensatz zu ihren Direct3D 6-Vorgängern, die sich auf Software T & L stützten. Während Hardware T & L keine neuen Rendering-Funktionen hinzufügt, ermöglichte die zusätzliche Leistung viel komplexere Szenen, und eine zunehmende Anzahl von Spielen empfahl es trotzdem, mit optimaler Leistung zu laufen. GPUs , die T & L in der Hardware unterstützen, gehören normalerweise zur DirectX 7.0-Generation.
Nachdem Hardware-T & L in GPUs zum Standard geworden war, war DirectX 8.0 mit vollständig programmierbaren Vertex- und Pixel-Shadern der nächste Schritt in der 3D-Computergrafik . Viele frühe Spiele mit DirectX 8.0-Shadern wie Half-Life 2 haben diese Funktion jedoch optional gemacht, sodass DirectX 7.0-Hardware-T & L-GPUs das Spiel weiterhin ausführen können. Beispielsweise wurde die GeForce 256 bis etwa 2006 in Spielen wie Star Wars: Empire at War unterstützt .