Radeon2的杀手锏──Smart Shader

Author: 朱云 Date: 2001年 31期

?牐犛捎贜VIDIA在事实上已经垄断了PC显示市场,失去竞争活力,这不能不令人担忧。因此有识之士无不盼望着NVIDIA的对手们尽快强大起来,每当出现一款能够向GeForce系列显卡挑战的产品,必定引起业界的关注与轰动,过去ATI的Radeon是这样,ST(意法半导体)的KyroII也是如此,ATI还未露面的Radeon2更是如此。
  ?牐犓孀臨adeon2相关的各项专利技术相继公开,行业巨头如英特尔和微软也纷纷为ATI撑腰、打气,ATI似乎在不知不觉间站到了PC舞台的聚光灯下,成了人气不断上升的主角。ATI继TruForm曲面处理技术之后,又于近日介绍了DirectX 8.1兼容的Smart Shader可编程引擎,这让我们对即将登场的Radeon2神往不已。
  ?牐牼烤筍mart Shader能否帮助Radeon2挑战NVIDIA的“一代天骄”GeForce3呢?让我们深入浅出地分析一下,看个究竟。
  #1?牐燫adeon2如虎添翼
  ?牐犇壳翱蠢矗琑adeon2的主要技术基础构建于TruForm和Smart Shader两大智能技术之上,当然,在不远的将来ATI也可能再次透露Radeon2令人好奇的一鳞半爪。
  ?牐燭ruForm曲面技术实际上主要基于DirectX 8.0中的N-Patch,它是将曲面分解为小三角形进行几何处理与纹理渲染的一种方法,TruForm的含义可以理解为“真实形体”。但是为了与NVIDIA参与制定的N-Patch规范拉开距离,ATI一不做二不休,又在TruForm中添上了将普通多边形建模的3D物体曲面化的方法,这样TruForm就可以顺理成章变成3D游戏从多边形为主向曲面化顺利转变的中间桥梁。在这一点上NVIDIA的想法更加激进,它在GeForce3中配备了与众不同的“四边曲面”处理功能,简单地说就是完全以曲面作为各阶段3D处理的基本单位——当年NV2就是因为“四边曲面”的渲染模式输给了以三角形(多边形)为基础的Voodoo等主流产品,那次失败几乎导致NVIDIA一蹶不振;当然现在NVIDIA正踌躇满志,希望随心所欲地引导3D技术的发展方向。
  ?牐牰鳤TI新推出的Smart Shader技术则源于DirectX 8.0中引入的Vertex Shader(顶点处理单元)和Pixel Shader(像素处理单元),但是主要基于DirectX 8.1改进过的两种Shader。Shader最初是3D渲染中的明暗涂色装置,现在被广泛引伸到几何顶点和光栅像素处理的范畴,译为“效果引擎”最为恰当。微软使用Shader来表示可以比较自由地改变工作方式的3D处理架构,说穿了就是给3D芯片内的标准运算单元编写各种不同的小程序来实现特定的3D功能,Vertex Shader是对构成3D物理的三角形顶点进行处理的,而Pixel Shader是对屏幕显示的每个像素进行处理的。DirextX 8.1的改进在于加强了上述两种Shader的灵活性,这就是为什么ATI将自己的技术称为“智能效果引擎”。
  ?牐犞种旨O蟊砻鳎盼猂200的Radeon2将很快被公布,因此最合理的预期是Radeon2于今年夏末秋初正式登场。尽管我们还很难了解Radeon2的准确指标,但是从TruForm和Smart Shader的实力来看,Radeon2比GeForce3只会强不会弱,趁着NVIDIA还未能广泛推广DirectX 8.0新功能的机会,这次ATI很有机会赶上来——尽管届时GeForce3的Ultra版和简化版NV17将加入战团,但是ATI也有“半个 Radeon2”的RV 200进行还击。
  #1?牐燬mart Shader成为新的DX标准
  ?牐犇敲淳烤笵irectX 8.1比8.0版本有多大的进步呢?或者说Smart Shader比VertexShader和PixelShader有那些改进呢?其实NVIDIA全力推广的T&L引擎早已比较成熟,因此DirectX 8.0中的Vertex Shader没有什么问题;而可编程的渲染引擎即使在GeForce3上也是问题多多,当然微软这次升级API主要针对的就是Pixel Shader(性能对比参见下表)。(^31030101b^)新的Pixel Shader将单周期渲染的最大纹理数由4重提高到6重,最大的可编程序长度由12个指令变成了22个指令,纹理数据的寻址方式也由40种增加到无穷多种——这说明微软采纳了更加底层的Shader指令和更加复杂的Shader程序。本来Pixel Shader的程序分成地址Shader和色彩Shader两种,新版的Shader编程语言统一这两种程序,简化了编写过程。
  ?牐燦VIDIA和ATI在各自图形芯片中集成的Shader处理单元可以实现很多超酷的图形效果,例如通过顶点处理单元来实现实时阴影和物体变形的效果。ATI Smart Shader技术中的顶点处理功能要比nVIDIA Geforce3 nFinite FX 引擎中的顶点处理功能强很多,Radoen2芯片可以为图形的每个顶点处理多达16组的独立数据流,游戏设计人员编制出来的一个典型顶点处理程序可以拥有128条指令,其中就包含了96个顶点数值并利用到了12个临时数据寄存器。
  ?牐燚irectX 8.1的演示效果(见图)(^31030101a^)很引人注目,ATI特别声称有4种效果是Smart Shader独有的。这4种效果是Ture Phong Shading(真实高亮度涂色)、Anisotropic Lighting(各向异性光照)、Advanced Bump Mapping(先进凹凸贴图)和Procedural Textures(程序生成纹理)。
  ?牐犓婕碞VIDIA就声明GeForce3也能够实现这些DirectX 8.1的3D特效,这是为什么呢?据NVIDIA的内幕消息,相对于DirectX 8.0中的1.1版Pixel Shader,DirectX 8.1集成了两种版本的新Pixel Shader:GeForce3的nfiniteFX引擎兼容的1.2/1.3版,和Radeon2的Smart Shader引擎兼容的1.4版。光看版本号也可以知道,这一回ATI在Pixel Shader的争夺中占了上风,就像当初NVIDIA在制定Vertex Shader标准时获得领先一样。
  #1  ATI VS NVIDIA
  ?牐犜谔傅紸TI的计划和Radeon2的实力时,我们总是不得不提到NVIDIA,毕竟现在是人家说了算。NVIDIA目前以坚定的意志把3D市场推向自己计划的方向,毫不顾忌其它公司的反对和用户的意愿。
  ?牐燦VIDIA这种敢于同“全世界”为敌的惊人姿态,也引起了不少IT巨头的不满。英特尔早就反感NVIDIA产品对AMD的优化,也抱恨于i740/752的失败,再加上NVIDIA决心进军主板芯片组市场,英特尔因而把NVIDIA看作自己潜在和危险的对手;微软一向是NVIDIA的合作伙伴,可以说NVIDIA就是随着微软的DirectX发展起来的,现在NVIDIA不愿再臣服于微软制定的3D发展方向,终于在DirectX 9.0的开发会议上拒签保密协定,被微软从首要的合作伙伴名单中除名。
  ?牐犖痪拥诙腁TI的实力同NVIDIA相比相差并不太远。在技术方面,ATI产品的3D速度略逊于NVIDIA(Radeon2一出,形势定会有所改变),但是图形质量有一定的优势,而且ATI在视频方面具有压倒性的实力;在笔记本电脑市场,ATI的Mobility Radeon能够阻止GeForce2 Go的进攻;在专业绘图卡方面,ATI新购入的FireGL系列比NVIDIA的Quadro系列更加根深蒂固;在苹果电脑中,Radeon也比GeForce2 MX更为成熟。然而,在市场方面,ATI就不能同NVIDIA相提并论了,最近ATI总算放开了显示芯片的出售,一下子涌现出了不少生产ATI“兼容显示卡”的小公司,尽管暂时还不能同NVIDIA旗下的“正规军”正面对抗,但是这已经足以将ATI的市场占有率提升到引起潜在顾客重视的程度。
  ?牐犠凵纤觯肮爬稀倍帧肮虐濉钡腁TI正在努力地做出改变,希望借着环境的支持和自身的努力挑战NVIDIA的3D之王的显赫地位。
  ?牐犖颐且才瓮鸕adeon2凭借TruForm和Smart Shader等独特的技术,能够显著提高3D游戏的图形表现和游戏感受。而且有竞争就有价格战,希望更加强大的ATI能迫使NVIDIA不再孤芳自赏,不再强硬地操纵市场价格。