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全面解析nVidia GeForce FX图形处理器

中关村在线 【原创】 作者:中关村在线 清水反应 2002年11月20日 11:54


·NVIDIA CineFX引擎
nVidia是个善于营造新概念和新词汇的图形芯片公司,CineFX中的Cine是Cinematic(电影般的)前四个字面,表示其GeForce FX是为了产生电影般的视觉效果而出现的,这个概念从NV25开始提出,ATi在其推出Radeon 9700的时候也提供了这样的目的。CineFX引擎可以为程序员带来很多的方便:
  • 第一次在PC中引入128bit色彩精度,并且支持在同一个shader程序中的不同色彩精度中切换
  • 可以支持运行长shader程序,从而可以产生更加复杂多样的效果
  • 动态分支、循环进一步增强的流程控制的能力
  • 使用Cg语言提高开发shader程序的效率



新的特性使得创建如图所示的薄膜反射效果更加简单

总的来说,GeForce FX可以带来更加真实的光影、更生动的动画角色、更负责的效果,而且这些都可以实时生成。

nVidia CineFX引擎中整合的16-或者32bit浮点格式(FP16和FP32)使得开发者可以开发出来更高指令的图像。FP32意味着整个图形管线都可以在128bit精度下运行,FP16则在图像和性能方面取得了一些平衡。


游戏Elder Scrolls III: Morrowind截图,更高的精度使得生成的池
水的反射和折射效果的更加逼真,程序员可以从有限的常数和函数充解脱
出来

有了对于FP32和FP16的支持,开发者可以更加灵活的控制shader程序中。比如,在高分辨率材质中建立索引,使用32bit浮点格式可以更加快速的完成。如果材质超过了1024 x 1024(210 x 210,至少需要10bit浮点数来表示),FP32也就成为了必须。通过利用FP16,其它方面的计算结果也可以更精确。我们将会在后面的章节对于这个方面进行较为详细的论述。

  • 顶点处理

前面我们已经提到nVidia CineFX引擎支持更多的指令,因此给了程序员更大的发展空间,使得把其天马行空的想像更加容易的变为现实。对于顶点处理,nVidia CineFX引擎带来了更多的方便:

  • 指令数目从128增加到了65536

  • 更强大的流程控制,动态循环和分支的引入使得指令在流程中具有可前、可后的能力

  • 引入新的功能:Per-component condition codes和Write mask

  • 使用了更高级的指令集,比如BRA、COS、SIN、EX2、LG2等等

这些改变会带来什么好处?通过下面的图中的例子就可以知道,下图所示的是运动中的马戏演员,对于DX8编程需要程序员编写多个shader程序。比如,一个顶点的变化可能影响到4块骨骼,那么开发者至少需要编写4个独立的shader程序(一个用于控制1一块骨骼,另外一个用于同时控制两块骨骼,还有一个用于同时控制三块骨骼或者4块骨骼)。DX9则使得在一个Shader程序来实现对于这4块骨骼的控制,虽然实际上并不象我么说的简化了这么多,但是对于程序员来说真的提高的效率:


 

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