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凡事总有第一次嘛

GPU大百科全书第三章:像素处理那点事儿

CBSi中国·ZOL 作者:中关村在线 顾杰 责任编辑:林光楠 【原创】 2011年07月23日 05:00 评论
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  ● 凡事总有第一次嘛

  在可编程shader出现之前,人们对像素的操作实际上仅仅能够称之为染色。当时的我们可不像现在这么幸福,那时候对特效的处理只能通过固定的单元来直接实现,每一代API下所能够实现的特定的特效,都需要通过预先将其固化成固定指令的形式出现在硬件中,而对于像素的处理,也仅能局限于固化指令所能够允许的范围内,一旦像素进入管线,程序员就失去了对他的控制。因此,可编程shader尤其是Pixel Shader的出现,在当时是一件轰动的大事,Pixel Shader的出现,标志着程序员在像素级层面上第一次具备了可以精确而且随心所欲的控制自己想要实现特效的能力。


GPU百科全书第三章 像素处理的那点事儿
DirectX 7的不可编程像素流水线处理的画面

  其实说起来,想要在像素层面上精确控制并不是一件非常复杂的事情。颜色的表现来自构成它的三原色的混合度以及透明度,而三原色以及透明度在计算机的世界里都是可以通过数字来精确度量和表达的。所以对于像素来说,只要能够随心所欲的处理构成它颜色以及透明度的RGBA这四组数字,就可以精确控制一个像素的颜色表现。这件事听上去似乎很简单,做起来就是另一回事了,尽管只要将固定管线替换成可以任意处理方程的可编程运算单元就能实现上述目的,但毕竟大家在固化单元里生活里很多年了,想迈出突破性的第一步是很艰难的。

GPU百科全书第三章 像素处理的那点事儿
DirectX一直都会在程序员最需要的时候及时出现

  这世界上其实并不存在什么无法克服的困难,关键在于人们有没有动力去克服它。能够控制像素这件事,不仅对程序员来说诱惑极大,对最终用户也有着非常重要的意义,更好的图形表现是行业发展下去的根本动力,而行业的蓬勃发展就意味着滚滚钞票的到来,所以大商人微软再次体现了它的无处不在,2001年微软发布了全新的图形API——DirectX 8,正式将可编程shader program引入到了桌面图形界,并宣称透过shader,人们可以实现电影工业中CG一般的真实特效。微软这一推动的作用是极其明显的,就算固化单元里的生活再怎么安逸宁静,大商人放话要求可编程单元来执行新的指令,不出来帮衬一下显然太不给面子了,于是,第一代Pixel shader单元也就应运而生了。

GPU百科全书第三章 像素处理的那点事儿
DirectX 8的出现让很多波动的水面之类的特效得以实现

  第一代完全符合DirectX 8要求的图形构架均采用可编程单元来替代固定指令渲染管线,算术单元的引进成了这些构架共同的特征,它们都通过支持INT16及FX12数据格式的combine单元来执行对像素RGBA数据的运算处理。使用可编程的具备直接执行能力的算术运算单元来代替固定指令处理像素,这让程序员得以实现许多过去根本无法想象的特殊视觉效果,通过直接使用数学关系来对应图形,真实的表面光照效果、界面半反射、散射以及折射等等视觉效果让人们彻底摆脱了单纯alpha贴图的乏味。可编程shader program,尤其是Pixel Shader的出现,标志着人类正式进入了游戏应用向电影特效进军的时代。

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