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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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  ● run Forrest!run!

  Pixel Shader的出现是一件让所有人都欢欣鼓舞的事情,程序员们非常高兴,他们就像摘掉了有色眼镜的画家一样,终于拥有了可以正确控制所有像素颜色的可能,一般用户也非常高兴,他们如愿以偿的看到了光,看到了波光淋漓的水面,看到了各种各种各样以前不可能见到的新奇的特效。有了令人“叹为观止”的特效,消费者就会愿意为新游戏买单,于是整个业界也变一片欣欣向荣了。


GPU百科全书第三章 像素处理的那点事儿

nature场景给很多人留下了极其深刻的印象

  当你第一次看到3Dmark01的nature场景时,你是否为能够生活在这个技术发达的美好世界而感到高兴呢?是的,能够在计算机的世界里看到如此美妙且连贯流畅的画面,而且还有人说今后一切特效都可以得到实现,自己掏的cash没有白费,这是一件多么美好的事情啊。包括笔者自己在内,大多数人在那个时代都有着这种幸福甚至是满足的感觉。

GPU百科全书第三章 像素处理的那点事儿
Pixel Shader1.0实现的水面半反射效果

  当然,不是所有人看到新的shader效果之后都会那么的幸福和满足,比如刚刚还很高兴的程序员就开始犯愁了——奇怪,这图像怎么跟自己想象的不太一样啊?

GPU百科全书第三章 像素处理的那点事儿
shader modle1.0的精度依旧不足

  第一代Pixel Shader确实为程序员打开了控制所有像素的大门,但它本身还存在诸多问题,其中最大的问题便来自精度。第一代shader所采用的combine仅能处理整型数据,对于浮点数据则无能为力,这极大地限制了数据处理的精度,进而影响到了数据背后的像素颜色的表现。数据的精度决定颜色的精度,当特效对像素的要求达到一定高度之后,对颜色的正确性也会变得更加敏感,整型数据的运算精度显然不能满足最终效果的要求,连数字都没算对,程序员当然看不到自己想象中的结果了。

GPU百科全书第三章 像素处理的那点事儿
由于精度不足,shader modle1.0的水面永远都是“波澜不惊”的

  Pixel Shader1.0确实为人们带来了比过去更高的对像素控制的自由度,但它距离真正的自由还有极大的距离,与其说它可以实现一切特效,不如说它只能实现“错误的特效”。这种现状显然不可能令一直都处在高速发展状态下的图形界满足,当时图形界刚刚看到了自由的曙光,就好像甩掉助行器的阿甘,才品尝到奔跑带来的快感,显然不可能就此停下。所以大家一起通力合作,大商人制定路线计划和规则,众厂商奋力攻关,终于将Pixel Shader2.0的硬件带到了人们的面前。

GPU百科全书第三章 像素处理的那点事儿
提高像素处理精度之后的效果

  Pixel Shader2.0相对于前代最大的不同来自精度,在Pixel Shader2.0中微软第一次引入了FP24/32浮点数据作为颜色处理的基本精度,而执行这些数据的硬件也从combine转变成了功能更加强大的mini ALU。更加精确的浮点型数据让RGBA数值具备了充足的准确性,这对于最终效果的准确表达起到了决定性的作用。另外,Pixel Shader2.0还提供了更大的指令数,让程序有了比第一代Pixel Shader更好的执行效率。在Pixel Shader2.0的帮助下,程序员就好像治好了近视一样,第一次达到了正确的控制像素以及控制正确的像素的程度,3D图形终于完成了从“美妙”到“栩栩如生”的转变。

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