3D 그래픽 카드란 무엇인가요?
요즘 3D 디스플레이 기술의 발전은 나날이 변화하고 있으며, 최신 기술을 담은 다양한 최신 디스플레이 카드도 끊임없이 등장하고 있으며, 다양한 디스플레이 칩 제조사들도 자사 제품의 독보적인 성능을 선보이고 있습니다. 새로운 제품을 소개할 때 "3선 필터링", "알파 블렌딩", "재료 압축", "하드웨어 t&l" 및 기타 용어와 같은 많은 용어가 여러분을 혼란스럽게 만들 수 있습니다. 지루한 3D 용어를 이해할 수 있도록 이러한 전문 용어를 대중적인 방식으로 제공합니다.
이러한 최신 3D 디스플레이 기술과 기능은 현재 널리 보급되어 있거나 앞으로 널리 보급될 3D 그래픽 카드 기술 표준이 될 것입니다. 미래를 내다보면 디스플레이 기술은 21세기에 들어서면서 확실히 새로운 단계로 접어들게 될 것입니다. 디스플레이 기술과 그래픽 카드 시장이 결국 어디로 갈지 기다려 보겠습니다!
16비트, 24비트, 32비트 컬러
16비트 컬러는 65,536가지 색상을 모니터에 표시할 수 있고, 24비트 컬러는 1,670만 가지 색상을 표시할 수 있습니다. 32비트 색상은 기술적인 개념일 뿐이며 실제 표시되는 색상 수는 24비트 색상과 동일하며 1,670만 색상에 불과합니다. 프로세서의 경우 32비트 색상으로 그래픽 이미지를 처리하려면 24비트 색상을 처리하는 것보다 더 높은 로드와 작업 부하가 필요하며 사용자는 32비트 색상 모드에서 실행하려면 더 많은 메모리가 필요합니다.
2D 카드
3D 가속 엔진이 없는 일반 그래픽 카드입니다.
3D 카드
3D 그래픽 칩이 탑재된 디스플레이 카드입니다. 하드웨어 기능은 3차원 이미지 처리를 완료하여 CPU의 작업량을 줄일 수 있습니다. 일반적으로 3D 가속기 카드에는 2D 가속 기능도 포함되어 있지만 voodoo2와 같이 3D 이미지 가속 기능만 있는 일부 디스플레이 카드도 있습니다.
가속 그래픽 포트(agp) 고속 그래픽 가속 인터페이스
AGP는 PCI의 일부 단점을 보완하기 위해 등장한 PC 버스 시스템이다. AGP는 PCI보다 작동 주파수가 높으므로 전송 속도가 더 빠릅니다. AGP는 시스템 메모리를 재료 캐시로 사용할 수 있지만 PCI 3D 그래픽 카드에서는 재료를 그래픽 카드의 비디오 메모리에만 저장할 수 있습니다.
알파 블렌딩(투명 블렌딩)
물이나 유리 등을 통해 보이는 흐릿하고 투명한 장면 등 사물을 투명하게 보이도록 하는 기술이다. 이전 소프트웨어 투명도 처리에서는 모든 투명 객체에 동일한 투명도 매개변수를 부여했는데 이는 분명히 비현실적입니다. 오늘날의 하드웨어 투명도 혼합 처리는 객체의 투명도를 구체적으로 저장하기 위해 빨간색, 녹색 및 파란색 외에 픽셀에 다른 값을 추가합니다. 고급 3D 칩은 최소 256개 수준의 투명도를 지원해야 합니다. 모든 물체(물이든 금속이든)에는 높음과 낮음만 있는 투명도 값이 있습니다.
이방성 필터링(anisotropic filtering)
(먼저 이중선형 필터링과 삼선형 필터링을 참고하세요) 이방성 필터링은 최신 필터링 방법으로 매핑 포인트가 필요합니다. 주변에 8개 이상의 픽셀이 있어야 합니다. 정사각형이 샘플링되고 평균값이 얻어져 픽셀에 매핑됩니다. 많은 3D 가속기 카드의 경우 8개 이상의 픽셀 샘플을 사용한 이방성 필터링은 삼선형 필터링보다 더 많은 픽셀 채우기 속도가 필요하기 때문에 거의 불가능합니다. 하지만 3D 게임의 경우 이방성 필터링은 삼선형 필터링보다 그림을 더 사실적으로 만들고 자연스럽게 처리할 수 있기 때문에 매우 중요한 기능입니다.
안티 앨리어싱(가장자리를 부드럽게 하거나 안티 앨리어싱)
3D 이미지에서 객체의 가장자리는 항상 다소 삼각형 앨리어싱으로 나타나기 때문에 안티 앨리어싱은 사진을 부드럽고 자연스럽게 만드는 방법으로, 이미지 품질을 향상시켜 더 부드럽게 만듭니다. 요즘에는 최신 전체 화면 안티 앨리어싱(전체 화면 안티 앨리어싱)을 사용하여 다각형 교차점(특히 작은 다각형 조합)의 정렬 불량을 효과적으로 제거하고 파노라마 안티 앨리어싱을 적용할 때 이미지 왜곡을 줄일 수 있습니다. 처리된 후 다양한 수준의 앤티앨리어싱 효과를 얻으려면 이미지 근처의 픽셀을 2-4번 샘플링해야 합니다.
3dfx는 드라이버에 2x2 또는 4x4 앤티앨리어싱 효과를 추가합니다. 칩 시리즈에 따라 듀얼 칩 voodoo5는 2x2 앤티앨리어싱 효과를 제공할 수 있으며 4칩 카드는 더 높은 4x4 앤티앨리어싱 수준. 즉, 이미지의 가장자리와 측면의 픽셀 색상을 혼합한 다음 원래 위치의 점을 혼합 특성을 가진 새로 생성된 점으로 대체하여 객체의 모양을 부드럽게 하고 앨리어싱을 제거하는 효과를 얻는 것입니다. .
API(응용 프로그래밍 인터페이스) 응용 프로그래밍 인터페이스
API는 3D 프로그램과 3D 디스플레이 카드 사이에 존재하는 인터페이스로, 이를 통해 소프트웨어가 하드웨어에서 실행될 수 있습니다. 3D 가속 기능을 사용하려면 글라이드, 다이렉트3d, OpenGL 등 디스플레이 카드에서 지원하는 API를 사용해 프로그램을 작성해야 합니다.
이중선형 필터링
은 가장 기본적인 3D 기술입니다. 이제 거의 모든 3D 가속기 카드와 게임이 이 필터링 효과를 지원합니다. 텍스처가 작은 것에서 큰 것으로 변경되면 필연적으로 "모자이크" 현상이 발생하며 필터링을 통해 이 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다. 이는 원본 자료의 서로 다른 픽셀 사이의 이미지를 부드럽게 만들어 이미지를 부드럽게 만드는 것입니다. 그 역할은 대상 텍스처의 픽셀 포인트를 중심으로 하고, 해당 포인트 근처의 4개 픽셀의 색상 값을 평균화한 다음, 이 평균 색상 값을 대상 이미지 픽셀의 위치에 붙여넣는 것입니다. 이중선형 필터링을 사용하면 서로 다른 픽셀 사이의 전환이 더 부드러워지지만 이중선형 처리 후 이미지는 약간 흐릿하게 나타납니다.
환경 매핑 범프 매핑(Environment Mapping Bump Mapping)
현실 세계의 물체 표면은 매끄럽지 않기 때문에 실제 물체의 범프를 반영하기 위해서는 범프 시뮬레이션 기술이 필요합니다. 물결 모양 및 주름 효과. 기존 3D 그래픽 카드는 대부분 볼록-오목 매핑을 근사화하기 위해 엠보싱 효과를 사용하며, 미묘한 가장자리와 모서리의 반사 효과 및 복잡한 다중 환경 광원의 효과를 표시하기가 어렵습니다. 또한 물의 파동이나 기류와 같은 특수한 유체의 효과도 표현할 수 없습니다. 환경 매핑 범프 맵은 표준 표면 텍스처에 다른 텍스처 레이어를 매핑합니다. 텍스처의 내용은 동일하지만 위치가 잘못 정렬된 정도는 깊이 정보와 광원 위치에 따라 결정됩니다. 텍스처는 다양한 표현 객체에 따라 상위 레이어로 추가 처리되어 실제 객체 표면의 볼록 및 오목 주름을 사실적으로 시뮬레이션합니다.
Gouraud 쉐이딩(Gouraud 렌더링)
이는 현재 널리 사용되는 쉐이딩 방법입니다. 이는 다각형의 각 점에 대해 연속적인 색상환을 제공합니다. 즉, 각 다각형을 렌더링할 수 있습니다. 무제한 색상을 사용하세요. 매우 풍부한 색상과 부드러운 색상 변경 효과로 개체를 렌더링합니다.
mip-mapping (mip mapping)
mip-mapping의 핵심 기능은 객체의 피사계 심도 위치가 변경될 때 거리에 따라 크기를 다르게 붙이는 것입니다. . 객체 근처의 대형 512x512 재질 및 먼 객체의 작은 텍스처와 같은 재질 맵입니다. 이는 더 나은 시각적 효과를 제공할 뿐만 아니라 시스템 리소스도 절약합니다.
퐁 셰이딩(보색 컬러 렌더링)
이것은 현재 가장 훌륭하고 복잡한 셰이딩 방법이며, 고로 셰이딩보다 효과가 더 좋습니다. 이 모델의 장점은 "정반사" 처리에 있습니다. 투사된 빛의 총 강도 값을 모델의 각 지점에 할당하여 매우 높은 표면 밝기를 달성하여 "정반사" 효과를 얻을 수 있습니다.
s3tl(변형 및 조명)("변형 및 광원" 기술)
이 기술은 NVIDIA의 최신 t&l 기술과 유사하여 CPU의 기하학적 연산 프로세스를 크게 줄일 수 있습니다. 3D 파이프라인 . "변형 및 조명" 엔진은 향후 OpenGL 및 DirectX 7 그래픽 인터페이스에서 사용될 수 있으며 게임의 다각형 생성 속도를 4~10배 증가시킵니다.
이는 소프트웨어의 복잡성을 크게 줄이고 CPU의 계산 부담을 크게 줄여줍니다. 따라서 CPU 부동 소수점 속도가 느린 시스템도 이 기술을 지원하여 더 빠른 속도의 그래픽을 가질 수 있습니다.
s3tc (s3 텍스처 압축)/dxtc/fxt1
S3tc는 s3 회사에서 제안한 텍스처 압축 형식으로, 텍스처를 압축하여 시스템 대역폭을 절약하고 효율성을 높이는 것이 목적입니다. s3tc는 압축을 사용하여 더 많은 텍스처를 저장하기 위해 제한된 텍스처 캐시 공간을 사용합니다. 6:1 압축 비율을 지원하므로 6m 텍스처를 1m로 압축하여 머티리얼 캐시에 저장할 수 있으므로 캐시 시간도 절약됩니다.
dxtc와 fxt1은 모두 s3tc와 유사한 기술입니다. 이들은 각각 Microsoft와 3dfx에서 개발한 텍스처 압축 표준이지만 dxtc는 direct 6에서 지원을 제공했지만 지금까지 fxt1에서는 지원하지 않았습니다. s3tc보다 높은 압축률(8:1)을 제공하며 새로운 버전의 3dfx 글라이드에서도 지원됩니다.
t&l(변환 및 조명) 변형 및 광원 처리
이는 과거 그래픽 카드 기술에서 화질을 향상시키기 위해 엔비디아가 개발한 새로운 기술입니다. 물체 이미지를 실제처럼 보이게 하려면 디자인에서 폴리곤 수를 늘려야 하며, 이로 인해 폴리곤 수를 적게 사용하면 그림이 거칠어집니다. Geforce256에 사용된 t&l 기술은 물체의 다각형을 늘리지 않고도 물체 표면의 가장자리 매끄러움을 더욱 향상시켜 이미지를 더욱 현실적이고 정확하며 생생하게 만드는 것이 특징입니다. 또한 광원의 역할에도 주목했습니다. 기존 광원 처리는 상대적으로 단순하고 생생함이 전혀 부족한 반면, geforce256은 하드웨어 측면에서 강력한 광원 처리 기능을 갖추고 있으며 8개의 독립적인 광원을 지원합니다. GPU 지원, 실시간 처리 광원은 사진을 더욱 생생하고 현실감있게 만들고 반사 광원 효과를 생성할 수 있습니다.
삼선형 필터링(삼중선형 필터링)
삼선형 필터링은 서로 다른 조합 수준에서 텍스처 전환이 발생할 때 발생하는 조합 중첩 현상을 줄이거나 제거하는 데 사용됩니다. 이중선형 필터링 및 결합 처리 매핑과 함께 사용해야 합니다. 삼선형 필터링은 이중선형 필터링을 사용하여 가장 가까운 두 개의 로드 수준 텍스처에서 샘플링하여 새로운 픽셀 값을 얻습니다. 이를 통해 서로 다른 두 깊이 수준 간의 텍스처 전환을 더 부드럽게 만듭니다. 이 때문에 삼선형 필터링은 이중선형 필터링을 두 번 사용해야 한다. 즉, 2x4=8픽셀의 값을 계산해야 한다. 많은 3D 가속기의 경우 두 클럭 사이클의 계산 시간이 소요됩니다.
w-buffer
w-buffer의 기능은 z-buffer와 유사하지만 범위가 더 작고 정확도가 더 높습니다. 서로 다른 객체와 동일한 객체의 부분 사이의 위치 관계를 더 자세히 처리할 수 있습니다.
z-buffer
3D 객체의 깊이 정보를 처리하는 기술로, 동일한 객체의 다른 부분과 다른 객체의 현재 z 좌표를 기록합니다. 다른 개체 뒤에 구조가 표시되지 않도록 합니다. z 버퍼에 사용되는 비트 수가 많을수록 제공할 수 있는 피사계 심도 값이 더 정확해집니다. 대부분의 그래픽 칩은 이제 24비트 z-버퍼를 지원하고 8비트 템플릿 버퍼를 추가하여 32비트 z-버퍼를 형성합니다.