Архитектурные особенности и технические характеристики видеоадаптеров

сожалению, пока только одна игра Rage Expendable использует этот

восхитительный эффект. Хотя перспектива применения Environment mapped

Bump mapping видится гораздо шире - в реальном мире рельефных или

шероховатых поверхностей намного больше чем гладких. Естественно возникает

вопрос: почему бы производителям игр не наброситься сразу на эту методику,

делающую игры более фотореалистичными? Ответ банален, как, и в случае с

технологией сжатия текстур S3TC: пока ту или иную технологию

поддерживает только избранные чипсеты, никто не станет делать игры, не

рассчитанные на широкое использование на всех акселераторах. Вот появись

еще пара чипсетов с поддержкой Environment mapped Bump mapping, то, думаю,

массовый выход игр с рельефными текстурами стал бы реальностью. К

сожалению, должен отметить, что пока никто не заявил о поддержке

Environment mapped Bump mapping в своих чипсетах, хотя эта технология уже

присутствует в DirectX 7.0. Так что же такое Environment mapped Bump

mapping? Это аппаратное ускорение рельефного текстурирования с

использованием карт окружающей среды. Environment mapped Bump mapping

представляет собой комбинирование трех различных текстурных карт для

каждого пикселя: карты рельефа, карты окружающей среды и базовой карты.

Карта рельефа представляет собой карту высот в форме полутонового

черно-белого побитового изображения. Эта информация о высотах

преобразуется в карту, содержащую значения смещений для каждой координаты

текселя рельефной текстуры. Эти значения считываются первым блоком

обработки текстур и затем используются блоком обработки рельефной карты для

сдвига координат карты окружения. Затем происходит выборка текселей

по смещенным координатам карты окружения и передаются во второй блок

обработки текстур. Тексели карты окружения, имеющие отклонения в

координатах, хранятся в пиксельном кеше. На этом завершается первый

проход. Во втором проходе тексель из карты окружения выбирается первым

текстурным блоком, соответствующий тексель из базовой текстуры выбирается

вторым текстурным блоком. Они смешиваются, в результате получается

рельефный тексель.

А теперь вернемся к конструктивным особенностям Matrox Millennium G400

MAX. Сразу бросается в глаза наличие двух разъемов для вывода

видеосигнала. Ну про первый из них все ясно, оно для подключения основного

монитора, а вот второе гнездо - особенное. Существует два варианта его

использования, о что можно увидеть в драйверах. Первый вариант - TV-out. В

комплекте с платой поставляется переходник "VGA - TV-out", который одним

концом подключается ко второму гнезду VGA, а на другом находятся разъемы S-

Video и Composite для подключения к телевизору или видеомагнитофону.

Таким образом можно получить изображение на телевизоре очень хорошего

качества, при этом картинка на мониторе остается стабильной и не портится

как это происходит на многих картах с TV-out. Второй вариант, наиболее

интересный - это возможность подключения второго монитора, который может

быть задействован двумя способами: использование второго монитора как

дублера первого (то есть на втором полностью повторяется изображение с

первого). использование второго монитора для расширения рабочего

стола. Этот вариант мы рассмотрим подробнее. При активизации режима

расширения рабочего стола мы получаем следующую закладку в драйверах:

В данном случае мы можем выбрать один из двух мониторов и конкретно для

него осуществить настройки по разрешению, частоте регенерации и др. То

есть, Matrox Millennium G400 MAX имеет два раздельных модуля CRTC (Cathode

Ray Tube Controller), которые позволяют использование двух мониторов

независимо друг от друга. Таким образом, к Matrox Millennium G400 MAX можно

подключать совершенно разные по своим характеристикам мониторы (кроме LCD,

для них требуется отдельный модуль). После настройки обоих мониторов (я

сделал на обоих одинаковое разрешение 1024х768) мы можем видеть необычного

размера рабочий стол и окно приложения (я растянул его на оба монитора):

А вот как это выглядит на двух мониторах: И в конце рассмотрения

особенностей платы коснемся комплектации. Карта поставляется в красочной

коробке, с ней идет CD-ROM с программным обеспечением (в том числе с игрой

Expendable, поддерживающей Environment mapped Bump mapping),

руководство пользователя и переходник TV-out. Ну что ж, приступим к

тестированию. Компьютер, на котором мы испытываем видеокарты, имеет

следующую конфигурацию процессор Intel Pentium III - 500 MHz;

системная плата ASUS P3B-F (i440BX); оперативная память 128 Mb PC-100;

жесткий диск Quantum FB CR 6.4GB; монитор ViewSonic P810 (21');

операционная система - MS Windows 98. Рассмотрим процесс установки

видеокарты Matrox Millennium G400 MAX. Для тестирования мы использовали

последние опубликованные драйвера версии 5.25. Также мы получили и

бета-версии новых драйверов версии 5.30 и мини-драйвера TurboGL. Испытав

версию 5.30, мы получили схожие с 5.25 результаты в DirectX и небольшой

прирост скорости в OpenGL. При использовании же TurboGL-драйвера,

прирост производительности в OpenGL был существенен. Поэтому мы

использовали официально вышедшие драйвера версии 5.25 и отдельно - бета-

версию мини-драйвера TurboGL. К сожалению, должен отметить, что драйвера

не имеют почти никаких настроек 3D, поэтому пришлось установить утилиту

G400 Tweak v.004. Эта программа позволяет регулировать Vsync (синхронизацию

частот дискретизации карты и кадровой развертки монитора), устанавливать

32-битный Z-буфер, включение Environment mapped Bump mapping и другое.

Тестирование проводилось при отключенном Vsync. Ну что ж, вот мы и подошли

вплотную к рассмотрению результатов тестирования. Начнем мы с 2D-графики.

Скоростные показатели мы получили при помощи Winbench99 в разрешении

1600х1200 при 32-битном представлении цвета. Можно убедиться, что по

скорости практически никакого отличия от ранее протестированной Matrox

Millennium G400 16MB нет. На сегодня платы серии Matrox G400 остаются

лидерами по скорости в 2D среди игровых карт (да и профессиональных тоже).

Ну а про качество 2D даже говорить много не надо - оно просто отличное.

1600х1200 - и все четко и прекрасно видно. Вывод очевиден: Matrox

Millennium G400 MAX в 2D-графике имеет бескомпромиссное лидерство! Любой

профессионал, работающий с высокоточной графикой и тончайшими линиями,

несомненно останется доволен этой картой. А что же у нас с 3D? Кажется,

используя Matrox Millennium G400 MAX появляется возможность получить и

отличное 2D, и мощнейшее 3D. Оправдал ли Matrox Millennium G400 MAX наши

ожидания? Ниже мы ответим на этот вопрос. Для получения комплексной картины

скорости работы этой платы в 3D мы использовали ряд программ: FutureMark

3DMark 99 MAX - синтетический тест для разностороннего исследования работы

платы в Direct3D (Direct X 6.1); Monolith Shogo - игра 3D-шутер,

позволяющая оценить работу платы в Direct3D (использовалась демо Revshogo);

Rage Expendable - игровой бенчмарк, позволяющий оценить работу

платы в Direct3D, а также увидеть в деле рельфное текстурирование у Matrox

Millennium G400 MAX; id Software Quake2 - известный 3D-шутер, позволяющий

исследовать работу платы в OpenGL (используется демо massive1.dm2); id

Software Quake3 Test 1.08 - тестовое демо 3D-шутера, позволяющее

исследовать работу платы в OpenGL при различных стандартных режимах:

Normal, High Quality, Fast и Fastest (используется демо q3demo1.dm3).

Тестирование проводилось на двух системах: на базе процессоров Intel

Pentium III и AMD K6-2, однако скажу, что приводить результаты

тестирования видеокарт последнего поколения на системе К6-2 уже нет

никакого смысла, поскольку почти во всех режимах наблюдается нехватка

мощности процессора и, по сути, измеряется не мощность видеокарты, а CPU. И

в дальнейшем тестировании мы исключим эту платформу из наших инструментов

исследования. Поклонникам AMD мы же посоветуем немного подождать и обратить

свое внимание на новые процессоры Athlon, которые, безусловно, дадут

прикурить современным видеокартам. Matrox Millennium G400 MAX мы будем

cравнивать с Matrox Millenium G400 32MB, 3dfx Voodoo3 3500TV и Creative 3D

Blaster Riva TNT2 Ultra на базе чипа NVIDIA Riva TNT2 Ultra. Эти карты

(кроме Matrox Millennium G400) относятся примерно к одному ценовому

диапазону (3dfx Voodoo3 3500TV стоит немного дороже, но она имеет

дополнительные ТВ-функции). Исследоваться будут и режимы разгона, поскольку

Matrox Millennium G400 MAX, имеющий частоты по умолчанию 150/200 МГц,

хорошо и устойчиво работает на 170/225 МГц (напомню, что частоты чипа и

памяти связаны, и нет никакой возможности их менять раздельно).

Как известно, производительность плат от Matrox в OpenGL всегда вызывала

нарекания пользователей, особенно в свете почти годичного периода времени,

прошедшего с момента выхода Matrox Millennium G200 и до появления

окончательной версии ICD OpenGL для этой карты. Тем не менее, должен

отметить, что Matrox стала наращивать темпы выхода новых, улучшенных версий

OpenGL-драйверов. В данный момент ожидается выход уникального драйвера

Matrox TurboGL, являющегося мини-драйвером, предназначенным для игр класса

Quake2 и Quake3. Что же можно сказать, глядя на эти результаты? Пойдем по

порядку. В тесте 3D Mark99 MAX плата Matrox Millennium G400 MAX оказалась

примерно на уровне NVIDIA Riva TNT2 Ultra, явно обогнав 3dfx Voodoo3 3500TV

(результаты в разрешении 1600х1200 при 16-битном цвете показались нам

несколько странными, однако должен отметить, что сам тест ведет себя

подчас непредсказуемо в этом разрешении, повторное тестирование может

выдать цифры с погрешностью 50-70%, поэтому мы даем эти данные для

ориентира). А вот в 32-битном цвете на том же тесте наша карта показала

отличные результаты! В игре Shogo плата Matrox Millennium G400 MAX

оставила далеко позади 3dfx Voodoo3 3500TV и оказалась также на одном

уровне с NVIDIA Riva TNT2 Ultra. А вот в Expendable картина изменилась. На

высоких (выше 1024х768) разрешениях Matrox Millennium G400 MAX сильно

обогнал NVIDIA Riva TNT2 Ultra, однако чуть отстала от 3dfx Voodoo3 3500TV

(явно сказывается более выгодный для 3dfx-карт режим

мультитекстурирования). Зависимость производительности платы от частоты

процессора показывает нам на явную невыгодность приобретения такой мощной

платы владельцам низкоскоростных процессоров (если скорость не поднимается

выше 34, а то и 28 fps, то можно купить и плату подешевле, которая даст

примерно такую же скорость). Падение производительности при включении

режима Environment mapped Bump mapping не столь критично, чтобы

отказываться от такой красоты, однако и не безболезненно. Рассмотрим

теперь ситуацию в OpenGL. Как можно увидеть, только TurboGL-драйвер,

официальный выход которого запланирован на ближайшие дни, позволяет

разогнанному Matrox Millennium G400 MAX подняться до уровня nVidia

Riva TNT2 Ultra и до 3dfx Voodoo3 3500TV. Все же, OpenGL-драйвер у Matrox,

видимо, еще не достаточно оптимизирован. Также хочу обратить внимание на

то, что TurboGL-драйвер дает лучшие результаты в избранных разрешениях,

прежде всего в 800х600 и 1024х768, где прирост в скорости

относительно ICD OpenGL 5.25 максимальный. К сожалению, портит общую

картину и отсутствие корректной работы ICD OpenGL в Quake2 от Matrox в

разрешении 1280х960. В целом же, результаты у Matrox Millennium G400 MAX

очень хорошие - владельцы быстрых процессоров не будут разочарованы этой

платой. Затрагивая тему качества, могу сказать кратко, что нареканий

никаких нет, все четко и красиво. Подробно мы рассматривали этот вопрос в

нашем обзоре Matrox Millennium G400. И в заключение коснусь вопроса DVD-

проигрывания. С платой Matrox Millennium G400 MAX поставляется Matrox DVD-

Player, который обеспечивает снижение загрузки центрального процессора при

декодировании MPEG2 до 55%, что дает нам основания для положительных

эмоций. Качество изображения - отличное, видеопоток идет ровно, без рывков,

и при этом процессор загружен не на 85-100%, а всего на 53-55%. То

есть, часть функций по декодированию видеокарта действительно берет на

себя. Подведем итоги. Видеоплата Matrox Millennium G400 MAX, обладая ценой

примерно на уровне карт на базе NVIDIA Riva TNT2 Ultra, но меньшей,

чем у 3dfx Voodoo3 3500TV (заметим, что количество памяти у Voodoo3 в 2

раза меньше), имеет скоростные показатели примерно на уровне вышеназванных

плат, однако при этом обладает рядом достоинств. Во-первых, это - отличное

2D, которое устроит даже профессионалов, во-вторых - выход на два

приемника видеосигнала, которыми могут быть либо два монитора, либо монитор

и телевизор. Плюс прекрасное качество изображения как в 3D, и наличие

технологии Environment mapped Bump mapping. Мы смело можем рекомендовать

эту плату владельцам мощных процессоров, на которых плата сможет показать

свою силу, а также тем, у кого либо большой монитор, либо пара мониторов,

на которые можно разнести общий рабочий стол.

Краткий обзор стандартов

VGA

В настоящее время VGA-карта является стандартом в области PC. Вряд ли

сейчас можно купить компьютер, который не был бы оснащен такой картой.

Существует большое разнообразие видеокарт стандарта VGA. Стандарт VGA

является базовым для таких стандартов, как Super VGA и HiRes, на его основе

разработаны карты-ускорители, например, карты VLB.

Первые VGA-карты были представлены фирмой IBM в 1987 г. Сокращение VGA

является аббревиатурой английского термина Video Graphics Array. Фирма IBM

разработала этот стандарт для PS/2 — новой модели PC. Первые VGA-карты были

8-разрядными, однако сейчас в основном выпускаются 32- и 64-разрядные

карты.

На всех VGA-картах имеется специальный разъем, так называемый Feature

Connector, который на этих картах встречаете^ в двух исполнениях: в виде

штекера или в виде разъема типа PAD. Этот 26-контактный разъем обеспечивает

полную совместимость с оригинальным разъемом PS/2, но в основном он

используется для подключения дополнительных карт обработки сигналов

изображения. CGA-карты совместимы снизу-вверх, то есть они способны

эмулировать все изданные ранее стандарты от MDA до EGA. Стандартная VGA-

карта обеспечивает разрешение 640х480 пикселов с 16 цветами. Однако это

неполные данные. На самом деле VGA-карта может под-держивать 256 цветовых

оттенков, но это уже зависит от имеющегося объема видеопамяти. Объем

видеопамяти 8-разрядной VGA-карты обычно составляет 256 Кб и юализован с

помощью восьми микросхем 4464 или в двух 44256, 16- разрядная VGA-карта

должна оснащаться объемом памяти не менее 512 Кб.

super VGA

Для большинства применений разрешение стандарта VGA вполне достаточно.

Однако программы, ориентированные на графику, работают значительно учше и

быстрее (бывают случаи, когда они даже не инсталлируются, если

установленное разрешение или видеокарта не соответствуют их возможностям),

если информационная плотность экрана выше. Для этого необходимо повышать

разрешение. Таким образом, стандарт VGA развился в так называемый стандарт

Super VGA (SVGA). Стандартное разрешение этого режима оставляет 800х600

пикселов.

Отметим закономерность: при объеме видеопамяти 256 Кб и SVGA-

разрешении можно обеспечить только 16 цветов; 512 Кб видеопамяти дают

возможность отобразить уже 256 цветовых оттенков при том же разреше-1ии.

Карты, имеющие 1 Мб памяти, а это сейчас уже стало обычным явле-1ием,

позволяют при этом же разрешении достичь отображения 32768, i5536 (HiColor)

или даже 16,7 млн (TrueColor) цветовых оттенков.

HiRes VGA

Стандарт HiRes VGA (High Resolution — высокое разрешение) был также

разработан фирмой IBM. В режиме 8514/А можно повысить разрешение до

1024х768 пикселов. Имеет ли смысл такое разрешение или нет, зависит от

многих факторов, которые будут пояснены ниже.

Обычно при разрешении 1024х768 пикселов ограничена цветовая гамма.

Способность монитора или видеокарты поддерживать высокое разрешение

существенно влияет на их стоимость, особенно, если речь идет о режимах

HiColor или TrueColor. Обычно для стандарта HiRes характерна поддержка 16

или 256 цветов.

Конструктивное исполнение

Видеоадаптеры EGA и VGA условно делятся на шесть логических блоков,

описание

которых приведены ниже:

1. Видеопамять. В видеопамяти размещаются данные, отбражаемые

адаптером на экране дисплея. Для EGA и VGA видеопамять обычно имеет объем

256 Кбайт, на некоторых моделях SVGA и XGA объем видеопамяти может быть

увеличен до 2Мбайт.Видеопамять находится в адресном пространстве процессора

и программы могут непосредственно производить с ней обмен данными.

Физически видеопамять разделена на четыре банка, или цветовых слоя,

использующих совместное адресное пространство.

2. Графический контроллер. Посредством его происходит обмен данными

между центральным процессором и видеопамятью. Аппаратура графического

контроллера позволяет прозводить над данными, поступающими в видеопамять и

расположенными в регистрах-защелках простейшие логические операции.

3. Последовательный преобразователь. Выбирает из видеопамяти один или

несколько байт, преобразует их в поток битов, затем передает их контроллеру

атрибутов.

4. Контроллер ЭЛТ. Контроллер генерирует временные синхросигналы,

управляющие ЭЛТ.

5. Контроллер атрибутов. Преобразует информацию о цветах из формата. в

котором она хранится в видеопамяти, в формат, необходимый для ЭЛТ.

6. Синхронизатор. Управляет всеми временными параметрами

видеоадаптера. Синхронизатор также управляет доступом процессора к цветовым

слоям видеоадаптера.

Видеопамять адаптеров EGA и VGA разделена на четыре банка, или на четыре

цветовых слоя. Эти банки размещаются в одном адресном пространстве таким

образом, что по каждому адресу расположено четыре байта (по одному байту в

каждом банке). Какой из банков памяти используется для записи или чтения

данных процессором, определяется при помощи установки нескольких регистров

адаптера. Так как все четыре банка находятся в одном адресном пространстве,

то процессор может производить запись во все четыре банка за один цикл

записи. Благодаря этому некоторые операции, например заполнение экрана,

происходят с большей скоростью. В том случае, когда записсь во все четыре

банка не требуется, можно разрешать или запрещать запись во все четыре

банка при помощи регистра разрешения записи цветового слоя. Для операции

чтения в каждый момент времени может быть разрешен с помощью регистра

выбора читаемого цветового слоя только один цветовой слой. В большинстве

режимов видеоадаптера видеопамять разделена на несколько страниц. При этом

одна из них является активной и отображается на экране. При помощи

функций BIOS или программирования регистров видео-адаптера можно преключать

активные страницы видеопамяти. Выводж информации может производиться как в

активную, так и в неактивные страницы видеопамяти.

Текстовый режим. В текстовых режимах на экране могут отображаться

только текстовые символы. Стандартные текстовые режимы позволяют выводить

на экран 25 строк по 40 или 80

символов. Для кодирования каждого знакоместа экрана используется два байта:

первый из них содержит ASCII код отображаемого символа, второй – атрибуты

символа. ASCII коды символов экрана располагаются в нулевом цветовом слое,

а их атрибуты -- в первом цветовом слое. Атрибуты определяют цвет символа и

цвет фона. Благодаря такому режиму хранения информации достигается

значительная экономия памяти. При отображении символа на экране происходит

преобразование

его из формата ASCII в двумерный массив пикселов, выводимых на экран. Для

этого преобразования используется таблица трансляциии символов (таблица

знакогенератора). Таблица знакогенератора хранится во втором слое

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6