Геометризация. Определение размеров, ориентации и расположения примитивов в пространстве и расчет влияния источников света.

Растеризация. Преобразование примитивов н пиксели на экране с нанесением нужных затенений и текстур.

В видеоадаптеры современных ноутбуков, в которых графический процессор может выполнять функции ускорения трехмерной графики, встраиваются специальные электронные схемы, выполняющие растеризацию гораздо быстрее, чем программное обеспечение. Ниже перечислены функции растеризации, осуществляемые большинством предназначенных для этого современных наборов микросхем.

Растровое преобразование. Определение того, какие пиксели экрана покрываются каждым из примитивов.

Обработка политанов. Цветовое наполнение пикселей с плавными цветовыми переходами между объектами.

Наложение текстур. Наложение на примитивы двухмерных изображений и поверхностей.

Определение видимых поверхностей. Определение пикселей, покрываемых ближайшими к зрителю объектами.

Анимация. Быстрое и четкое переключение между последовательными кадрами движущегося изображения.

Сглаживание. Плавное изменение цветовых границ для сглаживания контуров формируемых объектов.

Технологии трехмерной графики

Практически во всех ускорителях трехмерной графики применяются представленные ниже технологии.

Затуманивание. Имитация газа или тумана в играх.

Затенение Гуро. Интерполяция цветов для сглаживания неровностей окружности исферы.

Альфа-смешивание. Одна из первых технологий трехмерной графики, используемая для создания реалистичных объектов, например "прозрачного" дыма, воды и стекла.

Расширенные технологии трехмерной графики

Ниже перечислены технологии, наиболее часто используемые в современных ускорителях трехмерной графики.

Буфер шаблонов

Активно используется в играх (особенно в жанре авиасимуляторов) при моделировании ландшафта, самолетов и других объектов вне стеклянной кабины летчика.

Z-буферизация

Изначально применялась в системах автоматизированного проектирования. Часть видеопамяти, отведенная под Z-буфер, содержит информацию о глубине сцены. При визуализации эта информация служит для построения законченного изображения: пиксели, которые располагаются ближе, будут визуализированы, в отличие от пикселей, закрытых другими объектами.

Рельефное текстурирование

Предназначено для воспроизведения специальных световых эффектов, таких, как водная рябь, камин и другие сложные поверхности. Это делает игровые сцены и ландшафты более реалистичными. Тем не менее функция, называемая смещением карт, позволяет получить еще более точные результаты.

Специальные полутоновые карты, которые называются картами смещения, долгое время использовались для создания точных карт поверхности земного шара. Библиотека DirectX 9 позволяет использовать аппаратные полутоновые карты смещения в качестве источника точной трехмерной визуализации.

Улучшенные технологии наложения текстур

Для визуализации трехмерных сцен с высокой степенью детализации необходимо применять специальные методы наложения текстур, которые устраняют нежелательные эффекты и делают сцены более реалистичными.

Билинейная фильтрация. Улучшение качества изображения небольших текстур, помещенных на большие многоугольники. Эта технология устраняет эффект блочиости" текстур.

Множественное отображение. Улучшение качества отображения объектов путем формирования последовательности текстур одного и того же изображения с уменьшающимся разрешением; является разновидностью сглаживания.

Трилинейная фильтрация. Комбинация билинейной фильтрации и так называемого наложения mip mapping (текстуры, имеющие разную степень детализации в зависимости от расстояния до точки наблюдения).

Анизотропная фильтрация. Используемый в некоторых видеоадаптерах, этот тип фильтрации позволяет сделать снену еще более реалистичной. Однако данная технология пока не получила должного распространения из-за высоких требований к аппаратной части видеоадаптера.

Т-буфер. С помощью этой технологии уменьшается эффект "ступенчатости" (искажения в экранном изображении вследствие его масштабирования) в компьютерной графике; например, когда диагональ сформирована "лесенкой", объект перемещается рывками, неточно визуализированы тени, отражения и внешний вид объекта кажется смазанным. При использовании этой технологии кадровый буфер заменяется таким, в котором собирается несколько операций визуализации перед выводом па экран готового изображения. В отличие от других трехмерных технологий, для использования Т-буфера нет необходимости модифицировать или оптимизировать уже имеющееся программное обеспечение. Основная сфера применения Т-буфера - формирование практически "телевизионного" реализма в визуализированной трехмерной анимации. Однако не обошлось и без ложки дегтя: при использовании Т-буфера существенно снижается скорость работы приложения. Эта технология первоначально зародилась в ныне не существующей компании 3dfx. Несмотря на некоторые недостатки, поддержка Т-буфера внедрена в DirectX 8.0 и выше, благодаря чему ом используется в видеоадаптерах сторонних пгюизводителей.

Интегрированные функции трансформации обьектоп и ратределсиия освещения (T&L). При формировании трехмерной анимации объект трансформируется при переходе из одного кадра в другой, после чего освещение изменяется в соответствии с перемещением объекта. Во многих видеоадаптерах эти функции выполняются графическим процессором, однако в новых моделях видеоадаптеров компаний NVIDIA и ATI функции трансформации и распределения освещения встроены в графический набор микросхем в качестве отдельных модулей. В результате достигается высокая скорость обработки трехмерных данных и высвобождаются ресурсы центрального процессора системы. За более подробной информацией обращайтесь на официальные Web-узлы NVIDIA и ATI.

Полноэкранное сглаживание. Уменьшение неровностей, возникающих при увеличении разрешения, посредством сглаживания цветовых границ для обеспечения плавных цветовых переходов. В первых трехмерных программах сглаживание использовалось только при обработке отдельных объектов.

Сопряжение/сглаживание вершин. Сглаживание областей сочленений двух полигональных объектов, например рук или ног с телом аиимпрованного персонажа.

Интерполяция ключевого кадра или трансформация вершин. Оживление перехода от одного выражения лица к другому, что позволяет при отсутствии скелетной анимации сделать мимику более естественной. Для получения подробной информации обратитесь на Web-узел компании ATI.

Программируемая трансформация вершин и обработка полутонов пикселей. Технология nfiniteFX компании nVidia позволяющая разработчикам программного обеспечения модифицировать эффекты наподобие сопряжения вершин и обработки полутонов (улучшенный метод преобразования неправильных поверхностей). Это позволяет избавиться от применения относительно малого количества эффектов с заранее определенными характеристиками. Технология nfiniteFXII компании NVIDIA, используемая в графическом процессоре GeForce4 Go, поддерживает одновременную обработку до четырех текстур. Аналогичная технология компании ATI, именуемая SmartShader, поддерживает более сложные программы, чем nfiniteFX, и обеспечивает качество изображения, аналогичное тому, что формируется посредством nfiniteFXII. Поддержка SmartShader реализована в DirectX 8.1.

Вычисления с плавающей запятой. Библиотека DirectX 9 поддерживает данные с пла-нающей запятой, что позволяет добиться более естественной цветопередачи и точного воспроизведения многоугольников.

Вывод и захват телевизионного сигнала

Портативные компьютеры могут использоваться вместе с телевизорами, видеопроигрывателями и видеомагнитофонами для [нэшения следующих задач:

демонстрация изображения на экранах с большой диагональю;

запись изображения с экрана портативного компьютера или презентации на видеопленку;

захват аналогового видеосигнала для редактирования и преобразования в цифровой формат;

отложенный просмотр телевизионных программ, аналогично технологии TiVo.

Прежде чем использовать портативный компьютер с внешними источниками телевизионного или видеосигнала или вместе с устройствами записи видеосигнала, его необходимо оснастить соответствующим встроенным или внешним аппаратным обеспечением. Кроме того, следует разобраться в различиях между компьютерным и телевизионным видеосигналами.

В США комитет NTSC (National Television System Committee) установил стандарт на цветное телевидение в 1953 году. Этот стандарт также используется в других странах, например в Японии. Тем не менее в Европе были разработаны собственные, более сложные стандарты, включая PAL (Phase Alternate Line) и SECAM (Sequential Couleur Avec Memoire). В табл. 11.10 представлены характеристики телевизионных сигналов разных стандартов.

Таблица 11.10. Стандарты телевизионного и компьютерного видеосигналов

Поле - половина кадра.

Англия. Голландия и Западная Германия.

Стандарт VGA основан на большем количестве строк и испалыует пиксели (4S0), а не строки; для фиксации пикселе!/ на строках и синх/юнюации компыотера со стандартами TV используется специальная технология внешней синхронимции