مشاهده نسخه کامل
: soooot
21-12-2005, 12:44
كارت كرافيك سه بعدي
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
صفحه نمايشگردر كامپيوتر مسئول نمايش اطلاعات است . در زمان مطالعه يك مقاله، صفحه نمايشگر، اطلاعات را دو بعدي ( طول و عرض) نمايش خواهد داد. زمانيكه با استفاده از كامپيوتر يك فيلم را تماشا كرده يا يك بازي كامپيوتري خاص را انجام مي دهيم ، صفحه نمايشگر اطلاعات را در يك پنجره سه بعدي نمايش مي دهد. دنياي سه بعدي كه آن را از پشت كامپيوتر نگاه مي كنيم ، تصويري واقعي از دنيائي است كه در آن زندگي مي كنيم و شايد همين موضوع باعث جذابيت بيش از اندازه دنياي سه بعدي در كامپيوتر باشد.
كامپيوتر براي نمايش اطلاعات بصورت سه بعدي بر روي يك صفحه نمايشگر تخت از چه ترفندهائي استفاده مي نمايد؟ بازيهاي كامپيوتري به چه صورت طراحي و نوشته مي گردند تا قادر به ايجاد يك فضاي سه بعدي كاملا" ملموس باشند؟ در اين بخش به بررسي ترفندهائي خواهيم پرداخت كه توسط طراحان گرافيك سه بعدي استفاده شده و در ادامه به بررسي پتانسيل ها ي مورد نياز در يك كارت گرافيك پرداخته و نحوه بالفعل نمودن پنانسيل ها ي فوق را آشنا خواهيم شد.
چه چيزي يك تصوير سه بعدي را ايجاد مي نمايد ؟
تصويري كه علاوه بر طول ( درازا ) و عرض ( پهنا ) داراي ارتفاع ( عمق ) باشد ، يك تصوير سه بعدي است .تصويري كه داراي صرفا" طول و عرض باشد يك تصوير دو بعدي خواهد بود. برخي از تصاوير با توجه به اهداف خود بصورت دو بعدي هستند. مثلا" برخي از تصاوير بين المللي كه مي توان آنها را در فردوگاه يا ساير اماكن عمومي مشاهده نمود ( راهنماي رستوران ، راهنماي تلفن و ... ) بگونه اي طراحي شده اند كه با مشاهده آنان بتوان سريعا" اقدامات مربوطه را انجام داد. بدين منظور در آفرينش تصاوير فوق از اشكال ساده و پايه استفاده بعمل مي آيد. تصاوير و گرافيك دو بعدي براي ايجاد ارتباط سر يع و ساده با مخاطب داراي جايگاهي خاص هستند . گرافيك هاي سه بعدي مفاهيم بيشتري را به مخاطب منتقل خواهند كرد و لازم است كه اين نوع تصاوير حامل اطلاعات بيشتري باشند.
به مثلث هاي فوق ، نگاه كنيد .هر مثلث در سمت چپ داراي سه خط ( ضلع ) و سه زاويه است .اين تمام اطلاعاتي است كه توسط يك مثلث قابل بيان است . در سمت راست ، يك هرم مشاهده مي گردد. هرم داراي يك ساختار سه بعدي است كه از چهار مثلت تشكيل مي گردد. هرم پنج خط و شش زاويه را براي بيان يك مفهوم در اختيار دارد. همانگونه كه مشاهده مي شود يك تصوير سه بعدي قادر به بيان مفاهيم و اطلاعات بمراتب بيشتري نسبت به تصاوير دو بعدي است .
گرافيك سه بعدي چيست ؟
براي اغلب كاربران مشاهده يك بازي كامپيوتري متداولترين روش براي مشاهده گرافيك سه بعدي است . بازيهاي كامپيوتري بر اساس تصاويري ايجاد مي گردند كه كامپيوتر در آفرينش آنها نقشي حياتي دارد. تصاوير فوق مي بايست مراحل تدوين زير را سپري نمايند:
· ايجاد يك دنياي مجازي سه بعدي
· مشخص نمودن بخش هائي از دنياي مجازي كه مي بايست بر روي صفحه نمايش داده شوند.
· مشخص نمودن نحوه نمايش هر پيكسل بر روي صفحه تا از اين طريق بتوان يك تصوير واقعي را نمايش داد.
چگونه مي توان يك تصوير را مشابه شكل واقعي آن ايجاد نمود؟
براي آفرينش تصاوير گرافيكي و انطباق آنها با شكل واقعي ، مي بايست پيكسل ها را بر روي يك صفحه دو بعدي مستقر و با انجام عمليات متفاوت ، يك تصور سه بعدي از آنان را خلق تا هر بيننده در برخورد با تصوير خلق شده يك برداشت سه بعدي از تصوير را در ذهن خود ايجاد نمايد. در اين راستا از امكانات متعدد نظير : Shapes ، Surface textures ، Lighting ,Perspective , Depth of field و Anti-aliasing استفاده مي گردد. بررسي هر يك از موارد فوق خارج از حوصله اين بخش بوده و كاربران مي توانند از منابع ذيربط در رابطه با " گرافيك سه بعدي " استفاده نمايند.
كارت گرافيك سه بعدي
در ابتداي مطرح شدن كامپيوترهاي شخصي ، رفتار كارت هاي گرافيك مشابه يك مترجم بود. در چنين مواردي تصاوير ايجاد شده توسط پردازشگر به كمك كارتهاي گرافيك به پالس هاي الكتريكي مورد نياز درايور مانيتور كامپيوتر، تبديل مي گرديدند. با اينكه روش فوق بدرستي كار مي كرد ولي سهم پردازنده براي انجام عمليات (پردازش) بسيار بالا بود . در اين راستا تمام عمليات مربوط به پردازش تصوير توسط پردازنده صورت مي گرفت . وضعيت فوق صرفا" مختص كارت گرافيك نبود و اغلب كارت ها داراي عملكردي مشابه كارت گرافيك با توجه به حوزه عملكرد خود بودند.
پس از مطرح شدن بازيهاي مدرن سه بعدي و نمايش هاي چند رسانه اي ، نياز به يك پردازنده با سرعت بالا احساس گرديد. با قرار گرفتن پردازنده با سرعت بالا در كنار كارت گرافيك ، عمليات پردازش با سهم متفاوت بين پردازنده اصلي سيستم و پردازنده كارت گرافيك تقسيم گرديد.
اولين مرحله در ساخت يك تصوير ديجيتال سه بعدي ، ايجاد دنيائي مملو از اضلاع و زاويه است . دنياي فوق از يك مدل سه بعدي مبتني بر رياضيات به مجموعه اي از الگوها ي دو بعدي به منظور نمايش بر روي نمايشگر ، تبديل مي شدند. تصاوير انتقال يافته در ادامه با افزودن مجموعه امكاناتي نظير : Surface ، بگونه اي تبديل مي گرديدند تا بتوان آنها را بر روي يك مانيتور مشاهده كرد. پردازنده اختصاصي كارت گرافيك مسئوليت عمليات rendering را برعهده مي گرفت ( پردازنده اصلي سيستم درگير قضيه فوق نمي گرديد ) . كارت هاي گرافيك TNT2 و VooDoo3 داراي پردازنده هاي اختصاصي مربوط به خود مي باشند. يكي ديگر از تحولات بسيار مهم در رابطه با كارت ها ي گرافيك سه بعدي كه مسئوليت پردازنده اصلي در عمليات پردازش را كاهش مي داد ، توسط GeForce 256 از شركت Nvida ارائه گرديد. همانگونه كه اشاره شد ، كارت هاي گرافيك قبلي با هدف كاهش حجم عمليات پردازنده اصلي و افزايش سرعت محاسبات پردازش ، پردازنده خود رامكلف به انجام rendering تصوير نموده بودند. در كارت GeForce 256 علاوه بر اين ، امكان انتقال مدل مورد نظر از فضاي سه بعدي محاسباتي به يك فضاي دو بعدي نيز فراهم گرديد. با توجه به اينكه در تبديل فوق از معادلات پيچيده رياضي بهمراه اعداد اعشاري استفاده مي گردد ، با قبول مسئوليت عمليات فوق توسط پردازنده اختصاصي كارت گرافيك ، حجم عمليات مربوط به پردازنده اصلي بطرز چشمگيري كاهش و زمان لازم براي پرداختن به ساير موضوعات مورد علاقه و در عين حال مهم براي پردازنده اصلي فراهم مي گرديد! .
كارت گرافيك Voodoo 5 از شركت 3dfx ، عمليات ديگري را از دوش پردازنده اصلي برداشت . شركت فوق اين تكنولوژي را T-buffer نامگذاري كرد. تكنولوژي فوق فرآيند Rendering را بهبود بخشيده است . در اين تغيير و تحول از بعد Rendering ، پردازنده اصلي سيستم عملا" درگير نخواهد گرديد.
كارت هاي گرافيك طي ساليان اخير نسبت به زمانيكه صرفا" بصورت متن ( 25 سطرو 80 ستون ) و تك رنگ بودند، سريعا" رشده نموده و همچنان اين روند ادامه خواهد يافت . امروزه ميليون ها كاربر از بازيهاي مدرن كامپيوتري و برنامه شبيه ساز گرافيكي به لطف پيشرفت هاي بدست آمده در صنعت كارت هاي گرافيك ، استفاده و از آنها لذت مي برند.ما مي خواهيم بر صفحه نمايشگر خود يك دنياي واقعي از آنچه در هستي است را مشاهده نمائيم ، بدون شك كارت هاي گرافيك در اين راستا داراي نقش انكار ناپذيري خواهند بود.
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
صفحه نمايشگردر كامپيوتر مسئول نمايش اطلاعات است . در زمان مطالعه يك مقاله، صفحه نمايشگر، اطلاعات را دو بعدي ( طول و عرض) نمايش خواهد داد. زمانيكه با استفاده از كامپيوتر يك فيلم را تماشا كرده يا يك بازي كامپيوتري خاص را انجام مي دهيم ، صفحه نمايشگر اطلاعات را در يك پنجره سه بعدي نمايش مي دهد. دنياي سه بعدي كه آن را از پشت كامپيوتر نگاه مي كنيم ، تصويري واقعي از دنيائي است كه در آن زندگي مي كنيم و شايد همين موضوع باعث جذابيت بيش از اندازه دنياي سه بعدي در كامپيوتر باشد.
كامپيوتر براي نمايش اطلاعات بصورت سه بعدي بر روي يك صفحه نمايشگر تخت از چه ترفندهائي استفاده مي نمايد؟ بازيهاي كامپيوتري به چه صورت طراحي و نوشته مي گردند تا قادر به ايجاد يك فضاي سه بعدي كاملا" ملموس باشند؟ در اين بخش به بررسي ترفندهائي خواهيم پرداخت كه توسط طراحان گرافيك سه بعدي استفاده شده و در ادامه به بررسي پتانسيل ها ي مورد نياز در يك كارت گرافيك پرداخته و نحوه بالفعل نمودن پنانسيل ها ي فوق را آشنا خواهيم شد.
چه چيزي يك تصوير سه بعدي را ايجاد مي نمايد ؟
تصويري كه علاوه بر طول ( درازا ) و عرض ( پهنا ) داراي ارتفاع ( عمق ) باشد ، يك تصوير سه بعدي است .تصويري كه داراي صرفا" طول و عرض باشد يك تصوير دو بعدي خواهد بود. برخي از تصاوير با توجه به اهداف خود بصورت دو بعدي هستند. مثلا" برخي از تصاوير بين المللي كه مي توان آنها را در فردوگاه يا ساير اماكن عمومي مشاهده نمود ( راهنماي رستوران ، راهنماي تلفن و ... ) بگونه اي طراحي شده اند كه با مشاهده آنان بتوان سريعا" اقدامات مربوطه را انجام داد. بدين منظور در آفرينش تصاوير فوق از اشكال ساده و پايه استفاده بعمل مي آيد. تصاوير و گرافيك دو بعدي براي ايجاد ارتباط سر يع و ساده با مخاطب داراي جايگاهي خاص هستند . گرافيك هاي سه بعدي مفاهيم بيشتري را به مخاطب منتقل خواهند كرد و لازم است كه اين نوع تصاوير حامل اطلاعات بيشتري باشند.
به مثلث هاي فوق ، نگاه كنيد .هر مثلث در سمت چپ داراي سه خط ( ضلع ) و سه زاويه است .اين تمام اطلاعاتي است كه توسط يك مثلث قابل بيان است . در سمت راست ، يك هرم مشاهده مي گردد. هرم داراي يك ساختار سه بعدي است كه از چهار مثلت تشكيل مي گردد. هرم پنج خط و شش زاويه را براي بيان يك مفهوم در اختيار دارد. همانگونه كه مشاهده مي شود يك تصوير سه بعدي قادر به بيان مفاهيم و اطلاعات بمراتب بيشتري نسبت به تصاوير دو بعدي است .
گرافيك سه بعدي چيست ؟
براي اغلب كاربران مشاهده يك بازي كامپيوتري متداولترين روش براي مشاهده گرافيك سه بعدي است . بازيهاي كامپيوتري بر اساس تصاويري ايجاد مي گردند كه كامپيوتر در آفرينش آنها نقشي حياتي دارد. تصاوير فوق مي بايست مراحل تدوين زير را سپري نمايند:
· ايجاد يك دنياي مجازي سه بعدي
· مشخص نمودن بخش هائي از دنياي مجازي كه مي بايست بر روي صفحه نمايش داده شوند.
· مشخص نمودن نحوه نمايش هر پيكسل بر روي صفحه تا از اين طريق بتوان يك تصوير واقعي را نمايش داد.
چگونه مي توان يك تصوير را مشابه شكل واقعي آن ايجاد نمود؟
براي آفرينش تصاوير گرافيكي و انطباق آنها با شكل واقعي ، مي بايست پيكسل ها را بر روي يك صفحه دو بعدي مستقر و با انجام عمليات متفاوت ، يك تصور سه بعدي از آنان را خلق تا هر بيننده در برخورد با تصوير خلق شده يك برداشت سه بعدي از تصوير را در ذهن خود ايجاد نمايد. در اين راستا از امكانات متعدد نظير : Shapes ، Surface textures ، Lighting ,Perspective , Depth of field و Anti-aliasing استفاده مي گردد. بررسي هر يك از موارد فوق خارج از حوصله اين بخش بوده و كاربران مي توانند از منابع ذيربط در رابطه با " گرافيك سه بعدي " استفاده نمايند.
كارت گرافيك سه بعدي
در ابتداي مطرح شدن كامپيوترهاي شخصي ، رفتار كارت هاي گرافيك مشابه يك مترجم بود. در چنين مواردي تصاوير ايجاد شده توسط پردازشگر به كمك كارتهاي گرافيك به پالس هاي الكتريكي مورد نياز درايور مانيتور كامپيوتر، تبديل مي گرديدند. با اينكه روش فوق بدرستي كار مي كرد ولي سهم پردازنده براي انجام عمليات (پردازش) بسيار بالا بود . در اين راستا تمام عمليات مربوط به پردازش تصوير توسط پردازنده صورت مي گرفت . وضعيت فوق صرفا" مختص كارت گرافيك نبود و اغلب كارت ها داراي عملكردي مشابه كارت گرافيك با توجه به حوزه عملكرد خود بودند.
پس از مطرح شدن بازيهاي مدرن سه بعدي و نمايش هاي چند رسانه اي ، نياز به يك پردازنده با سرعت بالا احساس گرديد. با قرار گرفتن پردازنده با سرعت بالا در كنار كارت گرافيك ، عمليات پردازش با سهم متفاوت بين پردازنده اصلي سيستم و پردازنده كارت گرافيك تقسيم گرديد.
اولين مرحله در ساخت يك تصوير ديجيتال سه بعدي ، ايجاد دنيائي مملو از اضلاع و زاويه است . دنياي فوق از يك مدل سه بعدي مبتني بر رياضيات به مجموعه اي از الگوها ي دو بعدي به منظور نمايش بر روي نمايشگر ، تبديل مي شدند. تصاوير انتقال يافته در ادامه با افزودن مجموعه امكاناتي نظير : Surface ، بگونه اي تبديل مي گرديدند تا بتوان آنها را بر روي يك مانيتور مشاهده كرد. پردازنده اختصاصي كارت گرافيك مسئوليت عمليات rendering را برعهده مي گرفت ( پردازنده اصلي سيستم درگير قضيه فوق نمي گرديد ) . كارت هاي گرافيك TNT2 و VooDoo3 داراي پردازنده هاي اختصاصي مربوط به خود مي باشند. يكي ديگر از تحولات بسيار مهم در رابطه با كارت ها ي گرافيك سه بعدي كه مسئوليت پردازنده اصلي در عمليات پردازش را كاهش مي داد ، توسط GeForce 256 از شركت Nvida ارائه گرديد. همانگونه كه اشاره شد ، كارت هاي گرافيك قبلي با هدف كاهش حجم عمليات پردازنده اصلي و افزايش سرعت محاسبات پردازش ، پردازنده خود رامكلف به انجام rendering تصوير نموده بودند. در كارت GeForce 256 علاوه بر اين ، امكان انتقال مدل مورد نظر از فضاي سه بعدي محاسباتي به يك فضاي دو بعدي نيز فراهم گرديد. با توجه به اينكه در تبديل فوق از معادلات پيچيده رياضي بهمراه اعداد اعشاري استفاده مي گردد ، با قبول مسئوليت عمليات فوق توسط پردازنده اختصاصي كارت گرافيك ، حجم عمليات مربوط به پردازنده اصلي بطرز چشمگيري كاهش و زمان لازم براي پرداختن به ساير موضوعات مورد علاقه و در عين حال مهم براي پردازنده اصلي فراهم مي گرديد! .
كارت گرافيك Voodoo 5 از شركت 3dfx ، عمليات ديگري را از دوش پردازنده اصلي برداشت . شركت فوق اين تكنولوژي را T-buffer نامگذاري كرد. تكنولوژي فوق فرآيند Rendering را بهبود بخشيده است . در اين تغيير و تحول از بعد Rendering ، پردازنده اصلي سيستم عملا" درگير نخواهد گرديد.
كارت هاي گرافيك طي ساليان اخير نسبت به زمانيكه صرفا" بصورت متن ( 25 سطرو 80 ستون ) و تك رنگ بودند، سريعا" رشده نموده و همچنان اين روند ادامه خواهد يافت . امروزه ميليون ها كاربر از بازيهاي مدرن كامپيوتري و برنامه شبيه ساز گرافيكي به لطف پيشرفت هاي بدست آمده در صنعت كارت هاي گرافيك ، استفاده و از آنها لذت مي برند.ما مي خواهيم بر صفحه نمايشگر خود يك دنياي واقعي از آنچه در هستي است را مشاهده نمائيم ، بدون شك كارت هاي گرافيك در اين راستا داراي نقش انكار ناپذيري خواهند بود.