A fejlesztők véleménye a Transforms & Ligthingról

Különböző jól ismert fejlesztőktől kérdeztem az alábbi kérdést, ami meglehetősen nagy port kavart fel az utóbbi időkben:

Pillanatnyilag (vagy legalábbis az elkövetkező egy-két hónapon belül, azaz közeljövőről beszélek), mit gondolsz melyik fontosabb: egy videokártya kiemelkedően magas fill rate-el és teljesképernyős anti aliasing-gal de T&L támogatás nélkül vagy egy kártya nagy fill rate-el, de nem kiemelkedően magas fill rate-el, és T&L támogatással? Huh, ez majdnem egy Voodoo4 vs. GeForce256 vita, de megpróbáltam nem ilyen közvetlenül kérdezni :) Így hogy elkerüljem a V4 vs. G256 vitát csak azt kérdeztem meg, hogy "T&L vagy magas fill rate".

Miután a a Voodoo4 specifikációit még hivatalosan nem jelentették be (bár tudjuk, hogy támogatni fogja a teljesképernyős anti-aliasing-ot a "T-Buffer" technológián keresztül illetve a 3dfx új textúratömörítését fogja alkalmazni ráadásul olyan pletykák hallhatóak a neten, hogy nagyon nagy fill rate-el fog büszkélkedni), ez egy kitaláción alapuló kérdés, kérlek titeket, hogy tartsátok ezt észben.

Ez az oldal frissítve lesz, ahogy egyre több visszajelzést fogok kapni a fejlesztőktől (én is folytatom a kérdés postázását a többi fejlesztő felé). Abban a sorrendben sorolom fel ezeket a cikkeket, amilyen sorrendben megkaptam a válaszokat a fejlesztőktől (azaz a legfrisebb válaszok lesznek mindig alul). Mellékelem a cég nevét, akiknek pillanatnyilag dolgoznak a válaszadók illetve megemlítem a legfontosabb munkájukat a fejlesztőknek.

[oldal:Brian Hook & Tim Sweeney]

Valójában ez az alkalmazástól függ. Ha egy alkalmazásnak 2 textúra egyidejű felfeszítésére van szüksége 14 Millió háromszöggel, ebben az esetben a T&L-t választom, ha viszont egy alkalmazás 10 textúra egyidejű felfeszítését végzi 5 ezer háromszöggel, akkor inkább a fill rate-et választom. Nincs egyértelmű válasz. Általánosságban azt kell mondjam, hogy a T&L megvalósítással a legtöbb alkalmazás nyerni fog.

Brian Hook

Tim Sweeney Epic Games (Unreal, Unreal Tournament)

"Nehéz ezt látni... a jövő állandó mozgásban van."

Az elkövetkező pár hónapban a fill rate-nek lesz előnye. Az Unreal motorjával készülő játékok teljesen a fill rate-től függnek, míg a Quake 3 Arena a poligonok számát növeli. Úgy hiszem, hogy az összes "következő generációs" háromdimenziós gyorsítókártya poligon kezelésének sebessége megfelelő lesz, így a legtöbb kártya fill rate limitált lesz, azaz a teljesítménye nem a poligonok számától, hanem a kitöltési sebességtől fog függni.

Hiszem, hogy a jövő év elejétől kezdve a játékok egyre jobban ki fogják használni a hardveres T&L lehetőségeit, így hosszabb távon a hardveres geometriai gyorsítás a legfontosabb.

-Tim

[oldal:George Broussard & Derek Smart]

George Broussard 3DRealms (többek között a Duke Nukemek)

Azt hiszem, hogy a válasz egy egyszerűbb kérdésből fakad. Melyik kártyát fogják jobban támogatni napjaink játékai? A szoftveres támogatás sokkal fontosabb, mint a kártyák funkciói. Ráadásul a kártyák nem olyan drágák, hogy ne tudj továbfejleszteni, ha szükséged lenne rá.

George Broussard, Partner, 3D Realms

Derek Smart 3000AD (Battlecruiser 3000AD, Battlecruiser 3020AD)

Véleményem szerint bárhogy is nézzük a videokártyák teljesítménye már elért egy kritikus értéket. Ezt úgy értem, hogy milyen gyors is az a gyors és milyen gyors, amire igazán szükségünk van? Én azt vallom, hogy "a jó fill rate és a T&L" ami nekünk kell, de emellett el kell modnanom nektek, hogy a GeForce256 egy nagy lutri. A játékok készek arra, hogy egy Voodoo4-en fussanak, viszont nem ez a helyzet a GeForce256-al, hacsak nem minden fejlesztő elkötelezi magát az nVidia vonata melett, és ez egy nagy rizikó az nVidiának. A V4-en a meglévő játokok futni fognak és ki fogják használni a V4 új tulajdonságait. A teljesképernyős anti-aliasing jól néz ki, viszont egy pörgő ütemű játékban meg fogsz állni és csodálni fogod a tájképet, miközben egy arogáns Mo nevű köjök Idaho-ból éppen feltünik a szemed sarkában???

Kétlem...

Mindenesetre ez az én véleményem, ha valakinek nem tetszik, akkor kezdhetitek az szidalmazást.

Derek Smart, Ph.D.
Designer/Lead Developer
The Battlecruiser Sorozatok
www.bc3000ad.com

[oldal:Stuart Denman & Seumas McNally]

Stuart Denman Surreal Software (Drakan: Order of the Flame)

Itt van az én véleményem:

A transzformációs kalkulációkat minden játékban lehet használni, így fel tudjuk szabadítani a processzort, amit ezáltal sokkal érdekesebb dolgokra tudnánk használni, mint például az animáció. Ez nagyon előnyös tud lenni. Bár a megvilágítás gyorsítása kevésbé hasznos az olyan játékok esetében, mint a Quake III Arena vagy az Unreal, mivel ezek a programok nagy részben lightmap-eket használnak. A lightmap-eknek óriási előnyük van a vertexes világítással szemben (ez az amit a T&L gyorsít): nem csak az, hogy kevesebb poligont használnak (így olyan helyeken tudsz poligonokat használni, ahol tényleg számítanak), hanem a lightmap-ekkel árnyékokat is tudsz kezelni, és ez egy olyan dolog, amit a T&L nem tud. Komolyan úgy gondolom, hogy a vertex világítást az olyan nagyobb felbontású testek esetében fogják alkalmazni, mint például a karakterek. A Darkan már most ilyen fénykezelést használ egyes karaktereknél, így a fényeffektek gyorsításából nagyban tud majd profitálni.

Úgy gondolom, hogy a kirajzolt texelek mennyisége az elkövetkező pár évben nem sokat fog változni. A Quad texturing (egy órajel alatt 4 textúrát "dolgoz fel" ugyan arra a képpontra a grafikus processzor) megoldások lehetővé fogják tenni, hogy 8 órajel helyett 2 órajelre csökkenjen egyes textúrakezelések időtartalma, ennek következtében a fill rate közel sem lesz olyan fontos, mint a háromszög feldolgozás sebessége. A háromszög-átvitel sebességét kell majd növelni a magasabb poligonszám miatt, de amikor a poligonszám növekszik, a képernyőn egyre kisebbé válnak, így az egy poligonra jutó texelszám is csökken. A fill rate arra jó, hogy magas felbontáson is nagy fps (képkocka másodpercenként) értékeket érjünk el, de ez pedig fölöslegessé teszi az antialiasing használatát, aminek sokkal nagyobb haszna van alacsony felbonsátokon.

-Stu

Seumas McNally Longbow Digital Arts (Treadmarks)

Pillanatnyilag számomra az a legjobb, ha minél nagyobb a poligonátvitel sebessége, ebből következik, hogy szerintem a közeljövőben a hardveres T&L gyorsítás megvalósítása a legfontosabb. A végfelhasználók egyszerűen ki tudják küszöbölni az alacsony fill rate okozta sebességcsökkenést: kisebb felbontást használnak, viszont nagyobb fill rate-el nagyobb felbontást tudnak használni. A poligonátvitel sebességére viszont a programozónak kell figyelnie. Egy alacsony poligonátvitelre képes kártyánál a programozónak kevesebb geometriát kell a videokártyára küldenie, míg egy olyan kártyara, ami támogatja transzformációk gyorsítását sokkal több geometriai műveletet tudsz küldeni. Ezért a geometriai gyorsítás mértékétől függ a geometriai felbontás és a fenntartható képkockasebesség egy játékban. A fill rate ezek melett másodlagos tényező: ha van elég fill rate-ed, akkor nagyobb felbontást, így élsebb képeket nyerhetsz, de ez nem kompenzálja az alacsony geometriai felbontást.

A Tread Marks esetében a geometriai "terhelést" a felhasználó tudja kiválaszatni, néhány ezer háromszögtől fölfele egészen több mint tízezer háromszög sebességig. Miután a program az OpenGL transzformációs csővezetékét (transformation pipeline) használja ezért készen áll arra, hogy kihasználja a hardveres geometriai gyorsítás lehetőségeit, amint az elérhetővé válik. Tread Marks egy nagy adag fill rate-et használ a többszintű füst- és tűzeffekteknél, így minél nagyobb a videokártya fill rate-je annál stabilabb lesz a játék alatti képkockasebesség még a legrosszabb esetekben is, mint péládul egy nukleáris robbanás. A fill rate másodlagos szempont abban az esetben, ha egy játék általános sebességét és folytonosságát nézzük.

Seumas McNally, Lead Programmer, Longbow Digital Arts
http://www.LongbowDigitalArts.com/seumas/

[oldal:Ryan Feltrin & Mike Dussault]

Ryan Feltrin Xatrix Entertainment (Kingpin: Life of Crime)

A fejlesztők nézőpontjából nézve, csak T&L-ot használva nem lehetséges több poligon átpumpálása, de hozzá kell tenni, hogy T&L használatával a processzorra más feladatok kiszámolását tudjuk bízni, mint péládul a mesterséges inteligencia vagy az animációk. Ennek az az előnye, hogy egy képkocka alatt sokkal több poligont tudsz használni, így sokkal összetettebb elemeket tudsz használni. Ha egy olyan videokártyán mutatod be ugyan ezt a jelenetet, ami nem támogatja a T&L-t és a pillanatnyi processzor használat túl nagy, akkor a játék sebessége jelentősen visszaeshet, miután a processzornak a geometriai számításokat is el kell végeznie.
Egyértelműen ebből követezik, hogy egy T&L-ot nem támogató kártya esetében a processzor sebességének a nöekedésével a kártya teljesítménye is nő. A kérdés, hogy melyik fog jobban érvényesülni, csak egy játékon keresztül válaszolható meg.
Miután én jobban szeretem a magasabb poligonszámot és az összetettebb játékemnetet, ezért én inkább a T&L-t támogató kártyára voksolnék.

Ryan Feltrin

Mike Dussault Monolith Productions (LithTech1 and 2 engines)

Azt kell mondjam, hogy egy kártya T&L támogatása sokkal fontosabb. Gyakrabban érjük el a processzorunk és a buszunk teljesítőképességének határát azért, mivel a saját transzformációinkat akarjuk elvégeztetni, mint a kártya fill rate-jének a határát.. A kártyáknak már régóta magas a fill rate-je, mostanában már ezzel nem foglalkozunk.
A PC busz az ami az adatátvitelben lévő szűk keresztmetszetet jelenti, és ez az amit ki kell küszöbölnünk, ha a PC-s játékokat egy következő szintre szeretnénk emelni. Hardveres T&L támogatás használatával ki tudjuk kerülni azt a problémát, hogy a buszon keresztül küldjük állandóan át ugyan azokat a csúcspontokat. Ez a probléma nagyon hasonló ahhoz a problémához, amit a textúra memória kis mérete okozott annak idelyén.
Mindannyian emlékszünk azokra a kártyákra 2Mb-nyi textúramemóriával? És arra is emlékszünk, hogy a geometriai számítások milyen ritkán lassították le őket, viszont sok és nagy textúra használata esetén szaggatni kezdtek a játékok? A kártyák azért lassultak le, mivel a renderelés folyamán a textúrákat a buszon keresztül küldték a videokártyához.
Hadrveres T&L nélkül ugyan ezt csináljuk, mivel az összes csúcspont adatát a buszon keresztül küldjük át. Minden csúcspont 32byte-os vagy nagyobb lehet, számoljátok ki, hogy ez mekkora adatmennyiséget jelent. Ha megnézünk egy jelenetet, amin 2000 csúcspont látható (egy nagyon kevés háromszöget használó kép), ez 640kb adat, ami minden egyes képkockánál a buszon keresztül halad. Ez ugyan olyan, mintha egy 512x512-es méretű textúrát küldenénk a kártyának minden egyes képkocka esetén.
A hardveres T&L gyorsítás lehetővé teszi, hogy a csúcspontokat a videokártyán tároljuk, ugyan úgy, ahogyan a textúrákat. Majd egy nagyon rövid utasítást tudunk küldeni a videokártyának mint például a következő: "rajzolj egy
háromszögekből álló sávot a 100-tól 300-ig terjdő csúcspontokat használva". Ezzel a kártyát munkára bírtuk, míg a busz adatátvitelét nem foglaltuk le, és a processzorunk is sokkal több időt kapott a játékmenet történéseinek feldolgozására.
Nem tudom biztosan megmondani, hogy a T&L első generásciós megvalósítása milyen eredményeket hoz. Talán nem lesz elég hatékony addig, amíg a második geneációs kártyák és fejlesztői környezetek ki nem jönnek, de hiszem, hogy sokkal fontosabb, hogy ebbe az irányba indultunk el mintsem az, hogy a nagyobb fill rate-eket kergessük az örökkévalóságig.

[oldal:John Carmack & Keith Z. Loenard & Dave Perry]

John Carmack id Software (Doom, Quake)

Ha a kérdés csak az lenne, hogy "mit válasszunk a fill rate-et vagy a háromszög feldolgozási sebességet", akkor a válasz a háromszögfeldolgozási sebesség lenne (feltételezve azt, hogy megfelelő a fill rate mértéke), mivel a fill rate hiányát egyszerűen ki tudod játszani, ha megváltoztatod a felbontást. Ez válsztási lehetőséget nyújt 320x240 képpontos felbontástól fölfele 1600x1200-nál is magasabb felbontásokig (azaz akár 25-ször nagyobb feblbontásig). Egy adott játékon belül a geometriai felbontást nem lehet ilyen nagy mértékben változtatni, azaz a geometriai felbontások változtatása esetén már a 4-szeres arány is nehezen elképzelhető.
Ez még komplikáltabbá válik, ha az anti-aliasingot is hozzáadjuk a lehetőségekhez. Minél több a háromszöged annál több anti-aliasingot fogsz kapni. Az anti-aliasing egy nagyon jó lehetőség, mivel minden sokkal jobban néz
ki a használatával. Megjegyezném, hogy a 2x2-es anti-aliasing nem éppen a legjobb minőségű anti-aliasing, viszont ez is jobb, mint a síma point sampling.
Gyors akciójátékok esetében én a T&L felé hajtlanék, mivel ha gyorsan mozogsz, akkor nem fogsz figyelni az anti-aliasing-ra. Viszont egy lassú mozgású játékban az anti-aliasing-gal sokkal jobb eredményeket lehet elérni.

John Carmack

Keith Z. Leonard Dreamforge (Werewolf: The Apocalypse - The Heart of Gaia)

Nos, a DreamForge-nál mindenki egyetrért velem ebben a kérdésben.

Mi szeretnénk egy T&L-t támogató kártyát, nagyon magas fill rate-el, accumulation bufferrel, stencil bufferrel, textúra tömörítéssel, 32 bites rendereléssel, és végtelen mély Z-bufferrel, amely reggelit főz nekünk és harminc percel rövidebbé teszi a napi bolyongásainkat.

(Utálom a reggeleket!!!)

Komolyra fordítva a szót: mindannyian egyetértünk abban, hogy egy kártya egészséges fill rate-el és hardveres T&L támogaátssal sokkal jobban megfelel a mi igényeinknek, minet egy kártya óriási fill rate-el de T&L nékül.
Az ok amiért ezt kell mondanom az az, hogy egy kép sokkal jobban néz ki 800x600 vagy 1024x768-as felbontásban 10-szer több poligonnal mint egy 1600x1200-as kép. Úgy látszik, hogy a programozók a geometriai felbontás nagymértékű növelése felé indultak el, és én személy szerint imádom ezt.
Nagyon sokáig a játékok alacsony poligonszáma miatt panaszkodtam, de most boldog vagyok, hogy a T&L ezt hardveresen fogja gyorsítani. Nem azt modnom, hogy nem tetszik az óriási fill rate gondolata, viszont azt hiszem, hogy poligonok száma sokkal fontosabb.

Keith

Dave Perry Shiny Entertainment (MDK, Messiah)

Tenkintettel a fill rate-re... Ez egy jó kérdés. Személy szerint én inkább a textúrázást és a fényeffekteket választanám. Nem hiszem, hogy már téma lehet a fill rate.
Nem rég beszéltem Chris Hacker-rel és abban egyetértettünk, hogy van valami, ami hiányzik a 3D-ből. Egy olyan dolog, amit a 3D ipar egyszerűen nem dolgozott ki. A geometriai gyorsítást teljesen elfelejtették, míg a fill
rate-et a csillagokig emelték.
Van egy páratlan képminőségünk, amit úgy hívnak valóság, és amikor azt modom, hogy valóság akkor a valós életre gondolok. Ez a minőség egy látszat, egy érzés. Ez nem csak egy piros pixel a megfelelő helyen és egy új elsímító technika. Ülj le egy nagy teremben és néz körül... Kérdezd meg magadtól, hogy a jó 3D-s játékok hogyan is néznek ki ahhoz képest, amit most látsz.

Úgy érzem, hogy a nagy 3D-vel foglalkozó cégeknek le kéne nyugodniuk és nem azzal kéne foglalokzniuk, hogy az enyém nagyobb, mint a tiéd. A minőségre kéne koncentrálni, vagy pénzt költeni annak a kifejlesztésére, amit eddig nem engedtünk meg. Amit midannyian hiányolunk.

Személy szerint hiszem, hogy modelleznünk kéne a térbeli fények torzulását és abszorpcióját, illetve azt, hogy a valódi szemgolyó milyen torzításokat végez a végső képen. Ez az ahol én kezdeném a prbléma felgönygölítését.

Remélem, hogy Chris ki fogja ezt dolgozni és megszerzi az első 100 millió dollárt vele. :)

Addig is a a textúrák és a fényeffektek azok, amikre koncentrálni kell, hogy a megfelelő hatást érjük el.