顯卡GPU技術(shù)發(fā)展歷程

　　GPU英文全稱Graphic Processing Unit，中文翻譯為“圖形處理器”。GPU是相對于CPU的一個概念，由于在現(xiàn)代的計算機中（特別是家用系統(tǒng)，游戲的發(fā)燒友）圖形的處理變得越來越重要，需要一個專門的圖形的核心處理器。下面我們就來說說顯卡GPU的發(fā)展歷程。

　　GPU發(fā)展歷程之一：T&L解放了CPU

　　今天對于nvidia旗下的geforce這個品牌，相信對于接觸過電腦的人已經(jīng)是無人不知，無人不曉了。1999年，nvidia借著RivaTNT2的成功，推出了一款可以用“驚變”來形容的顯示核心代號NV10的geforce 256。為什么說是“驚變”呢？下面就來為大家一一介紹。

　　T&L 硬件級別幾何與光照轉(zhuǎn)換引擎：nVidia率先將硬體T&L整合到顯示核中。T&L原先由CPU負責,或者由另一個獨立處理機處理 (例如一些舊式工作站顯視卡)。較強勁的3dfx Voodoo2 和 Rendition Verite顯視核心已整合了幾何 (三角形) 建構(gòu)， 但硬體T&L仍是一大進步,原因是顯視核心從CPU接管了大量工作。  

3D模型平滑的外表  

T&L使GPU多邊形處理能力進一步加強

　　硬件T&L引擎帶來的效果是，3D模型可以用更多的多邊形來描繪，這樣就擁有了更加細膩的效果。而對于Lighting來說，CPU不必再計算大量的光照數(shù)據(jù)，直接通過顯卡就能獲得更好的效能。而目前T&L引擎早已取消了，原因就在于現(xiàn)今的3D建模與陰影效果都是通過可編程的Vertex shader，Pixel shader和Geometry Shader單元來表現(xiàn)的，是基于全新的shader model模式來完成的，就不再需要單獨引擎單元了。

　　GeForce 256采用了四條并行的渲染管線，每條渲染管線擁有一個紋理貼圖單元，這樣在一個GPU的時鐘周期內(nèi)就可以處理擁有4個紋理的像素，而上一代TNT 2則僅有兩條渲染管線，對于大紋理的像素來說處理起來就非常的吃力。

　　GPU發(fā)展歷程之二：可編程Shader技術(shù)   　

　　Shader翻譯過來是著色器的意思，屬于圖形渲染管線的一部分，是專門負責執(zhí)行重要的3D模型信息的轉(zhuǎn)換、賦值、基本運算等功能的，注意我這里說的是基本運算，因為對于當時GPU來說，在處理器3D模型的信息的時候還是要一定程度上依賴于CPU的運算能力的。Shader的特色是基于可編程模式設(shè)計，將原有的固定渲染管線分離出可編程的部分來給編程者更多的設(shè)計空間。Shader從編程角度上包括：Geometry shader 、Vertex Shader 、Pixel Shader ，即：幾何著色器、定點著色器、像素著色器。  

Vertex Shader技術(shù)是模型表面更加逼真

　　所謂Vertex，就是我們熟悉的組成3D圖形的頂點，由于設(shè)計3D模型是基于坐標空間內(nèi)部設(shè)計的，所以Vertex信息包含了3D模型在空間內(nèi)的坐標等信息。Vertex Shader則是對于Vertex信息的運算編程器，可以通過賦予特定的算法而在工作中改變3D模型的外形，Vertex Shader頂點運算單元可以直接檢索顯存中的材質(zhì)數(shù)據(jù)。現(xiàn)在的游戲場景越來越復雜了。所涉及到的材質(zhì)和多邊形數(shù)量都非常驚人。頂點材質(zhì)技術(shù)可以極大的提高GPU在處理復雜的游戲場景時的效率。并且游戲開發(fā)人員還可以利用Vertex Shader的這一新的特性，充分發(fā)揮想象，實現(xiàn)很多非常漂亮的特效。例如在星際爭霸2demo片中展示的神族母艦黑洞的技能效果。

Pixel Shader 3.0產(chǎn)生美輪美奐的效果

　　所謂Pixel 即一個像素點，像素點包括不同的顏色，而我們在計算機屏幕上看見的圖形就是有眾多的Pixel組成的。而Pixel Shader是包含用來控制像素顏色填充算法的著色器，在nvidia的GeForce 3顯示核心中首次將Pixel Shader與Vertex Shader賦予可編程的能力。例如：在GeForce 6的Demo中，美人魚的根根頭發(fā)就是用Pixel Shader針對每個像素來控制顯示出來的。其實在GeForce 3發(fā)布后的許多游戲中都是使用到了新的Shader技術(shù)。

　　可見GeForce 3給GPU不僅賦予了更強大的速度，更重要的是全新的Shader技術(shù)賦予了GPU更多的靈性。