随着3D技术的发展和3D应用软件(尤其是3D游戏软件)的出现，3D图形加速卡已经成为一个热门话题。近年来，随着硬件技术的快速发展和微软Direct 3D的推出，加速了3D图形加速卡的大众化营销步伐。这种以往只能在高档图形工作站和专用电脑上看到的显卡，如今已经逐渐走进了我们的办公室和家庭。相信3D图形加速卡很快会成为继声卡、光驱之后多媒体电脑的又一标准配置。 　　

　　

　　我们在了解3D加速卡及相关技术的时候，经常会遇到一些抽象的术语。本期我们特别发布《3D图形加速卡条款大发布》一文，帮助你快速踏入3D之门。 　　

　　

　　3D API (3D应用程序接口) 　　

　　

　　API是应用编程接口的缩写。API是许多程序的集合。一个3D API，只要调用API中的程序，就可以让程序员设计的3D软件自动与硬件驱动进行通信，启动3D芯片中强大的3D图形处理功能。目前主流的几个3D API有Direct X，OpenGL，3DR，RenserWare，BRender，Glide/3Dfx，QuickDraw 3D Rave。 　　

　　

　　直接X 　　

　　

　　微软为PC游戏开发的API，特点是操控简单，显卡功能各异，对Windows 95和Windows NT操作系统兼容性好，目前基本免费使用(后面就不好说了)。在Direct X 5中。0，共有六个部分： DirectDraw管理游戏的视频输出、Direct3D管理游戏的3D图形、DirectPlay管理游戏的网络通信、DirectSound管理游戏的声音输出、DirectInput管理游戏的摇杆控制和DirectSetup管理游戏的安装。 　　

　　

　　OpenGL(开放式图形界面) 　　

　　

　　Silicon Graphics(著名的SGI)开发的API可以应用于Windows 95、Windows NT、Macos、Beos、OS/2和Unix。它不仅提供了许多图形操作功能，还提供了许多图形处理功能。OpenGL起步早，已经在高档图形工作站中使用。它的3D图形功能非常强大，比Direct X强很多，可以最大限度地发挥WooDoo、POWER VR等超级3D芯片的巨大潜力。因此，许多游戏开发公司和图形软件开发公司强烈要求微软在下一版本的Window中加入OpenGL支持。目前这个合理的要求已经被微软接受，它将在Windows 98中同时支持Direct X和OpenGL。 　　

　　

　　阿尔法双绑定(阿尔法值的后处理) 　　

　　

　　简单来说，这是一种让3D物体感觉透明的技术。显示在屏幕上的3D对象，每个像素通常附有三组红色、绿色和蓝色(RGB)值。如果一个像素在3D环境中允许有一组Alpha值，我们说它有一个Alpha通道。Alpha值记录了像素的透明度。这样，每个对象都可以有不同程度的透明度。混合alpha的作用是将两个物体叠加在屏幕上时的Alpha值考虑在内，使其呈现出接近真实世界的效果。 　　

　　

　　抗锯齿(抗锯齿) 　　

　　

　　使用色彩匹配技术来软化图形的锯齿状边缘，在视觉上获得平滑的边缘效果。 　　

　　

　　深度提示(深度效果处理) 　　

　　

　　景深效果处理是一种在物体远离观察者时降低物体颜色和亮度的功能。比如，当一个物体离我们的视线越来越远时，它看起来就越来越模糊。 　　

　　

　　雾化效果(雾化效果处理) 　　

　　

　　顾名思义，它的作用是制造一种指定区域笼罩在一股烟雾中的效果。程序员可以自由调整雾的范围、程度、颜色等参数，然后由3D芯片负责计算结果。 　　

　　

　　深度提示和雾效的作用，对确定“三维空间”的外观，使虚拟世界更接近真实世界有很大的帮助。 　　

　　

　　海蒂 　　

　　

　　Heidi在开发3D图形应用程序的许多方面都有自己的定位，它在协调行动方面发挥着重要作用。它是由Autodesk提出的规范。至于图形处理的管理，如绘图、着色、复制等操作，以及内部信息传递，Heidi为应用软件提供了动态的组织结构。目前使用Heidi系统的应用有Kinetix的3D Studio MAX动画程序和Autodesk为AutoCAD R13开发的WHIP加速驱动程序。 　　

　　

　　MIP映射(映射处理) 　　

　　

　　当显示3D图像时，Mipmap处理非常重要。这种纹理映射技术根据不同的精度要求使用不同版本的纹理图案进行映射。当物体靠近或远离观察者时，相应的材质图案会粘贴在物体表面，从而使物体呈现出更加逼真的效果。比如对象渐行渐远。根据这种处理方法，程序将粘贴更简单、细节更少的材料图案，从而提高图形处理的整体效率。 　　

　　

　　明暗处理：平面、GOURAUD和纹理映射(明暗处理：平面明暗处理、高斯明暗处理和纹理映射) 　　

绝大多数的3D物体是由多边形（polygon）所构成的，它们都必须经过某些着色处理，才不会以线结构（wire frame）的面目示人。Flat shading是最简单，也是最快速的着色方法，每个多边形都会被指定一个单一且没有变化的颜色。这种方法虽然会产生出不真实的效果，但非常适用于快速成像作业（quick rendering）及其它要求速度重于细致度的场合。Gouraud Shading就稍为好一点。在多边形上的每一点都会被指定一组色调（hue）值， 同时将多边形着上平顺的渐层色。

　　

●TEXTURE MAPPING （材质贴图）

　　

是在物体着色方面最引人注目，也是最拟真的方法，同时也多为目前的游戏软件所采用。一张平面图像（可以是数字化图像、小图标或点阵位图）会被贴到多边形上。

　　

●VIDEO TEXTURE MAPPING （动态材质贴图）

　　

是目前最好的材质贴图效果，具有此种功能的图形图像加速卡，采用高速的图像处理方式，将一段连续的图像（可能是即时运算或来自一个AVI或MPEG的档案）以材质的方法处理，然后贴到3D物件的表面上去。例如在赛车游戏中，在挡风玻璃上贴一段连续的天空动画，就能做出类似即时反射环境贴图的效果。

　　

●PERSPECTIVE CORRECTION （透视角修正处理）

　　

要让一个经过材质贴图处理的3D物件具备相当真实的外貌，这项处理不可缺少。它采用数学运算的方式，以确保贴在物件上的部分影像图会向透视的消失方向贴出正确的收敛。由于这项工作十分依赖处理器，所以对新一代的3D加速器而言，这个功能也是相当重要。有了它，3D加速器才能保持图形的真实效果。我们以风靡世界的3D冒险游戏《古墓丽影2》中的图形为例，在图一中由于关闭了3D加速卡上“透视角修正”功能，人物所站的石板地面线条出现严重的弯曲变形；而图二中打开了3D加速卡上“透视角修正”功能，石板地面线条便保持了真实的效果。

　　

●TEXTURE MAP INTERPOLATION （材质影像插补处理即滤化处理）

　　

当材质被贴到屏幕所显示的一个3D模型上时，材质处理器必需决定每个图素要贴到的像素位置。由于材质是2D图片，而模型是3D物件，所以图素的范围与像素范围通常不能很好吻合。此时要解决这个像素的贴图问题，就得用插补处理的方式来解决。而这种处理的方式共分三种：Nearest Neighbor，Bilinear以及Trilinear。

　　

●NEAEST NEIGHBOR （近邻取样处理）

　　

是一种较简单的材质影像插补的处理方式。使用包含像素最多部份的图素来贴图。这种处理方式速度比较快，常被用于3D游戏开发，不过图形的品质较差。

　　

●BILINEAR LNTERPOLATION （双线性插补处理）

　　

是一种较好的材质影像插补处理方式，能够先找出最近像素的四个图素，然后在它们之间作差补效果，最后产生的结果才会被贴到像素的位置上，这样，可以避免看到大块的像素呈现到萤幕上，就像在观察近距离图形时常常出现的“马赛克”现象。这种处理方式适用于有一定景深的静态影像，不过无法提供影像的最佳品质，同时也不适用于移动中的物件。我们还是采用《古墓丽影2》的图像来说明：在图三中，由于关闭了3D加速卡上的“双线性插补”功能，在人物身后左边的木桩上出现了明显的“马赛克”现象。而在图四中，我们将3D加速卡上“双线性插补”功能打开，于是木桩上的“马赛克”现象消失了。

　　

●TRILNEAR LNTERPOLATION （三线性插补处理）

　　

是一种更复杂的材质影像插补处理方式。会用到相当多的材质影像，而每张的大小恰好会是另一张的四分之一。例如：有一张材质影像是512×512个图素，第二张就会是256×256个图素，第三张便是128×128个图素．．．等等，最小的一张是1×1，使用这些多重解析度的材质影像，当遇到场景较深、较大时（如飞行模拟），就能提供高品质的贴图效果。三线性插补处理比双线性处理需要更大的计算量，而且需要更大的存储器时钟带宽。但是Trilinear Interpolation可以提供最高的贴图品质。

　　

●FRAME RATE （画面更新率）

　　

荧光屏上画面更新的速度，其单位为FPS（帧每秒），FPS越高画面越流畅。

　　

●FRAME BUFFER （图形画面缓冲区）

　　

该区域主要用于存储可显示的图形信息， 它决定了可显示的最高分辨率与最大彩色数量。

　　

●DOPTH BUFFERING （双重缓冲区处理）

　　

绝大多数支持OpenGL的3D加速卡都会提供两组图形画面信息，一组显示，另一组备用，这两组图形画面信息通常被看着front buffer和back buffer。这项功能让显示卡用front buffer存放正在显示的这格画面，而同时下一格画面已经在back buffer待命。 然后显示卡将两个buffer 互换，back buffer的画面显示出来，且同时再在front buffer中画好下一格待命，如此形成一种互补的工作方式，迅速对画面的快速改变做出反应。

　　

●RAMDAC （存储器数模转换速度）

　　

表示将存储器图形数据转换成显示器上可见的像素光点的转换速度， 单位为MHz。其工作速度越高，频带越宽，高分辨率时的画面质量越好。

　　

●Z BUFFER （Z 缓存）

　　

在3D环境中，每个像素会利用一组数据资料用来定义像素在显示时的纵深度（即Z轴座标值）。Z Buffer所用的位数越高， 则代表该显示卡所提供的物件纵深感也越精确。一般的3D加速卡仅能支持到16位或24位的Z Buffer，对于普通的3D模型而言这也算足够了，不过高级的3D卡更可支持到32位的Z Buffer。对一个含有很多物体连接的较复杂的3D模型，能拥有较多的位数来表现深度感是相当重要的，能避免闪烁现象发生。

　　

●Z－BUFFERING （Z 缓存处理）

　　

Z－Buffering是在为物件进行着色时， 执行“隐藏面消除”工作的一项技术，使隐藏物件背后的部份不会被显示出来。