Preview: NVIDIA GeForce 7800 GTX (G70) - 3/12
22.06.2005 by doelf
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CineFX 4.0
NVIDIAs GeForce 7800 GTX GPUs beinhalten eine CineFX Engine der vierten Generation. Ziel der Entwicklungsbemühungen war es, eine optimale Bildqualität mit hoher Geschwindigkeit zu vereinen. So sollen durch CineFX 4.0 noch komplexere Shader Effekte mit bestmöglicher Qualität möglich werden. In der technischen Beschreibung erklärt NVIDIA, folgende Verbesserungen vorgenommen zu haben:

• Durch ein Redesign der Vertex-Shader-Einheit wurde die notwendige Zeit für die Vorbereitung und Verarbeitung der Geometrie-Daten reduziert.
• Die neue Pixel-Shader-Einheit kann jetzt im Vergleich zu ihrem Vorgänger doppelt so viele Fließkommaberechnungen im gleichen Zeitraum vornehmen, und auch die anderen mathematischen Operationen wurden deutlich beschleunigt, um den Durchsatz zu erhöhen.
• Durch neue Hardware-Algorhytmen und verbessertes Caching arbeitet die weiterentwickelte Textur-Einheit bei der Filterungs- und Überblendungs-Opterationen schneller.

Wie mit jeder neuen Generation von Grafikchips steigt auch mit der Einführung der G70 GPU die Leistungsfähigkeit und damit die Genauigkeit der 3D-Abbildungen. Während ältere Spiele und Anwendungen bei höheren Qualitätseinstellungen eine bessere Framerate erzielen, werden in kommenden Titeln noch aufwendigere Grafiken und somit eine noch höhere Realitätsnähe möglich. Allerdings muß auch gesagt werden, daß der Markt für solche Hochleistungs-GPUs recht klein ist und sich die Mehrzahl der Spieleschmieden an den Möglichkeiten des Massenmarktes orientieren. Somit wird man auch die nächsten 18 Monate mit einer ATi Radeon 9800Pro, ATi Radeon X700Pro, NVIDIA GeForce FX5900 oder NVIDIA GeForce 6600 noch gut überleben können.

Betrachten wir nun die Verbesserungen im Detail. Dabei ist es notwendig, zumindest ein wenig auf die technischen und mathematischen Hintergründe einer 3D-Berechnung einzugehen. Wir benutzen für die Illustration dieser Funktionen wiederum Bildmaterial, welches uns von NVIDIA zur Verfügung gestellt wurde.

Der Vertex Shader
NVIDIA bezeichnet den Vertex Shader als "A Backbone of 3D Graphics", also ein Rückgrat der 3D-Grafik. Bei der GeForce 7800 GPU arbeiten acht Vertex-Shader parallel. Bricht man eine 3D-Grafik in ihre Bestandteile auf, so bleiben winzige Dreiecke übrig. Diese Dreiecke, deren Eckpunkte (Vertex) in allen drei Raumachsen definiert sind, spannen eine Fläche auf, die durch verschiedene Eigenschaften beschrieben werden kann.

Im ersten Schritt der Vertex-Berechnung, muß man die absolute Position der einzelnen Punkte im dreidimensionalen Raum festlegen und diese in Bezug auf den Blickwinkel der Kamera - dem Auge des Betrachters -, sowie der Lichtquellen analysieren.

Die Triangle-Setup-Unit faßt anschließend je drei Punkte zu einem Dreieck zusammen. Dieses Dreieck wird nun gerastert, d.h. seine einzelnen Fragmente, die sich weitgehend mit den Bildpunkten, welche später am Bildschirm sichtbar werden, decken, werden anhand eines Rasters abgearbeitet und für jeden dieser Bildpunkte bzw. Fragmente wird ein Helligkeitswert ermittelt.

Ein optimierter Vertex Shader wird also besonders die Aufgaben beschleunigen, welche mit der Berechnung von Schatten verbunden sind.

Weiter: 4. UltraShadow II

1. Einleitung und Eckdaten
2. Ein weitgehendes Redesign?
3. Der Vertex Shader
4. UltraShadow II
5. Der Pixel Shader und die Texture Engine
6. Die neue Antialiasing-Modi
7. Benchmarks ohne SLI: Setup, 3DMark05, Far Cry, Halo
8. Benchmarks ohne SLI: Splinter Cell Chaos Theory, Doom 3, Half Life 2, World of Warcraft, Chronicles of Riddick
9. Benchmarks ohne SLI: Battlefield Vietnam, Everquest II, Call of Duty, Counter Strike: Source Benchmark, City of Heroes
10. Benchmarks ohne SLI: Need for Speed: Underground 2, Joint Operations, Star Wars Battlefront, Painkiller: Battle Out of Hell, Roller Coaster Tycoon 3, Battlefield 2
11. Benchmarks mit SLI
12. Fazit

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