〇、目标
- 实时绘制：15-60fps
30+才会流畅 - 高分辨率
- CPU负荷很大
物理、AI（npc智能化）、声音、 网络……
- 图形需求
高速内存访问、高带宽、浮点数的运算（Flops,Floating Poing Operation）、矩阵-向量乘积（几个G的Flops）、峰值可达几个T
需要硬件高速处理图形！！！
一、图形硬件的历史
- 90年代中早期
硅图(SGI)主机和工作站
个人主机只有2D图形硬件
- 90年代中期
- PC机显卡：3dfx（Voodoo卡）、nVidia、Matrox、ATI
- 三角形光栅化移入显卡（扫描线算法）
- 推动了大量3D游戏的发展
- 1999
PC-card with TnL(Transform and Lighting)
- NVIDIDA GeForce :Graphics Processing Unit (GPU)
- 现代
图形流水线可支持部分可编程
行业领军：ATI&NVIDIA
三、图形流水线
- 应用
视截体裁剪、场景转换裁剪
- 几何处理——顶点着色器
位置、形状、光线、图元组合、背面剔除）……
- 光栅化（Rasterization）——片段着色器
扫描填充、Fragment Shading、Frame buffer
- 输出
如何才能实现可编程呢？
顶点和片段着色器
顶点的属性坐标——>顶点着色器——>顶点的新的属性坐标——>光栅化（坐标、颜色、深度）——>片段着色器——>新的坐标、颜色、深度
基本操作
SIMD（对四元组做的基本操作）
系统架构：
- 流水线
- 并行
- 并行流水线
早期游戏
《Half Life》、《DOOM》