3D圖形加速是如何實(shí)現(xiàn)的？

在多媒體如此盛行的今天，人們享受著各種精彩的視覺(jué)盛宴，這一切都得益于一項(xiàng)基本技術(shù)的發(fā)展：圖形加速技術(shù)。那么圖形加速功能具體是如何實(shí)現(xiàn)的呢?

工作之余，炫酷特效的3D電影、場(chǎng)景逼真的大型游戲都是人們的主要消遣，這些“高大上”的圖像視頻效果都離不開(kāi)一項(xiàng)重要的計(jì)算機(jī)技術(shù)：圖形加速。那么我們現(xiàn)在來(lái)扒一扒什么是“圖像加速”吧。

首先需要說(shuō)明的是，純文本時(shí)代早就離我們遠(yuǎn)去了，如今Windows的界面是完全基于圖形的。我們所看到的屏幕上顯示的文字，其實(shí)是Windows調(diào)度“畫(huà)”字程序，從硬盤(pán)里讀出字體，然后畫(huà)到屏幕上來(lái)，這樣就顯示出了我們看到的文字。

大家應(yīng)該有過(guò)這種體驗(yàn)：等待Windows程序運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)得難以忍受。這是因?yàn)閃indows這樣一個(gè)圖形界面的操作系統(tǒng)，同時(shí)運(yùn)行大量的窗口圖形，需要占用CPU的大部分性能去處理這些圖形，因此造成PC機(jī)系統(tǒng)性能的低下。比如令人頭疼的“正在加載”。

為了提升系統(tǒng)的整體性能，就需要設(shè)法加快圖形的處理和顯示速度。這也是開(kāi)發(fā)圖形加速功能的意義所在，接下來(lái)我們來(lái)看看圖形加速技術(shù)的簡(jiǎn)要成長(zhǎng)經(jīng)歷：

1、無(wú)加速階段

這一階段的圖形比較簡(jiǎn)單，繪圖工作全部由CPU完成。CPU在完成圖形的生成、變換、著色等操作后，將處理后的圖形數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)設(shè)備中一行一行地復(fù)制到顯示終端控制器，由顯示終端控制器控制其顯示。由于進(jìn)行圖形處理的數(shù)據(jù)量較大，且全由CPU完成，對(duì)CPU的負(fù)擔(dān)很重，所以這一階段的圖形處理能力低，圖形也比較簡(jiǎn)單。

2、2D加速階段

2D加速，說(shuō)得直白一點(diǎn)，就是讓顯卡來(lái)充當(dāng)“搬運(yùn)工”的角色。由顯卡上相應(yīng)的電路完成圖形數(shù)據(jù)從顯存到顯示器的復(fù)制、傳送控制和顯示控制，CPU只需專注完成圖形的處理和數(shù)據(jù)生成。這樣圖形數(shù)據(jù)的處理和傳送可以并行工作，提高了處理效率以及顯示的速度，一定程度上減輕了CPU的負(fù)擔(dān)。

3、3D加速階段

盡管2D加速技術(shù)由顯卡來(lái)完成圖形的傳送，分擔(dān)了CPU的一部分工作，但是圖形大量的數(shù)據(jù)處理對(duì)于CPU來(lái)說(shuō)負(fù)擔(dān)還是過(guò)重。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，圖形處理涉及的某些算法簡(jiǎn)單且固定，可以用相應(yīng)的電路完成，這樣就給3D加速技術(shù)的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

3D圖形是用若干個(gè)三角形來(lái)表示的，用三角形組成3D圖形和積分的思想一樣，即用無(wú)數(shù)個(gè)平面來(lái)表示曲面圖形。在3D中一般的曲面圖形都用一組近似的平面圖形替代，引入了貼圖、光照、渲染等技術(shù)，利用人眼的視覺(jué)差模擬實(shí)現(xiàn)3D效果。

3D加速技術(shù)就是將3D圖形處理技術(shù)中固定的算法，諸如設(shè)定、貼圖、光照、渲染等全部交給顯卡，用顯卡中的電子線路完成這些工作，CPU只用提供這些運(yùn)算所需要的參數(shù)，從而控制固件工作。3D加速技術(shù)讓CPU進(jìn)一步從繁重的圖形運(yùn)算中解脫出來(lái)，從而提高了處理速度。