ATI Radeon 256 Preview

De Charisma Engine

Binnen ATI’s Charisma Engine zien we allereerst dat ATI in navolging van nVidia en S3 voor een hardware Transformation & Lightning oplossing heeft gekozen. Dat lijkt me een slimme zet. De introductie van de eerste hardware T&L engine door nVidia, een half jaar geleden alweer, heeft ervoor gezorgd dat nu steeds meer game developers voor T&L ondersteuning in games zullen gaan zorgen. Hoewel het aanbod van T&L-enhanced games nog erg laag is, kan dat bij de introductie van de ATI Radeon wel eens heel anders zijn. Zeer veel T&L games zijn nu in ontwikkeling en zullen tegelijkertijd met de nieuwe ATI kaart op de markt worden gebracht.

De T&L engine binnen de Charisma Engine zou volgens ATI ongeveer 30 miljoen driehoeken per seconde moeten kunnen verwerken. Dit is een factor 3 meer dan de T&L engine van de nVidia GeForce 256 en naar alle verwachting ook meer dan de T&L engine van de GeForce 2. Verder is ATI’s T&L engine beter geoptimaliseerd voor gebruikt bij meerdere lichtbronnen. Terwijl de performance van de T&L engine van andere kaarten met bijna 70% kan zakken zodra er 8 lichtbronnen zijn, zal de ATI T&L engine volgens de makers nooit meer dan 50% performance inboeten. Het zijn ambitieuze zaken die ATI noemt: benchmarks zullen moeten uitwijzen of ATI de claims waar kan maken.

Interessant vind ik om te zien dat de Hardware T&L ‘trend’ nu heeft doorgezet naar bijna alle fabrikanten. nVidia en S3 hebben al sinds een enige tijd hardware T&L in hun 3D chips zitten, bij ATI is dat nu officieel bevestigd en ook Matrox zal volgens vele geruchten een hardware T&L engine in de nieuwe G800 plaatsen. Het enige buitenbeentje is 3dfx die nog steeds beweert dat een hardware T&L engine op dit moment geen nut heeft. De nabije toekomst zal uitwijzen of men hierin gelijk heeft: ik ben erg benieuwd hoe het performance verschil tussen enerzijds 3dfx’ Voodoo 4/5 en anderzijds de GeForce 1 en 2, de S3 Savage 2000, de ATI Radeon en de Matrox G800 zal zijn bij T&L enhanced games.

Nogmaals wil ik iedereen erop wijzen dat een hardware T&L engine niet alleen gemaakt is voor hogere performance, maar ook om de CPU te ontlasten! Zodra de 3D chip de T&L taken van de CPU overneemt, heeft deze veel meer tijd over voor andere zaken. Zo kunnen we dankzij de hardware T&L engines in de toekomst bijvoorbeeld games verwachten met veel betere AI (Artificiële Intelligentie) engines.

Voor degenen die zich afvragen wat het “Clipping” inhoudt: dit is het systeem dat onzichtbare driehoeken “weggooit”, zodat deze niet verder door de chip verwerkt worden. Clipping zit al sinds jaar en dag in videokaarten, maar ATI is de eerste die er een big issue van maakt. 

Twee nieuwe zaken die we in de Charisma Engine tegenkomen zijn Vertex Skinning en Keyframe Interpolation.

De eerste (Vertex Skinning) is niet helemaal nieuw. Het systeem is nauw verwant aan het Vertex Blending systeem dat we in de nVidia GeForce videokaarten tegenkomen. Ik zal het systeem nogmaals uitleggen aan de hand van het voorbeeld van het 3D model van een mens. Om een dergelijk model niet al te complex te maken, kan voor de bovenarm en de onderarm beide een afzonderlijke cilinder genomen worden. Als je dit model echter laat bewegen, kunnen er op de plaats waar de twee cilinders moeten scharnieren, gaten in het model ontstaan. Vertex Blending en Vertex Skinning zullen er echter voor zorgen dat de verbinding tussen beide 3D objecten mooi aaneengesloten blijft. Onderstaande afbeelding uit onze GeForce preview laat dat zien.

Wel helemaal nieuw is de hardwarematige Keyframe Interpolation binnen de Charisma Engine. De Keyframe Interpolation engine kan tussen twee frames zelf hardwarematig “tussen-frames” genereren. Dit is vooral handig bij zeer complexe 3D objecten, zoals bijvoorbeeld een zeer goed gemodelleerd mens in een 3D wereld.

Waar de Keyframe Interpolation engine bijvoorbeeld voor gebruikt kan worden is om mooie gelaatsuitdrukkingen op gezichten van mensen in 3D werelden te krijgen. Om dit te verwezenlijken moet het hoofd uit zeer veel driehoeken gemodelleerd worden, wat alles zo complex maakt dat er minder dan 30 frames per seconde gerenderd kunnen worden. Als er dan bijvoorbeeld nog maar 10 frames per seconde gerenderd worden, zal de Keyframe Interpolation door morphing methodes tussen twee frames zelf nog enkele tussenframes creëren. Onderstaande afbeelding laat dit zien:

Het eerste en het laatste frame zijn echt gerenderd, de twee frames er tussenin zijn door de Keyframe Interpolation engine erbij gemaakt. In dit voorbeeld kan Keyframe Interpolation bijvoorbeeld gebruikt worden om de 3D persoon lipsynchroon te laten praten met gesproken tekst.

Keyframe Interpolation kan zeker voor hele leuke effecten zorgen en het idee om dit hardwarematig uit te voeren is waarlijk uniek. Zoals altijd zal het slagen van een dergelijk systeem afhangen van de ondersteuning van software programmeurs. Ik denk dat we moeten wachten tot meerdere 3D chip fabrikanten dit systeem ondersteunen, voordat de grote game programmeurs het zullen gaan ondersteunen. Hetzelfde geldt uiteraard voor Vertex Skinning. Bij mijn weten zijn er nu nog geen spellen die Vertex Blending of Skinning ondersteunen. Nu echter zowel nVidia als ATI een dergelijk systeem in hun chips hebben, zal dat in de toekomst zeker kunnen gaan veranderen.