Informática gráfica

687474703A2F2F7777772E6573746164697374696361736772617469732E636F6D2F65737461646973746963617320677261746973

Estadisticas Gratis

Procesadores gráficos 3D al inicio de 2006

Los programas de juegos no sólo son los que con mayor profusión se usan en el ambiente doméstico, sino también los más exigentes respecto a la electrónica. La tarjeta o adaptador gráfico (electrónica responsable de crear la imagen que se muestra en el monitor), como máximo exponente de la circuitería, enfocada principalmente al entretenimiento digital, ha visto una gran evolución durante sus años de existencia. Actualmente presentan nuevas e innovadoras propuestas tecnológicas con las que aumentar en gran medida el rendimiento de los sistema gráficos y al mismo tiempo perfeccionar la calidad visual de las imágenes en el ordenador.

Hegemonía de dos marcas

Dada la gran cantidad de usuarios entusiastas y fanáticos de los juegos de ordenador, sobre todo en tres dimensiones, y de películas en DVD, las empresas más conocidos del sector han lanzado recientemente una nueva ofensiva con el objeto de cubrir la demanda de los usuarios particulares. Las empresas NVidia y ATI (adquirida por AMD) siguen en constante pugna por la hegemonía del sector, siendo sus novedades GeForce 7800 y Crossfire (X1000) respectivamente.

El último lanzamiento de nVidia es su procesador GeForce 6800 (el primer miembro de una familia denominada NV4x) que supera con creces al anterior modelo, el GeForce FX 5800 Ultra, criticado por fallos en su diseño que le hacían generar mucho calor, lo que representaba mayor consumo de energía y una notoria disminución de su eficiencia.

Con una velocidad de reloj de 400 MHz, GeForce 6800 dispone de una memoria de entre 128 y 512 MB y utiliza 222 millones de transistores (los principales componentes de un procesador), que le ayudan a componer las imágenes de forma muy rápida, para evitar las molestas interrupciones creadas por procesadores de bajo rendimiento. A manera de referencia, el procesador Pentium 4, uno de los más poderosos del mercado, tiene apenas 180 millones de transistores.

Las características del chip son tan avanzadas que es difícil medir su impacto, pues hasta el momento nadie ha diseñado un juego lo suficientemente exigente como para poner en dificultades al procesador.


Además incluye una tecnología denominada CinemaFX 3.0, capaz de procesar efectos de iluminación que llegan a confundirse con la realidad; un sistema bautizado UltraShadow II, que le permite al chip ahorrar recursos al indicarle qué partes de la imagen no deben ser procesadas porque están ocultas a la vista, y una característica conocida como HPDR (High-Precision Dynamic-Range) que imita el comportamiento del ojo humano ante los desajustes luminosos.

La reacción de Ati no se hizo esperar y, solo unas semanas después de la aparición de GeForce 6800, presentó su nuevo modelo Radeon x800. A diferencia de nVidia, Ati no cambió radicalmente la arquitectura de su chip para implementar desafiantes novedades, sino que prefirió mejorar las características de sus procesadores anteriores sobre una estructura ya conocida. Sin embargo, una de las características más destacadas de Radeon x800 es la tecnología Smartshader HD, que supone un avance importante al permitir cálculos de sombreado de alta precisión, aún con 700 millones de operaciones de sombreado de polígonos por segundo (2.5 veces más rápido que su antecesor).

Inicios en modo texto

La informática antes de 1980 se basaba en mostrar la información en modo texto, de manera que los únicos efectos especiales eran cambio de color y fondos más o menos vistosos. El primer ordenador que presentaba interfaz gráfica surgió en 1973, posteriormente IBM introdujo la resolución CGA en 1981 (640 x 200 con dos colores), siendo un gran avance en el mundo de la informática. Actualmente se ha llegado a las resoluciones UltraXGA, de 1600 x 1200 con 16.7 millones de colores y WUXGA de 1920x1200. A su vez cada pixel (punto iluminado en la pantalla) se representa por la combinación de tres señales de color y cuantos más bit se usen para representarlo, más detalle de color tendremos (profundidad de color).

El concepto fundamental de la gráficos por ordenador no ha cambiado desde las primeras interfaces gráficas de la década de los 70 del siglo pasado, aunque la gran mejora de los monitores ha provocado que el tamaño y la definición y de las imágenes sean mucho mejores en la actualidad.

Además las nuevas tarjetas de vídeo ejecutan otras tareas y de hecho se han convertido en veloces ordenadores de gráficos. Debido a los juegos se necesitan subprocesadores y procesadores de cálculo altamente especializados con un gran rendimiento pero a su vez muy complejos tecnológicamente. Para un usuario doméstico el principal problema es el precio, pues las tarjetas más potentes pueden valer más que el resto del ordenador, por ejemplo 600 euros.

Ficción en tres dimensiones

La representación de escenarios tridimensionales precisa muchos recursos. La recreación de estos ambientes requiere la definición tridimensional de todos los objetos presentes en la escena, así como la gestión de su posición, orientación, escalado y finalmente su representación en los límites bidimensionales de la pantalla.

El proceso consiste en la generación de vértices que conforman una serie de triángulos que a su vez forman una malla que define la figura a representar, siendo preciso mantener para cada uno de estos vértices unos valores que determinan la posición del objeto dentro de la escena. Esta malla de triángulos ha de ser dibujada en un proceso conocido como rasterización que ha de considerar el color y la textura del objeto así como las condiciones de iluminación de la escena. Además todos estos parámetros se han de calcular continuamente para simular la animación.

Así se comprende la gran cantidad de operaciones matemáticas necesarias para dibujar el gran número de objetos que se dan en una representación tridimensional, sobre todo si se quiere simular una escena real. De esta forma es imposible que el procesador del ordenador pueda hacer una gestión eficaz, así nacieron las tarjeta gráficas con procesadores dedicados en exclusiva a dichas tareas.

¿Qué hace un procesador gráfico?

Los “chips” encargados del procesamiento gráfico funcionan de manera análoga a a los procesadores de los ordenadores, estando especializados en el tratamiento de la información gráfica.

Seguidamente se describe en el proceso que se realiza cada vez que se ejecuta un juego o un programa animación con imágenes tridimensionales en movimiento.

Transformación. Estos procesadores se encargan de gestionar los cambios que se presentan entre los cuadros consecutivos de una animación. Algo análogo a como ocurre en el cine, estas animaciones están conformadas por secuencias de "fotogramas" que representan un instante de la acción. En el procesado digital de imágenes, las diferencias entre cuadros precisa cálculos matemáticos muy complicados de ahí que se requiera gran poder de procesamiento. La idea es que el procesador gráfico debe ser capaz de transformar cada elemento presente en un fotograma, mediante rotación, ensanchamiento o desplazamiento hasta lograr el aspecto que tendrá en el siguiente fotograma.

Iluminación y sombreado. El siguiente paso es el efecto de iluminación en cada elemento de la escena, lo que hará que se vea más real, dando lugar a sensaciones de volumen y movimiento. El motor gráfico identifica las diferentes fuentes de luz en la imagen y establece un punto de fuga, que permitirá establecer el efecto de iluminación para cada objeto.

Composición. A continuación, el procesador realiza la composición o "render", que le permite unificar todos los efectos añadidos a la imagen y corregir características de luz y textura. Es el proceso más exigente en la creación de animaciones.

Conversión. Para finalizar el procesador ha de "traducir" la información creada para que pueda ser comprendida por el monitor. Se descompone cada objeto de la imagen en polígonos y se convierten esos datos a pixeles que serán enviados a la pantalla para que ésta recomponga cada imagen.

Referencias:

Dealer World. Nº 207. Enero 2006

3DA

3D Render

Enter2 (Colombia)

Guru 3D

Noticias 3D

PC Technology Guide