Редкий геймер старой закалки не испытает прилив ностальгических воспоминаний при произнесении таких слов как 3dfx, VooDoo или Diamond Monster 3D. Поистине, переходу от «2.5D» к полноценному 3D мы во многом обязаны легендарным графическим ускорителям Voodoo от компании 3dfx. Когда-то давно обладать таким устройством среди геймеров было почти так же круто, как иметь дорогой автомобиль. Сегодня мы поговорим о самом первом ускорителе 3D-графики, который произвел революцию как среди производителей железа, так и среди разработчиков игрушек, а также взбудоражил целую армию геймеров по всему миру.
Краткая история революционера
Производитель линейки знаменитых ускорителей графики начал свою историю с небольшой компании, которая производила микрочипы для игровых автоматов. В 1995 году они создают свою первую разработку для PC – ускоритель 3D-графики под названием Voodoo Graphics. Это было PCI-устройство со специальным набором микросхем для работы с 3D-графикой, которое ставилось в дополнение к видеокарте и соединялось с ней VGA-кабелем. На самом деле Voodoo Graphics – это название чипсета, нам оно больше известно под маркой Diamond. Именно компания Diamond Multimedia взялась поддержку ускорителей Voodoo. Агрессивная политика компании по продвижению продукта, а также интерес со стороны разработчиков игр быстро вывели Voodoo Graphics на первые места рынка мультимедиа-продуктов, потеснив даже таких серьезных производителей, как Matrox, ATI и S3. Почувствовав нарастающую популярность, в тот же год компания выпускает более дешевую версию своего ускорителя – Voodoo Rush (про обе эти карточки речь пойдет ниже). С тех пор так и повелось: в год компания выпускала по два устройства: один – дорогой полноценный ускоритель с некоторым запасом на будущее, второй – более дешевый облегченный вариант первого.
Voodoo Graphics и Voodoo Rush
Ну а теперь ознакомимся, наконец, с первым акселератором из семейства Voodoo, тем самым, который совершил исторический прорыв в мире мультимедиа-технологий. Итак, как уже упоминалось, карта была выпущена в виде отдельного PCI-устройства, которое подсоединялось к видеокарте посредством VGA-переходника и отвечало исключительно за работу с 3D. При обычной работе карточка просто пропускает VGA-сигнал, а при запуске приложений с 3D-графикой полностью берет работу на себя. Карта выпускалась в основном под тремя марками: это наиболее известный в России Diamond Monster 3D, а также Miro Highscore 3D и Canopus Pure 3D. Чипсет этой карты состоит из двух микросхем. Это интерфейс кадрового буфера (Frame Buffer Interface – FBI) и блок наложения текстур (Texture Mapping Unit – TMU). Первый отвечает за рендеринг, за основные 3D-функции и за работу с шиной PCI, а второй, как несложно догадаться, за работу с текстурами. Устройство имеет 4 мегабайта видеопамяти, к которым обращаются FBI и TMU, но, как правило, им выделяется одновременно только 2 мегабайта. Модель Canopus Pure3D имеет на борту 6 мегабайт памяти, 4 из которых выделяется под текстуры. Также карточки этого производителя имели встроенный TV-выход, но при этом стоили слишком дорого. У нас они стали распространяться почти перед самым появлением Voodoo2 и не получили широкой популярности.
Если игра поддерживает Z-Buffer, то разрешение, которое мог вывести акселератор – не более 640х480, так как на большее не хватало видеопамяти. А максимальное разрешение, которое давала карта без использования Z-Buffer’а – 800х600.
Вместе с появлением Voodoo Graphics переворот случился не только в мире железа, разработчики игр и ПО, работающего с 3D, получили новый программный интерфейс для работы с графикой. Это была библиотека Glide. Конечно же, акселераторы Voodoo поддерживали OpenGL и Direct3D посредством так называемого Glide-минипорта, работа которого заключалась в переводе команд OpenGL и Direct3D в команды Glide. Это было что-то вроде эмулятора, который, несмотря ни на что, давал некоторый прирост производительности приложений, использующих эти интерфейсы. Но по тем временам интерфейс Glide значительно превосходил OpenGL и Direct3D не только по набору функций для работы с 3D-графикой, но и по качеству получаемого изображения. А это вызывало недовольство у достаточно сильных разработчиков существовавших 3D-интерфейсов.
Voodoo Graphics могла обрабатывать до 1 миллиона полигонов и выводить на экран до 45 миллионов пикселей в секунду. Из-за того, что карточка могла работать только с 3D, она умела выводить графику только в полноэкранном режиме, что, в общем-то, не имело значения для компьютерных игрушек, однако создавало трудности при работе с программами, использующими 3D-графику. Хотя для этого был предусмотрен менее производительный режим эмуляции рендеринга в окне и, например, с работой в таких программах, как 3D Studio Max, акселератор справлялся на ура.
Качество получаемой картинки сейчас конечно мало впечатлило бы геймера, избалованного HalfLife 2 и высоким разрешениям экрана, но для 1997 года, после спрайтово-пиксельной графики и текстур низкого разрешения, качество такой картинки, а главное, скорость, с которой она обрабатывалась, казались просто фантастическими. Картинка рендерилась в 16-битном цвете и этот недостаток присутствовал во всех акселераторах Voodoo, но в те времена это еще не являлось большим минусом. Зато в чипсете Voodoo Graphics имелась уникальная функция Edge AntiAliasing, которая устраняла так называемый «эффект лесенки». Именно этим достигалась та самая идеальная гладкость текстур.
Еще одним большим достоинством карточек Voodoo Graphics являлась ее очень хорошая для тех времен производительность даже на медленных компьютерах, так как для обработки графики не использовались ресурсы центрального процессора. Частота ядра акселератора составляла 50 МГц, но при желании можно было разогнать и до 60 МГц. Частота памяти также составляла 50 МГц. В сравнении с современными картами это, конечно, совершенно несерьезно, но для того времени этого было более чем достаточно. Полные технические характеристики акселераторов Voodoo Graphics можно увидеть на врезке.
Что касается Voodoo Rush, то основным его отличием от Voodoo Graphics было то, что разработчики попытались объединить его с 2D-видеокартами, вместе с этим он частично утерял некоторые возможности, и не был так же популярен, как его старший собрат. Его производительность была в полтора раза ниже чем у Voodoo Graphics. Кроме того, драйвера для него существовали только для Windows 9x, в то время как у первой карты драйвера были как для Windows 9x, так и для Windows NT. Объем памяти у Voodoo Rush составлял 6 (редко 8) мегабайт: 4 под текстуры, 2 под кадровый буфер. Такие карты выпускались в основном фирмами Alliance Semiconductor и Trident.
А дальше?
В начале 1998 года компания выпускает следующее поколение своих видеоускорителей: Voodoo2. Это производит очередной фурор на рынке: ведь этот ускоритель в три раза превосходит по мощности своего предка. Он имеет более мощный процессор и больший объем памяти. Кроме того, эта карточка могла работать в паре еще с одной точно такой же карточкой, что давало фантастическую производительность по тем временам, а также позволяло устанавливать и гораздо большее разрешение в играх. Именно в этот период компания 3dfx находится на пике своей популярности. Такая ситуация вызывала восторг среди пользователей, но отнюдь не радовала конкурирующих разработчиков мультимедиа-устройств. Началась настоящая гонка, но все, чего смогли достигнуть конкуренты – это ускорители, едва превосходящие по возможностям Voodoo Graphics, устройство двухлетней давности! В это время у 3dfx появляется основной конкурент, которого мы все сейчас очень хорошо знаем – это компания NVIDIA. Тогда еще совсем молодая компания выпускает свой акселератор, положивший начало целой линейке продуктов: Riva128/Riva128ZX. Но из-за недоработок в драйверах, а также недостаточного качества изображения, этот продукт так и не дотягивает до Voodoo2. А тем временем 3dfx, следуя своей традиции, выпускает облегченный вариант Voodoo Banshee. При этом устройство объединяет в себе как ускоритель, так и видеокарту – больше любителям игр не требуется занимать лишний PCI-слот и использовать несуразный VGA-переходник «видеокарта-акселератор». Качество изображения этой карты еще не догоняет профессиональный ускоритель Matrox, как планировали в 3dfx, но все же опережает выпущенный к тому времени Riva TNT от NVIDIA. Тем не менее, в своей карточке Riva TNT компания NVIDIA предусмотрела ряд нововведений, которые отсутствовали в Voodoo2/Banshee. Это поддержка 32-битного цвета, 24-битного Z-буфера и AGP2x. Именно тогда эти карточки заинтересовали крупных производителей, таких как Asus, Creative, STB и даже Diamond. Почувствовав, что лидерство пошатнулось, компания 3dfx покупает STB. Это дало компании большие преимущества, так как в ее распоряжении оказалась не только уважаемая торговая марка, но и большая часть рынка как мультимедиа-продуктов, так и другого железа, а также огромный штат квалифицированных инженеров. Но самое главное, так как STB производила продукты на базе чипов от NVIDIA, 3dfx таким образом лишила своего конкурента большой части рынка.
Конец титана
Непосредственно после покупки STB компания приступает к разработке новой серии карт Voodoo3, в которую вошло целых 4 карты, различающихся в основном частотой памяти, и различными дополнительными опциями, ну и, разумеется, ценой. Облегченный вариант, как обычно, появился через полгода и назывался Velocity. В то же время Voodoo стали доступны владельцам Macintosh, появились драйвера для Unix/Linux. NVIDIA не осталась в долгу и выпустила линейку карт Riva TNT2, которые сравнялись по возможностям с картами Voodoo3, а по некоторым характеристикам даже превосходили их. Именно с этого момента, можно считать, популярность продукции от 3dfx начала спадать. Кроме этого, компанию догнали и другие конкуренты: ATI предложила свои карточки на базе чипсета Rage128Pro, а S3 выпустила Savage4. Так уж получилось, что последующие ускорители Voodoo, такие как Voodoo4 и Voodoo5, уже не вырвались в лидеры, и для многих пользователей их выпуск остался почти незамеченным. Все больше популярности набирали карточки от NVIDIA. В итоге компания 3dfx, из-за своей непродуманной политики, обанкротилась, частично была куплена компанией NVIDIA и прекратила свое существование. Несмотря на то, что технологии 3dfx стали собственностью компании NVIDIA, карты на чипсетах Voodoo больше не производятся, разработанный NVIDIA GeForce стал более перспективным, но это уже совсем другая история.
Ядро: Pixelfx+Texelfx / +2D Chip для Rush
Частота ядра: 50 МГц
Частота памяти (DDR): 50 МГц
Технология: 0.50 мкм
Млн. транзисторов: 2х1
Тип памяти: EDO DRAM 2x64 bit
RAMDAC: 135 МГц
Объем памяти: 4-6 Мб
ПСП (Гб/с): 0.8
Пиксельных конвейеров: 1
TMU на конвейер: 1
Текстур за такт: 1
Пропускная способность: 1 млн. полигонов/с
Скорость заполнения полигонов: 45 млн. пикс/с
API: DirectX 5.0 / Glide / OpenGL
OpenGL: MCD
Z-Buffer: 16-бит integer
Максимальное разрешение: 640x480 (Z-Buffer) / 800х600 (без Z-Buffer)
Рендеринг: 16-бит
Интерфейс: PCI
Мультитекстурирование: не поддерживается
Билинейная фильтрация: не поддерживается
Сглаживание границ: поддерживается
BumpMapping: не поддерживается
Environment Mapping: не поддерживается
Большие текстуры: не поддерживается
Поддержка шаблонов: не поддерживается
Размещение текстур в видеопамяти: поддерживается
Размещение текстур в ОЗУ: не поддерживается
DVD-декодер: не поддерживается