Парад королев. Эволюция 3D-красавиц

На самом деле, в том, что главными героями технологичных демо-приложений стали представительницы слабого пола, нет ничего удивительного. Хотя бы потому, что человеческое тело — это очень сложная, если так можно выразиться, «геометрическая» фигура. Во-первых, оно обладает обтекаемыми формами. На заре развития 3D-видеокарт придать телу округлые формы было очень тяжело. Это сейчас — с использованием анизотропной фильтрации и сглаживания — есть возможность создать практически реалистичную копию тела. Во-вторых, лицо человека имеет множество мимических мышц. Передача эмоций компьютерному персонажу также считается одним из самых сложных в компьютерном 3D-моделировании. В третьих, у человека есть волосы. И до сих пор игроделы и программисты ломают копья над созданием реалистичного поведения волосяного покрова Homo sapiens.

Поэтому, суммируя все вышесказанное, неудивительно, что обе корпорации (читай — ATI и NVIDIA) выбрали для своих демо-представлений именно персонажей женского пола.

В 2001 году компания Remedy выпустила, как оказалось, суперхит Max Payne. Помимо режима Bullet time, игра была известна своим движком MAX-FX (он использовался в 3DMark 2001), а также лицевой анимацией. Сегодня на такую графику тяжело смотреть без иронической улыбки, но тогда подобное качество 3D-изображения казалось настоящим прорывом.

К чему это мы? Да к тому, что уже в следующем году NVIDIA представила приложение, выводящее компьютерную графику на совершенно иной уровень качества. И главным героем демки стало прекрасное создание под названием Dawn.

Dawn. Маленькая фея

Анонс ролика был приурочен к выходу видеокарты GeForce FX 5200 в 2002 году. Dawn — маленькая фея с коротко подстриженной головой и небольшими крылышками. Суть демки сводится к тому, что голубоглазая красавица грациозно ходит по ветке дерева. К тому же Dawn может продемонстрировать свои эмоции.

Суть технологичности демо сводится к тому, что ролик может похвастать поддержкой вершинных шейдеров, шейдеров кожи лица, волос и ветра версий 1.1 и 1.4 (DirectX 9). Также в демо используется 4-кратное сглаживание.

Графический процессор GeForce FX 5200 — NV34 — был создан на базе 150-нанометрового техпроцесса. «Камень» работал на частоте 250 МГц, имел один текстурный модуль и четыре пиксельных конвейера.

В видеокарте использовалась память типа DDR, функционирующая на частоте 330/400 МГц. Шина памяти — 64/128 бит.

Демо получило весьма большую популярность и на то время позволяло максимально загрузить графическую подсистему. Но энтузиасты пошли дальше. Так, был выпущен патч, оставляющий у Dawn из одежды… только волосы и крылья.

Dusk

Ровно год спустя NVIDIA выпустила еще один ролик с сестрой-близняшкой Dawn — Dusk. На этот раз главная героини демки (ее еще называют Dawn's evil sister) отплясывает на крыше какого-то дома теперь уже в каменных джунглях. Технологически ролик ничем не отличается: все тот же DirectX 9.0, все те же шейдеры 1.1 и 1.4.

Однако появление Dusk на 3D-сцене было приурочено к выходу видеокарты GeForce FX 5900. Графический процессор NV35 имел два текстурных блока и работал на частоте 400 МГц. Сама плата была оснащена 256-битной шиной памяти. Но все эти улучшения были как мертвому припарки. Линейка FX 5000 с треском провалилась. Флагман уступал главному конкуренту в лице Radeon 9700 (150 нм, 107 млн транзисторов, 8 пиксельных и 4 вершинных конвейера). Даже сам Чжен Сун Хуанг признал линейку чипов NV30 неудачной.

Интересно, что причина неудач GeForce FX 5000 крылась не только в «плохом» GPU. Как известно, в то время Microsoft достаточно серьезно поссорилась с NVIDIA. «Зеленые» неправильно оценили возможности API, используя 128-битный режим преобразования шейдеров, что заметно замедляло работу в 3D. А вот процессоры R300 обрабатывали шейдеры с 94-битной точностью.

Наконец, ко всем бедам добавилось обвинение NVIDIA в шулерстве: драйвер ForceWare преднамеренно пропускал некоторые сцены в 3DMark’03. Финнам, в свою очередь, то и дело приходилось выпускать патчи для бенчмарка.

Dawn. Перерождение

В июне 2012 года, десять лет спустя, одновременно с выходом GeForce GTX 690, красотке Dawn, образно выражаясь, сделали пластическую операцию. Демка обзавелась поддержкой DirectX 11 со всеми вытекающими.

Разница видна невооруженным взглядом. Голову первой Dawn украшали 1700 прядей волос, покрытых лаком, и они не двигались. Прическа новой феи состоит из 40 000 локонов, которые развеваются на ветру согласно всем общепринятым законам физики.

Надо отметить, что волосы — это, пожалуй, любимая часть тела 3D-программистов. И мы в этом еще не раз убедимся.

Скачать приложение можно, перейдя по ссылке.

Nalu. Кто проживает на дне океана?

Да, видеокарты серии GeForce FX 5000 оказались провальными. Однако следующее поколение графических адаптеров NVIDIA вернуло былую славу калифорнийской компании. Вместе с анонсом GeForce 6800 Ultra, который произошел в 2004 году, было представлено очередное демо. На этот раз главной героиней ролика стала русалка Nalu.

Суть происходящего очень проста: неспешно, плавно, в такт классической музыке, русалочка кружится в морской пучине. Все ее тело состоит из 300 000 полигонов, на которые «натянуты» шейдеры DirectX 9.0c. Примечательно, что больше половины треугольников задействовано для создания волос.

Nalu получилась очень грациозной. Видеокарта получилась еще круче! В ряде игр и особенно в синтетике она в 2,5 раза обходила прежнего флагмана — GeForce FX 5950. Была введена поддержка шейдеров 3.0. NV40 обзавелся поддержкой шестнадцати пиксельных и шести вершинных конвейеров. К тому же «камень» подружился с памятью стандарта GDDR3.

Вместе с выходом GeForce 6800 Ultra была возрождена технология SLI.

Отметим, что NV40 получил поддержку технологии HDR (High Dynamic Range) — высокого динамического диапазона освещения сцены. Эта фича использовалась в таких играх, как Doom III, Half-Life 2 и Far Cry.

Девчонки из 3DMark. Горячие финские барышни

Известная серия бенчмарков 3DMark всегда старалась быть на шаг впереди и демонстрировать пользователю графические технологии будущего. Если не брать в расчет наездницу дракона из сцены Dragothic (3DMark 2001), то за всю историю продуктов Futuremark в нем встречаются всего две девушки, у которых, впрочем, есть одна общая черта — любознательность.

В 3DMark’03 искательница приключений наталкивается на парочку троллей и без особых проблем расправляется с ними. Сцена использует шейдеры 1.1 и 1.4, то есть DirectX 9.0. На отрисовку головы героини отводится до 560 000 полигонов.

Вторым бенчмарком, в котором представительница слабого пола демонстрирует свои полигональные прелести, является 3DMark Vantage. Сцена так и называется Jane Nash. Хрупкой, но проворной журналистке удается украсть, по всей видимости, какую-то важную информацию и сбежать с засекреченной базы на катере-самолете.

Тест включает сложную анимацию персонажей, физическое моделирование GPU, несколько точек динамического освещения, а также сложные поверхности освещения моделей. Он использует несколько иерархических шагов рендеринга для создания отражения воды и преломления света.

Ruby. Верная спутница

Ответ со стороны ATI не пришлось долго ждать. Только вот канадцы избрали несколько иной подход. Если NVIDIA каждое поколение видеокарт сопровождало демо-презентацией с новой героиней, то «красные» представили общественности всего одного представителя слабого пола — Ruby. Возможно, именно поэтому фанаты ATI/AMD так полюбили ее.

Рыжая «бестия» появилась в 2004 году одновременно с анонсом видеокарты Radeon X800. Созданием Руби занималась компания RhinoFX. В отличие от Dawn, Dusk и Nalu демо-ролик был заскриптован, а его главная героиня не занималась ерундой в виде танцев и гримасничанья. Ruby некогда было развлекаться под 16-битную музычку: она летала, путешествовала и «крошила» своих врагов.

Первая демонстрация поддерживала DirectX 9.0b и шейдеры 2.0 соответственно. Для создания модели девушки пришлось потратить 80 000 полигонов. Во время разработки Ruby использовалась технология 3Dc, суть которой заключалась в сжатии карт нормалей. Так, сначала создаются две модели объекта: простая и сложная с разным количеством полигонов в каждой. Затем у них происходит вычисление разницы в направлении нормалей (читай — перпендикуляров) поверхностей. На основе вычислений создается текстура и накладывается на простую модель. Данная технология позволяла сжать трехмерное изображение до четырех раз. 3Dc использовалась в таких играх, как Doom III, Half-Life 2 и Far Cry (где-то мы уже видели этот список игр…).

Вскоре была реализована поддержка DirectX 9.0c.

Демка оказалась динамичной и интересной. Таким же интересным оказался и графический процессор RV420. «Камень» был изготовлен согласно 130-нм технологическим нормам. 160 миллионов транзисторов пошли на создание 16 текстурных блоков, 16 пиксельных и шести вершинных конвейеров.

С появлением Radeon HD X800 впервые была задействована GDDR3-память. Также ATI представила аналог SLI — технологию CrossFire.

Второе обновление Ruby получила одновременно с выпуском флагманского двухчипового решения Radeon HD 3870X2 теперь уже компании AMD. Демка была заточена под DirectX 10 и шейдеры 4.0.

Наконец, в конце прошлого года была представлена обновленная Ruby, поддерживающая DirectX 11, тесселяцию и прочие вкусности. Основа техно-демо — движок CryEngine 3.

Главная фишка «красной» девушки — это, конечно же, ее волосы. Для отрисовки шевелюры используется технология TressFX 2.0. В качестве фундамента данной фичи используются два буфера. Так называемый A-буфер отвечает за рендеринг каждого волоса. Учитываются такие параметры, как сглаживание, вершинные и пиксельные шейдеры. Каждый волос состоит из секций, которые рассчитываются отдельно. К-буфер отвечает за освещение. Например, прозрачные волосы, накладываясь друг на друга, перестают быть таковыми и хуже пропускают свет.

Известно, что для создания волос Ruby использовался редактор Maya. К сожалению, в свободном доступе приложения нет.

Lara Croft

Как правильно выразился наш выпускающий редактор, понятие «3D-девочки» весьма обширное. В рамках этой статьи мы в основном говорим о прелестницах ATI/AMD и NVIDIA. Но об одной героине из мира компьютерных игр все же стоит напомнить. Конечно же, речь идет о Ларе Крофт. Серии игр Tomb Raider в 2014 году исполняется 18 лет! Своеобразное совершеннолетие Лары в Square Enix отметили выпуском Definitive Edition для консолей Xbox One и PlayStation 4.

Tomb Raider — один из немногих циклов игр, который буквально эволюционировал вместе с дискретной графикой: от 3Dfx Voodoo до AMD Radeon R7/R9 и GeForce GTX 700.

«Последняя» расхитительница гробниц поддерживает TressFX. Собственно говоря, это пока единственная игра, которая оснащена данной технологией.

Сапфировые девушки

Верный соратник ATI/AMD — компания SAPPHIRE — одновременно с появлением Ruby начала украшать свои видеокарты не только красноволосой девушкой, но и другими стилизованными представительницами слабого пола. Появилась своеобразная традиция. Девушки на видеокартах и коробках SAPPHIRE были разными, но никогда — скучными!

С выходом линеек видеокарт Radeon R7/R9 в компании приняли решение начать украшать упаковки своей продукции какими-то монстрами из будущего. Возможно, интересная традиция SAPPHIRE закончилась. Жаль.

Luna. История, окутанная тайной

В 2005 году NVIDIA выпустила очередное техно-демо, приуроченное к выходу видеокарты GeForce 7800 GTX. Сюжет ролика окутан таинственностью, подобно темной стороне луны. Сначала нам показывают хрупкую азиатку, движущуюся на встречу к всевидящему оку и его химерам-прислужникам. Затем с героиней происходят странные метаморфозы, и она перевоплощается в совершенную противоположность: белые одеяния сменяются черной одеждой. Появляется совершенно другая Luna.

В демо применяются шейдеры третьей версии, использующие до 300 инструкций. Также задействованы собственные наработки:

• Real-time hair. Волосы Луны движутся согласно всем законам физики;
• Translucence. Технология рендеринга кожи основных персонажей демки с применением преимущественно красного и зеленого цветов;
• Displacement mapping. Использование карт для смягчения теней.

Чип G70 был выполнен согласно 110-нм технормам и имел в своем составе 302 миллиона транзисторов. Графический процессор мог рассчитывать на 24 текстурных блока, 24 пиксельных и восемь шейдерных конвейеров. GeForce 7800 GTX была оснащена 256-битной шиной и работала с память стандарта GDDR3.

Чуть позже была представлена первая двухчиповая видеокарта нового времени — GeForce 7950 GX2.

Adrianne. Снимите это немедленно!

Годом позже была выпущена техно-демка Adrianne. Интересно, что Эдрианн Кэрри — реально существующий персонаж. Топ-модель и киноактриса с удовольствием согласилась в 2006 году сотрудничать с NVIDIA. В итоге именно ее милое личико и стройная фигура рендерится в ролике под звуки, обычно сопровождающие любую светскую вечеринку. Используются шейдеры версии 4.0 с применением 4000 инструкций, пяти bumpmap-карт и миллиона полигонов.

Появление демо-ролика было приурочено к выходу в свет видеокарты GeForce 8800, основанной на базе процессора G80. Флагманский чип состоял из 681 млн транзисторов и производился согласно 90-нм технологическим нормам. «Камень» имел 32 текстурных блока и 128 шейдерных процессоров. Шина — 384 бит.

Реальность оказалась такова, что AMD не могла разработать конкурентоспособное решение для GeForce 8800 GTX/Ultra на протяжении полутора лет. Поэтому следующее демо пришлось ждать около двух лет.

Medusa. Непрозрачный намек на лидерство

17 июня 2008 года был представлен ролик Medusa, поддерживающий долгожданный DirectX 10 (эпоха DirectX 9 во всех ее проявлениях закончилась)! Главная героиня сцены впервые проявила агрессию, да и весь шарм быстро улетучился. «Мы позволили себе некоторые фамильярности, интерпретируя эту мифологическую историю» — заявляет NVIDIA. Однако ролик, на наш взгляд, получился весьма интересным.

Анонсированная GeForce GTX 280 была основана на базе процессора GT200, изготовляемого согласно 65-нм техпроцессу. Чип имел 240 вычислительных ядер, 80 текстурных блоков и 32 ROP. Частота GPU — 602 МГц, скорость работы шейдерного домена — вдвое выше. Адаптер оснащался 512-битной шиной и 1 Гбайт GDDR3-памяти.

Как оказалось, после появления демо Medusa и видеокарт GeForce 260/280 NVIDIA взяла паузу. Мы уже успели выяснить, что с анонсом GeForce GTX 690 был обновлен техно-ролик Dawn. Однако вместе с GeForce GTX 700 опять ничего не вышло. Быть может, вместе с выходом топовых Maxwell-решений (предположительно GeForce GTX 800) NVIDIA все-таки разродится новой 3D-героиней?

Вместо заключения

AMD и NVIDIA имеют разное представление на развитие 3D-индустрии. Однако в одном они сошлись: нет лучше и притягательнее образа, чем женщина и ее красота.

Редакция Ferra.ru поздравляет всех милых дам с праздником весны!