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// NVIDIA GeForce 6800 Ultra

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Publié par Julien Jay le Mercredi 14 Avril 2004

NV 40 : Logo GeForce 6


NVIDIA GeForce 6800 : Une toute nouvelle architecture grâce au CineFX 3.0


Avec le GeForce 5800, puis avec son grand frère, NVIDIA avait initié le CineFX un moteur graphique conçu pour délivrer une qualité dite cinématographique. A l'époque NVIDIA mettait en avant la possibilité de traiter les shaders avec une précision de 32 bits. Hélas pour NVIDIA, DirectX 9.0 se bornait à un traitement sur 24 bits handicapant lourdement les GPU du groupe : en travaillant avec leur précision maximale (FP32) ils s'avéraient largement moins performants que ceux de la concurrence. Du coup, NVIDIA a du jongler entre FP16 et FP32 pour que ses chips délivrent des performances satisfaisantes.

De fait l'architecture CineFX était franchement peu convaincante et il fallu attendre l'arrivée du CineFX 2.0 pour que NVIDIA rattrape une partie de son retard face à la série R3xx de son éternel rival canadien en augmentant à la fois la puissance de calcul tout en maintenant une qualité de rendu maximale. Le NV40 est pour NVIDIA l'occasion de faire table rase du passé en présentant le CineFX 3.0. Les deux principales fonctionnalités de ce nouveau moteur sont le support du modèle de Shaders 3.0 et du tout frais OpenGL 1.5 par l'entremise des langages HLSL, GLSL ou Cg.

DirectX 9.0c et le Shader Model 3.0


Le Shader Model 3.0 est une évolution logique de la version 2.0 apparue avec DirectX 9.0. Il apporte essentiellement plus de souplesse aux développeurs en faisant tomber un certain nombre de limitations. Le nombre d'instructions maximales d'un shader passe ainsi de 96 à 65535 instructions pour les Pixel Shaders et de 256 à 65535 instructions pour les Vertex Shaders. Autre nouveauté de taille, les Shader Models 3.0 exploitent dorénavant une précision de calcul en FP32. Si les spécifications des Shaders Models 3.0 font état d'un nombre maximal d'instructions, le NV40 n'est pas assujetti à ces contraintes, du moins en théorie. En outre NVIDIA propose en standard le Dynamic FlOw Control qui offre un support complet des sous-routines, branches, boucles et autres codes de condition à la fois pour les Vertex & Pixel Shaders. Cet ensemble de fonctionnalités permet aux développeurs d'avoir un plus grand contrôle sur le fonctionnement de ses shaders.

Les Vertex Shaders dans leur version 3.0 continuent d'offrir le support du Displacement mapping, une sorte d'évolution de la technologie Bump Mapping chère à Matrox. Alors qu'ATI propose cette technologie depuis le Radeon 9700, NVIDIA l'adopte enfin. Par rapport au Bump Mapping, le Displacement Mapping, bien que plus coûteux en terme de ressources GPU, offre un plus grand niveau de réalisme grâce à l'emploi des shaders. Pour cela, le moteur CineFX 3.0 permet d'associer les informations de texture aux vertices (autrement dit le sommet d'un triangle) en utilisant un minimum d'instructions ce qui permet d'éliminer la plupart des surfaces lisses. Dans l'exemple donné par NVIDIA, une tête de dinosaure modélisée (voir illustration ci-dessous) arbore des contours parfaitement lisses. L'application du Displacement Mapping transforme la tête en faisant apparaître, en plus d'une texture, des détails bosselés et accidentés qui sont capables de réagir à la lumière. Contrairement au Bump Mapping, le Displacement Mapping donne du relief au lieu de le simuler. Les Vertex Shaders 3.0 introduisent également une meilleure gestion géométrique avec le Vertex Stream Divider qui optimise l'utilisation du bus et du GPU en permettant à un programme de spécifier des fréquences multiples pour la lecture des informations sur les vertex afin, par exemple, d'appliquer le même effet à un ensemble d'objets.

NV40 : Displacement mapping

Le displacement mapping en action

Du côté des Pixel Shaders 3.0, le NV40, outre les fonctionnalités précédemment décrites, propose la technologie MRT, pour Multiple Render Targets. Cette fonction permet à un pixel shader de stocker des données sur chacun des pixels dans plusieurs zones tampons. Egalement connue sous le nom de Deferred Shading, le MRT permet d'utiliser les données stockées dans les buffers comme des paramètres pour les réutiliser dans des shaders de lumière. Avec cette approche il devient possible d'appliquer les effets de lumière une fois que la géométrie de la scène a été rendue sans pour autant le faire en plusieurs passes. Cela est particulièrement utile pour le HDR ou High Dynamic Range qui reproduit avec un plus grand réalisme les effets d'éblouissement ou de forte luminosité liés par exemple aux contre-jours, ce que nous verrons plus loin.

Comme à chaque nouvelle évolution de l'API, il faudra bien sûr attendre quelques mois avant de voir apparaître les premiers jeux exploitant les Pixel Shaders 3.0. En fait, l'attente pourrait être moins longue que prévue, puisque Far Cry peut déjà reconnaître les fonctionnalités Pixel Shaders 3.0 à condition de disposer de la bonne version de DirectX et du patch 1.1. Il va falloir en effet patienter jusqu'à ce que Microsoft publie la version 9.0c du runtime DirectX afin que le Shader Model 3.0 soit pleinement supporté et exploitable par nous autres les utilisateurs. En attendant et de par la nature méme de ce Shader Model 3.0, les modes de fonctionnement de l'architecture NV40 restent limités aux FP16 et FP32, le FP24 n'étant toujours pas à l'ordre du jour.

NV40 : Pirates !
NV 40 : Nalu

Démos technologiques de NVIDIA : à l'abordage & NALU !



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