Що таке 3D графіка?
Трилінійна фільтрація трохи складніше. Для одержання кожного піксела зображення береться зважене середнє значення результатів двох рівнів білінійної фільтрації. Отримане зображення буде ще більш чітке і менш мерехтливе.
Текстури, за допомогою яких формується поверхня об'єкта, змінюють свій вид у залежності від зміни відстані від об'єкта до положення очей глядача. При зображенні, що рухається, наприклад, у міру того, як об'єкт віддаляється від глядача, текстурний повинний зменшуватися в розмірах разом зі зменшенням розміру відображуваного об'єкта. Для того щоб виконати це перетворення, графічний процесор перетворить битмэпы текстур аж до відповідного розміру для покриття поверхні об'єкта, але при цьому зображення повинне залишатися природним, тобто об'єкт не повинний деформуватися непередбаченим чином.
Для того щоб уникнути непередбачених змін, більшість керуючих графік процесів створюють серії передфільтрованіх бітмепов текстур зі зменшеним дозволом, цей процес називається mip mapping. Потім, графічна програма автоматично визначає, яку текстуру використовувати, ґрунтуючись на деталях зображення, що уже виведено на екран. Відповідно, якщо об'єкт зменшується в розмірах, розмір його текстурного бітмепа теж зменшується.
Але повернемося в наш гоночний автомобіль. Сама дорога уже виглядає реалистично, але проблеми спостерігаються з її краями! Згадаєте, як виглядає лінія, проведена на екрані не паралельно його краю. От і в нашої дороги з'являються "рвані краї". І для боротьби з цим недоліком зображення застосовується anti-aliasing.
Рвані краї Рівні краї
Це спосіб обробки (інтерполяції) пикселов для одержання більш чітких країв (границь) зображення (об'єкта). Найбільше часто використовувана техніка - створення плавного переходу від кольору чи лінії краю до кольору тла. Колір крапки, що лежить на границі об'єктів визначається як середнє кольорів двох граничних крапок. Однак у деяких випадках, побічним ефектом anti-aliasing є змазування (blurring) країв.
Ми підходимо до ключовому моменту функціонування всіх 3D-алгоритмів. Припустимо, що трек, по якому їздить наша гоночна машина, оточений великою кількістю різноманітних об'єктів - будівель, дерев, людей.
Отут перед 3D-процесором устає головна проблема, як визначити, які з об'єктів знаходяться в області видимості, і як вони освітлені. Причому, знати, що очевидно в даний момент, недостатньо. Необхідно мати інформацію і про взаємне розташування об'єктів. Для рішення цієї задачі застосовується метод, називаний z-буферизация. Це самий надійний метод видалення схованих поверхонь. У так називаному z-буфері зберігаються значення глибини всіх пикселей (z-координати). Коли розраховується (рендерится) новий пиксел, його глибина порівнюється зі значеннями, збереженими в z-буфере, а конкретніше з глибинами вже срендеренных пикселов з тими ж координатами x і y. Якщо новий пиксел має значення глибини більше якого-небудь значення в z-буфері, новий пиксел не записується в буфер для відображення, якщо менше - те записується.
Z-буферизация при апаратній реалізації сильно збільшує продуктивність. Проте, z-буфер займає великі обсяги пам'яті: наприклад навіть при дозволі 640x480 24-розрядний z-буфер буде займати близько 900 Кб. Ця пам'ять повинна бути також установлена на 3D-видеокарте.
Здатність z-буфера, що дозволяє - самий головний його атрибут. Вона критична для високоякісного відображення сцен з великою глибиною. Чим вище дозволяє здатність, тим вище дискретність z-координат і точніше виконується рендеринг вилучених об'єктів. Якщо при рендеринге здатності, що дозволяє, не вистачає, то може станеться, що два перекриваючися об'єкти одержать ту саму координату z, у результаті апаратура не буде знати який об'єкт ближче до спостерігача, що може викликати перекручування зображення.Для запобігання цих ефектів професійні плати мають 32-розрядний z-буфер і обладнаються великими обсягами пам'яті.
Крім перерахованих вище основ, тривимірні графічні плати звичайно мають можливість відтворення деякої кількості додаткових функцій. Наприклад, якби Ви на своєму гоночному автомобілі в'їхали б у пісок, то огляд би утруднився пилом, що піднявся. Для реалізації таких і подібних ефектів застосовується fogging (затуманення). Цей ефект утвориться за рахунок комбінування змішаних комп'ютерних колірних пикселов з кольором тумана (fog) під керуванням функції, що визначає глибину затуманивания. За допомогою цього ж алгоритму далеко віддалені об'єкти занурюються в серпанок, створюючи ілюзію відстані.