2.Основные сведения

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

2

поддерживали два основных режима экрана: графический (изображение формируется из пикселов — отдельных точек) и текстовый (изображение формируется из символов, которые занимают на экране небольшой прямоугольник — так называемое знакоместо).

В текстовом режиме (сегодня почти не используется) видеопроцессор обращался к специальной таблице, содержащей данные, необходимые для изображения символов. Затем картинка, соответствующая данному символу, выводилась в нужной части экрана.

Разрешение экрана, количество цветов и частота кадров у ранних мониторов были, по сегодняшним понятиям, мизерными. В текстовом режиме пиксельное разрешение было небольшим, до 640x350. Но на экране при этом можно было отображать в 16 цветах не более 256 различных символов. Объем видеопамяти требовался не большим.

С ростом экранного разрешения процесс подготовки изображения для выдачи на экран усложнился. Все дополнительные модули интегрируются в одну микросхему, которую продолжают называть видеопроцессором или графическим, процессором. Видеопамять же и сегодня формируется из отдельных микросхем универсального назначения.

К видеоадаптеру подключается аналоговый монитор. Для преобразования цифрового изображения в аналоговый сигнал у видеокарт имеется модуль, получивший название RAMDAC ( Digital-to-Analog Converter — цифро-аналоговый преобразователь памяти).

Частота его работы определяет максимальное число пикселов, которое может быть выдано на экран за секунду. Например, у современных моделей видеокарт она может составлять 350 МГц. Это означает, что за секунду на экран выдается до 350 миллионов пикселов. При частоте в 75 кадров в секунду отдельный кадр может содержать до 4,5 миллионов пикселов. При такой частоте поддерживаются разрешения до 2048х 1536.

Сегодня на новом уровне происходит возврат к цифровым мониторам. Некоторые современные видеокарты имеют разъем DVI (Digital Visual Interface — цифровой видеоинтерфейс). Он предназначен, в первую очередь, для жидкокристаллических мониторов. Способ формирования изображения у таких мониторов требует цифрового сигнала. Если данные сразу передаются в цифровом виде, качество изображения определяется только качеством монитора. Помехи, обусловленные преобразованием сигнала в аналоговую, а затем обратно в цифровую форму, отсутствуют.

Драйверы — это специальные программные компоненты, необходимые для нормальной работы видеосистемы. Они позволяют управлять режимами работы видеосистемы, отображаемым разрешением экрана, количеством показываемых цветов и аппаратным ускорением.

Графические ускорители

У современных видеокарт появились и дополнительные компоненты — аппаратные ускорители графики. Их цель — выполнить ряд операций по построению изображения внутри видеокарты, снимая нагрузку с центрального процессора и повышая качество изображения и производительность.

Ускорители делятся на две категории: для двумерной и трехмерной графики. Ускоритель трехмерной графики сегодня считается главной составляющей видеокарты.

Понятие «трехмерная графика» имеет особый смысл. Графика, и не только компьютерная, всегда двумерна Картины, фотографии, изображение на экране телевизора или в кинотеатре — все это плоские картинки. Человеческий глаз воспринимает только двумерное изображение, а ощущение глубины отображения и способность оценивать расстояние до объектов возникает благодаря стереоэффекту (у нас два глаза) и опыту восприятия привычных ситуаций. Поэтому «трехмерная графика» это построение двумерного изображения для трехмерной сцены.

Первые «графические ускорители» обеспечивали быстрое построение двумерных рисунков лежащих в плоскости экрана. При этом снижалась нагрузка на основной процессор и ускорялись такие операции, как открытие, закрытие, перемещение и масштабирование окон, изображение простых геометрических фигур, отрисовка растровых изображений, рисование символов (текста).

2

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

3

Все современные видеокарты способны бездефектно формировать двумерные картинки при любых разрешениях и частотах кадров.

Формирование изображения трехмерной сцены — гораздо более сложная задача, чем воспроизведение плоского изображения.

Идея ускорителя трехмерной графики состоит в том, чтобы снять с центрального процессора часть нагрузки, связанной с расчетом трехмерных картин. В результате удается значительно увеличить частоту кадров в трехмерной сцене и улучшить качество изображения.

Произошла интеграция ускорителей трехмерной графики и видеоадаптеров.

2.2. Графические аппаратно-программные интерфейсы

Аппаратно-программный интерфейс трехмерной графики обеспечивает активацию функций графического ускорителя из программы. Он содержит набор служебных библиотек и описание действий, которые можно выполнить, обращаясь к этим библиотекам. При создании программ, использующих функции аппаратного ускорения, не требуется разбираться в устройстве конкретного ускорителя. Библиотеки интерфейса обеспечивают стандартизированные обращения к драйверу видеоадаптера. Этот драйвер реализует аппаратные команды, специфичные для конкретного графического процессора. Таким образом, программа работает на любом устройстве, поддерживающем данный интерфейс, если на компьютере пользователя есть нужные библиотеки.

Наличие подобного интерфейса — это ключевой фактор, который дает возможность массового создания программ, использующих новые возможности аппаратных средств. Интерфейс Glide >-это первый интерфейс трехмерной графики, специально предназначенный для персональных компьютеров. Позднее функции трехмерных операций (DirectW) появились и в стандартном графическом интерфейсе DirectX, который включи ясорсав системы Windows. Кроме того, для персональных систем был адаптирован интерфейс OpmGLiOpen Graphic Library(открытая графическая библиотека), который ранее использовался для расчета трёхмерных сцен на специализированных графических станциях.

Стандартизация интерфейсов трехмерной графики шла «явочным порядком» — путем «добровольной» их поддержки программистами и создателями видеокарт. Уникальность и закрытость оказалась ахиллесовой пятой интерфейса Glide. Он так и не стал общепринятым стандартом и после утр>ты фирмой 3dfxмонопольного положения на рынке постепенно ушел в небытие.

Большинство компьютерных игр (а это наиболее массовые приложения для персональных компьютеров, ориентированные на трехмерную графику) сегодня используют интерфейс DirectX. Но нередко применяется и интерфейс OpenGL (на платформе специализированных графических станций позиций OpenGL остались непоколебимыми). Драйверы всех современных видеоадаптеров поддерживают как библиотеки DirectX, так и OpenGLВ некоторых программах пользователь может по своему усмотрению выбрать, какой из этих интерфейсов должен применяться.

2.3. Анализ эффективности работы видеосистемы

Эффективность работы видеосистемы определяется качеством изображения и скоростью его обновления.

Качество изображения зависит от способа его построения — двумерные и трехмерные, сцены которых строятся по-разному. Для них различны и требования к качеству и методы его оценки.

При тестировании видеокарт в двумерном режиме проверяется скорость рисования простых геометрических фигур (овалов). Этот режим не предъявляет особых требований к быстродействию системы. Необходимо, чтобы изображение выдавалось точно и не утомляло глаза при продолжительной работе.

3

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

4

Для картинки, представляющей трехмерную сцену, важны как скорость визуализации сцены, так и качество изображения. При этом оценка качества субъективна, то есть зависит от зрителя.

Простой пример. Вы ведете ночью машину с включенными фарами по загородному шоссе. По центру дороги проходит разделительная линия. В свете фар линия выглядит яркой, но за Пределами освещенной зоны яркость заметно снижается и линия на некотором расстоянии перестает быть заметной. Можно ли, не проводя эксперимента, сказать, на каком расстоянии от машины это произойдёт? Опытный водитель, вероятно, способен ответить на этот вопрос. Но ответ зависит от остроты зрения человека, сидящего за рулем.

А теперь представьте себе ту же сцену на экране монитора. В этом случае ее восприятие не зависит от остроты зрения. В зависимости от алгоритма визуализации полоса может исчезать быстро или тянуться чуть ли не до горизонта. Один и тот же вариант кто-то признает естественным, а кто-то — неестественным. Вину же за «недостаток естественности» сцены возлагают на видеоадаптер. Вместе с тем, качество изображения зависит как от компьютерной системы, так и от видеоадаптера.

Современные видеоадаптеры способны улучшать качество изображения за счет их быстродействия. Чтобы понять, степень влияния на качество изображения упомянутых факторов остановимся на понятиях физическая и логическая частота кадров

2.4. Физическая и логическая частота кадров

Физическая частота кадров на экране монитора определяется режимом работы видеосистемы. Например, при частоте обновления в 75 Гц на мониторе каждую секунду сменяется 75 кадров. Этого достаточно, чтобы глаз не воспринимал изображение как дрожащее.

Логическая частота кадров определяется тем, насколько быстро компьютер может подготовить новое изображение, которое должно отображаться на экране. Именно эта скорость и определяет производительность видеосистемы. На практике нет никакого смысла в том, чтобы логическая частота кадров превосходила физическую, так как часть рассчитанных кадров при этом просто теряется.

Воспринимается логическая частота кадров весьма субъективно. В некоторых программах, нетребовательных к быстроте действий пользователя, приемлемой можно считать даже частоту в 3-5 кадров в секунду. И наоборот, некоторые завзятые игроки считают, что играть «по-настоящему» можно, если компьютер успевает просчитать за секунду не менее 100-120 кадров.

При отображении трехмерной сцены ее загруженность часто меняется: какие-то объекты исчезают, другие появляются. Сложность кадра все время меняется, и поэтому логическая частота кадров — величина плавающая. Принято считать, что локальное увеличение сложности сцены иногда приводит к двукратному падению мгновенной частоты кадров по сравнению со средней. Максимальные требования к частоте кадров основаны на том, чтобы гарантировать постоянное сохранение логической частоты кадров на высоком уровне.

Частота логических кадров определяется возможностями компьютерной системы. Большинство программ работает с переменной частотой кадров, меняющейся динамически в зависимости от сложности сцены.

Оценить приемлемую частоту кадров можно так. Старые киноленты обычно отсняты в режиме 12-16 кадров в секунду, в современном стандарте кино каждую секунду отображается 24-30 кадров, гладкость анимации на экране монитора, как считается, достигается при частоте 50-60 кадров в секунду.

2.5. Графическая производительность компьютера

Графическая производительность компьютера зависит не только от видеокарты. Значительная часть действий по формированию изображения трехмерной сцены выполняется основным процессором компьютера. Поэтому производительность

4

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

5

компьютерной системы в области трехмерной графики определяют три основных фактора:

•производительность центрального процессора;

•производительность графического процессора;

•пропускная способность линии связи между графическим процессором и видеопамятью.

Появление более эффективных алгоритмов (например, для отсечения невидимых поверхностей) может снизить нагрузку на память и повысить эффективность работы видеокарт при той же производительности видеопамяти. Развитие алгоритмов идет медленнее, чем повышение производительности аппаратных средств, так что пропускная способность видеопамяти остается наиболее узким местом для большинства видеокарт.

На низких разрешениях (640x480) разница между видеокартами не очень заметна.

Все они работают почти одинаково быстро, быстродействие ограничено лишь производительностью основного процессора компьютера. При повышении разрешения или числа цветов загрузка процессора остается такой же, а нагрузка на видеоадаптер возрастает. Фактором, сдерживающим производительность, становится графическая система и начинают проявляться различия между «быстрыми» и «медленными» графическими процессорами.

При наиболее высоких разрешениях производительность сегодняшних видеоадаптеров ограничивается пропускной способностью видеопамяти. Быстрый графический процессор в комплекте с медленной памятью может уступать более медленному процессору, работающему с более быстрой памятью.

2.6. Оценка графической производительности компьютера.

Для оценки используют игровые тесты, так как максимальную загрузку графической системы компьютера обеспечивают компьютерные игры. Оценочным параметром эффективности работы видеосистемы считают логическую частоту кадров (Frames per Second, FPS). Чем больше это значение, тем лучше работает система. Практичность полученных значений во внимание не принимается — кадры в секунду рассматриваются как условные единицы измерения.

Компьютерная программа в ходе своей работы рассчитывает переменное число кадров в секунду, а изображение на экране обновляется по мере возможности. Реальная скорость обновления зависит от сложности сцены, которая меняется по ходу компьютерной игры. Практическую ценность имеет минимальная скорость обновления картинки — если она падает ниже 20 кадров в секунду, это уже чувствуется, а если меньше 10 кадров в секунду, глаз фиксирует рывки и задержки... При замерах производительности определяется средняя скорость работы.

Игры, используемые для тестирования, имеют несколько особенностей, облегчающих их использование.

Во-первых, все они способны подсчитывать автоматически и выводить на экран число логических кадров в секунду.

Во-вторых, имеется возможность записи демо-файлов — протоколов прохождения сценарных фрагментов (уровней игры). Среднее число кадров в секунду при воспроизведении демо-файла — значение, постоянное для конкретного компьютера. Его можно использовать для сравнения разных систем.

Синтетические тесты

В игровых тестах полученные данные трудно поддаются сравнению и объективной оценке. Обычный пользователь не имеет возможности выполнить тестирование на группе однотипных компьютеров, отличающихся, например, только картой видеоадаптера. Синтетическое тестирование производят, чтобы знать насколько отличается производительность видеокарт основанных на различных чипах, или же насколько

5

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

6

отличается производительность одинаковых видеокарт, но от разных производителей. Готовы ли эти видеокарты к играм, как сегодняшнего, так и завтрашнего дня, а также выяснить, насколько производительна система в целом. К синтетическим тестам, служащим для оценки производительности видеокарт, относятся программы серии тестовых пакетов 3DMark от компании Futuremark Corporation, а

именно: 3DMark05 и 3DMark06.

Результаты тестов накапливаются и записываются в базу данных, содержащую

Если по результатам теста 3DMark видно, что проверяемый компьютер существенно уступает имеющимся аналогам, следует поискать настройки, которые позволят компенсировать это отставание.

По результатам этого эксперимента можно сделать следующие выводы.

•В данной конфигурации производительность центрального процессора меньше, чем

•Чтобы сбалансировать систему, надо примерно вдвое увеличить частоту процессора. Это самый простой вариант обновления. Возможность его осуществления зависит от конкретной аппаратной конфигурации.

•При увеличении производительности процессора в 3-4 раза производительность видеосистемы станет определяться видеокартой. Если низкая производительность видеосистемы является основной причиной обновления; то такая трата денег не очень

эффективна.

Лабораторные задания и порядок их выполнения

Задание 1

Получение информация о видеоадаптере

1.1. Щелкните правой кнопкой мыши на свободном месте Рабочего стола и выберите в контекстном меню пункт Свойства. Откроется диалоговое окно Свойства: Экран. Выберите вкладку Параметры и щелкните на кнопке Дополнительно.

Откроется новое диалоговое окно свойств, заголовок которого соответствует названию видеоадаптера, как оно известно операционной системе. Видеоадаптер идентифицируется в момент установки, эти сведения сохраняются и предоставляются по запросу. Фирменные драйверы идентифицируют видеоадаптер однозначно. Универсальные драйверы определяют только графический процессор и характеристики видеопамяти. Существуют также драйверы, поставляемые с самой операционной системой Windows. Но, как правило, даже если драйвер для современной видеокарты включен в стандартный

6

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

7

набор драйверов Windows, функции аппаратной поддержки трехмерной графики в нем не реализованы. Такой драйвер эффективно работает только с обычными приложениями

Windows.

Сведения о графическом процессоре — это наиболее важная информация, позволяющая определить пределы производительности графической системы. Не менее важно знать объем и быстродействие видеопамяти.

1.2. Заполните таблицу 1 технические характеристики видеокарты

Технические характеристики видеокарты. Таблица 1

Модель видеокарты

Производитель

Графический процессор

Тактовая частота чипа

Тактовая частота памяти

Объем видео памяти

Интерфейс памяти (ширина шины)

RAMDAC

Стандарт интерфейса подключения

Задание 2

Конфигурирование видеосистемы

Последовательно выполните настройки параметров видеоадаптера и монитора, изложенные в пунктах заданий 2 – 5.

Все предусмотренные в лабораторной работе настройки видеоподсистемы выполняются с использованием компонента «Экран», для открытия которого необходимо нажать кнопку Пуск, выбрать команды Настройка и Панель управления, а затем дважды щелкнуть левой кнопкой мыши на значке Экран. Внешний вид компонента «Экран» показан на рис.1.

7

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

8

Рис.1. Окно компонента «Экран»

Компонент «Экран» панели управления предназначен для выбора оптимальных режимов работы видеоподсистемы в ОС Windows, в частности для настройки параметров рабочего стола и экрана. Здесь можно выбрать тему, определяющую общий внешний вид рабочего стола. Тема задает фон, заставку, используемые в окнах системные шрифты, цвета и объемные эффекты, внешний вид значков и указателей мыши, а также звуковые эффекты. Пользователи могут настраивать темы, изменяя отдельные элементы. На закладке «Параметры» можно установить требуемые параметры видеоадаптера: количество цветов, разрешение экрана, а также частоту обновления для монитора.

Задание 2. Установка числа цветов, отображаемых на экране монитора 2.1. На панели управления откройте компонент «Экран».

2.2. На вкладке Параметры в списке Качество цветопередачи выберите требуемый параметр цветовой настройки.

Задание 3. Установка разрешения экрана 3.1. На панели управления откройте компонент «Экран».

3.2. На вкладке Настройка перетащите ползунок в группе Разрешение экрана, установив требуемое разрешение, а затем нажмите кнопку Применить.

3.3. Когда появится запрос на применение новой настройки, нажмите кнопку ОК. Экран ненадолго станет черным.

3.4. После изменения разрешения экрана необходимо в течение 15 секунд подтвердить его. Для этого следует нажать кнопку Да; если нажать кнопку Нет или ждать, ничего не нажимая, будет восстановлен предыдущий уровень разрешения.

Задание 4. Установка частоты обновления изображения на мониторе 4.1. На панели управления откройте компонент «Экран».

4.2. На вкладке Параметры нажмите кнопку Дополнительно.

4.3. На вкладке Монитор выберите в списке Частота обновления экрана требуемое значение частоты обновления.

8

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

9

Задание 5. Изменение размера объектов и текста на экране 5.1. На панели управления откройте компонент «Экран». 5.2. На вкладке Параметры нажмите кнопку Дополнительно.

5.3. На вкладке Общие в списке Масштабный коэффициент выберите нужное значение величины dpi (dots per inch – точек на дюйм).

5.4. Если в списке Масштабный коэффициент выбрать вариант Особые параметры, откроется диалоговое окно Особый масштабный коэффициент, в котором можно установить подходящее значение. Для этого в раскрывающемся списке необходимо выбрать один из вариантов, выражающих изменение размера в процентах, или щелкнуть линейку и перетащить указатель мыши до нужного значения.

5.5. Получив соответствующий запрос, перезагрузите компьютер.

Задание 6. Оценка качества двумерного изображения

6.1.Убедитесь в отсутствии очевидных дефектов изображения при максимальном аппаратном ускорении. Для этого щелкните на свободном месте Рабочего стола Windows правой кнопкой мыши и выберите в контекстном меню пункт Свойства — откроется диалоговое окно Свойства: Экран. Выберите в нем вкладку Параметры (Настройка) и щелкните на кнопке Дополнительно. В открывшемся диалоговом окне свойств видеоадаптера выберите вкладку Диагностика (Быстродействие). При оптимальном быстродействии движок Аппаратное ускорение стоит в крайнем правом положении. При изменении положения движка для ввода настроек в действие требуется перезагрузка системы. ( Точное название элементов управления зависит от используемой версии операционной системы).

У современных видеокарт при максимальном быстродействии изображение не должно иметь дефектов. У неудачных карт (обычно устаревших) иногда наблюдаются:

• разрушение стандартных элементов оформления окна (например, полос прокрутки);

• странное поведение указателя мыши (черный квадрат-подложка или появление «следов» по траектории его движения);

• дефекты при отображении графических документов в отдельных программах.

6.2.При обнаружении устойчиво повторяющегося дефекта уменьшите степень аппаратного ускорения. Исчезновение дефекта означает, что видеокарта не вполне корректно поддерживает функции ускорения двумерной графики.

6.3. Проверьте качество выходного сигнала видеокарты. Для этого установите для монитора максимальную частоту кадров при «рабочем» экранном разрешении. Поднимите контрастность изображения; например, задав для Рабочего стола белый фон. Проверьте, как выглядят мелкие контрастные элементы, например подписи под значками. Появление проблем наиболее вероятно в углах экрана. Для видеокарт с невысоким качеством выходного канала наблюдается эффект «замыливания» — перенос цвета.на соседний пиксел — объекты, изображенные тонкими линиями, выглядят нерезкими.

Если при снижении частоты кадров монитора эффект исчезает, значит, недостаточно качество выходного сигнала видеокарты (модуля RAMBAC). Если «замыливание» сохраняется и на пониженных частотах, следует проверить фокусировку монитора

Новые видеоадаптеры также готовы обеспечивать высокую частоту кадров. При использовании современного монитора и современной видеокарты появление дефектов двумерного изображения маловероятно.

9

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

10

Задание 7. Оценка производительности видеоадаптера с помощью синтетического теста 3DMark05

Тест производительности (англ. benchmark, далее бенчмарк) – контрольная задача, необходимая для определения сравнительных характеристик видеоадаптера. Основной задачей бенчмарка является определение абсолютного или относительного показателя его качества.

Порядок выполнения задания 7

7.1. Настройте драйвер видеокарты.

При тестировании всех видеокарт на основе чипов, как nVidia, так и ATI (или же других производителей) необходимо настроить "производительность" в драйвере на "высокое качество". Например, (рис.2, 3):

Рис.2

10

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

11

Рис.3

7.2. Загрузите программу 3DMark05.

Для версии Free, то окно программы будет выглядеть следующим образом (рис. 4):

Рис.4

Основные параметры и настройки программы.

Кнопка "Details…" отвечает за информацию о вашей системе: какой у вас установлен процессор, видеокарта, операционная система и т.д. Кнопка "Graphs…", предназначенная для построения графиков. В бесплатной версии невозможно изменять настройки, которые выставлены по умолчанию, а именно: разрешение 1024х768 и др.

11

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

12

7.3. Запустите тест, нажав "Run 3DMark. После прохождения всех тестов появится окно с результатом (рис.5):

Рис.5

7.4. Интерпретация тестов.

В составе пакета три игровых теста, тест процессора, пять синтетических сцен и один тест на производительность Batch-пакетов.

Игровые тесты

Return To Proxycon

Космическая станция Проксикон подверглась нападению космических пиратов. Неожиданно выскользнувший из гиперпространства крейсер застал защитников комплекса врасплох, и несколько десантных ботов успели проскользнуть в закрывающиеся двери ангара. Здесь и разворачивается основная битва между вражеским десантом и местной службой безопасности. Плазменные импульсы, высекающие из стен искры, – падают сраженные десантники… Насмерть стоят защитники станции и даже отбивают первую волну нападающих, но тяжеловооруженные солдаты с плазменными автопушками решают исход битвы. В демо-режиме ролик идет дольше: показывают, как захватчики пробираются по коридорам станции и вскрывают один из контейнеров с ценным грузом.

Основная задача теста – имитировать современные игры, в которых все чаще демонстрируются обширные пространства с большим числом действующих лиц. У теста восемь источников освещения: два направленных, остальные точеные. Динамические тени создаются на основании карт с разрешением 2048х2048, при этом для упрощения расчетов учитываются только два направленных источника света. Большинство материалов в тесте

– это металлические поверхности.

Firefly Forest

Сцена “Лес светлячков” с реалистичным моделированием природы стала визитной карточкой пакетов 3D Mark еще со времен версии 2001. Сюжет достаточно незатейлив: темной ночью в глухой чаще хвойного леса летает яркий зеленый светлячок, озаряя ветви деревьев, траву, камни и другие объекты.

12

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

13

Пожалуй, на сегодня это самая реалистичная сцена природы, доступная домашним системам. Лес выглядит столь правдоподобно во многом благодаря динамическим теням, которые и являются основой данного теста. Моделирование природы становится все более насущной задачей современных игр, действие которых переносится из тесных подземных коридоров в пустыни, джунгли и т. д. В сцене два источника света: направленный свет луны и точечный источник – сам светлячок. Здесь используется технология, обеспечивающая лучшее качество и правильное геометрическое отображение теней в зависимости от формы, расположения и угла освещения объекта. В зависимости от расстояния используется динамическое изменение детализации объектов. В сцене большое количество объектов с собственной физической моделью: крона деревьев, ветки и каждая травинка покачиваются под легким ветерком.

Canyon Flight

Дирижабль, словно из книг Жюль Верна, пролетает над водами глубокого каньона или фьорда. Водная гладь безмятежно колышется, и лишь крики чаек нарушают неспешный полет воздушного корабля. Но в тихом омуте, как известно, черти водятся. В третьем игровом тесте роль чертей играют гигантские летающие змеи – вас ждет увлекательный поединок экипажа корабля с морским чудовищем.

Корабль включает ускорители, и, преодолев все трудности, храбрые моряки добираются до своей цели – прекрасного города с белыми башнями. Единственное, что немного портит впечатление – не слишком выразительная одежда экипажа и полное отсутствие эмоций у людей. Над ними пролетел гигантский морской змей, а на лицах – ледяное спокойствие.

Каждый игровой тест 3D Mark 2005 показывает нам все более объемные сцены – от залов и коридоров космической станции к простору сумеречного леса и, наконец, огромное открытое пространство Canyon Flight. Даже в современных играх столь детализированные пространства такого размера встретишь нечасто.

В сцене Canyon Flight всего один источник освещения – солнце, но освещаемая поверхность поистине гигантская. Рендеринг каждого кадра выполняется в шесть тактов, благодаря чему достигается реалистичное отражение стен каньона. Здесь мы видим полный набор оптических эффектов. Это достигается использованием пиксельных шейдеров и сложного многокомпонентного материала с просчетом динамических теней, применением карты цветности, нормалей и диффузной тени.

Вода также заслуживает внимания. Эффект глубины реализуется объемным туманом, делающим объекты более размытыми и темными (степень этого эффекта зависит от глубины). В сцене есть небольшой ляп, как раз связанный с водой – поверхность удивительно спокойная, только небольшая рябь, и даже когда в нее врезается огромная туша змея, не возникает никакого волнения.

Система подсчета баллов

В подсчете баллов участвуют только игровые тесты. Конечный результат учитывает результаты расчетов логических кадров по каждой игре.

Тесты процессора – CPU Tests

В реальных играх процессор активно вовлечен в процесс для расчета искусственного интеллекта союзников и врагов, реакции окружающей среды на действия игрока и т. д.

13

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

14

В тесте процессора – CPU Tests игровые тесты рендерятся программно в разрешении 640×480. Пользы от теста мало, так как никакой оценки производительности CPU, кроме числа FPS, не дает.

Синтетические тесты

Синтетические тесты пригодятся для тестирования отдельных функций видеокарты, на конечный балл они не влияют, но помогают определиться с выбором видеокарты:

-Fill Rate («Скорость заполнения») – определяет скорость текстурирования. Тест имеет два режима: наложение одной текстуры на 64 поверхности и 8 текстур на 8 поверхностях. В сравнении с предыдущими версиями 3D Mark в этой значительно снизилось качество текстуры, очевидно, чтобы уменьшить влияние пропускной способности шины памяти.

-Pixel Shader («Скорость обработки пиксельных шейдеров») – для этого теста разработчики выбрали фрагмент стены каньона из третьего игрового теста. Никаких других объектов в кадре нет, только стена и источник освещения. Именно в этом тесте наиболее заметна разница в картинке и производительности при использовании пиксельных шейдеров разных версий.

-Vertex Shader (Скорость обработки вертексных шейдеров) – этот тест определяет производительность вертексных шейдеров видеокарты. Он состоит из двух частей. Первая

– “Простые шейдеры” – показывает четыре высокодетализированные модели морских чудовищ из третьего теста, в сцене нет текстур и только один источник освещения. Вторая

– “Сложные шейдеры” – демонстрирует огромное количество травинок, каждая из которых колышется, имитируя проносящийся над поляной ветерок. Нельзя не отметить, что даже в современных играх столь сложные сцены пока не используются, так что не удивляйтесь скромным результатам – тест рассчитан на будущее.

Тест на производительность Batch-пакетов.

Batch size test («Тест размера пакетов») – данные для построения сцены считываются с жесткого диска и отсылаются видеокарте в виде пакетов, содержащих описания координат треугольников для форматирования полигонов. Чем больше размер пакета, тем быстрее рендерится сцена. В идеале вся информация должна умещаться в одном пакете, однако это не всегда возможно. Тест последовательно показывает шесть сцен с пакетами разного объема, включая 8, 32, 128, 512, 2048, 32768. На производительность видеокарты в данном тесте значительно влияет версия драйверов.

7.5. Нажмите "Online ResultBrowser" , чтобы поместить результат тестов в онлайновую базу данных ORB, где собраны результаты тестов со всего мира. В бесплатной версии в окне с результатом присутствует неактивная кнопка "To Excel" – она становится активной и позволяет передать результаты в программу Excel, при условии ее наличия в системе. Нажав эту кнопку "Details…", можно просмотреть результат каждого теста в отдельности

(рис.6).

14

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

15

Рис.6

Основной тест для видеокарт - Game Tests, для процессора –CPU Test.

7.6. По результатам тестов заполните таблицу 2

Результаты тестов 3DMark

7.7. По результатам тестов рассчитайте средний показатель эффективности видеокарты. Например:

15

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

16

Задание 8

Тестирование ЖК - монитора

с помощью программы TFTTEST 1.4

Общие рекомендации

Все тесты, кроме проверки интерполяции, желательно проводить при “родном” разрешении монитора. Для 15” это обычно 1024x768 точек, для 17”-19” обычно 1280x1024 точек, для 20” обычно 1600x1200 точек. Разрядность цвета 24 или 32 бита. При 8 и 16 битных цветах тесты на градиент цвета будут показывать явные полосы не связанные с разрешением матрицы монитора.

Частота кадровой развертки используется в тестах для оценки быстродействия матрицы. Желательно выставлять максимальную частоту для данного видеорежима и способа подключения монитора.

Все тесты запускаются в полноэкранном режиме в соответствии с выбранным разрешением. При выборе режима Default используется текущий установленный видеорежим.

Описание тестов

1.Тест линии (равномерности подсветки матрицы и отсутствия “битых точек”)

Набор тестов из точек, расположенных в шахматном порядке, вертикальных линий и горизонтальных линий, для проверки интерполяции “неродных” разрешений. Перед проведением теста рекомендуется выполнить настройку монитора для каждого видеорежима.

Тесты выявляют неоднородность изображения в виде горизонтальных и(или) вертикальных полос, по сравнению с изображением в “родном” разрешении.

Изменение средней яркости экрана при переходе от вертикальных линий к горизонтальным при родном разрешении, служит качественной оценкой ширины полосы видеоканала при подключении через D-Sub.

2. Тест градиента цвета (диагональ с изменяющейся яркостью)

Проверяется равномерность нарастания яркости от левого верхнего угла к правому нижнему.

На матрицах с низким цветовым разрешением наблюдается ступенеобразное изменение яркости.

На ряде матриц наблюдаются характерные диагональные полосы повышенной или пониженной яркости, из-за нелинейной характеристики матрицы. При запуске следует обратить внимание на установку 24 или 32 битных цветов.

3.Цвета с изменяющейся яркостью.

16

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

17

Тест аналогичен предыдущему, но выводит одновременно несколько горизонтальных или вертикальных цветовых клиньев. По тесту проверяется синхронность увеличения яркости клиньев и баланс цветов.

4. Тест ступенчатого градиента цвета.

Проверяется равномерность нарастания яркости и разрешение перехода по градациям яркости. При запуске следует обратить внимание на установку 24 или 32 битных цветов.

5. Тест концентрических окружностей.

Для проверки интерполяции “неродных” разрешений. Перед проведением теста рекомендуется выполнить настройку монитора для каждого видеорежима.

Тесты выявляют неоднородность изображения по сравнению с изображением в “родном” разрешении.

6. Тест кольцевой градиент.

Проверяется равномерность нарастания яркости по радиусу окружности.

На матрицах с низким цветовым разрешением наблюдается ступенеобразное изменение яркости.

При запуске следует обратить внимание на установку 24 или 32 битных цветов.

7.Тест узоры.

Набор узоров для проверки интерполяции “неродных” разрешений. Перед проведением теста рекомендуется выполнить настройку монитора для каждого видеорежима.

Тесты выявляют неоднородность изображения в виде горизонтальных и(или) вертикальных полос, по сравнению с изображением в “родном” разрешении.

8.Тест шрифты разного размера.

Тест для проверки читаемости шрифтов различного размера и насыщенности при “родных” и “неродных” разрешениях.

9. Тест сетка.

Тест для проверки размытости и толщины линий. Как и предыдущий тест, характеризует читаемость шрифтов и мелких деталей.

10. Тест движущийся квадрат.

Тест для визуальной оценки быстродействия матрицы. Наиболее нагляден при одновременном тестировании нескольких мониторов на матрицах разных типов, и при сравнении с CRT мониторами. Параметры для сравнения – яркость двигающегося квадрата, длина “хвоста”, размытость границы, цвет и геометрия квадрата.

Информация в левом верхнем углу экрана:

11.Тест аналогичен предыдущему, но квадрат движется по горизонтали или вертикали, и нанесена масштабная сетка.

12.Тест измерения времени включения.

Тест для визуальной оценки быстродействия матрицы и времени послесвечения. На некоторых типах матриц наблюдается светлая полоса послесвечение после теста.

Порядок тестирования

8.1.Откройте программу TFTTEST.EXE и последовательно проведите оценку всех показателей характеризующих качество работы ЖК – монитора.

8.2. Заполните таблицы 3,4

Описание монитора

17

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

18

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

19

Пк i Х н i * Кв i

Пк 10 *14 5 *10 4 * 9 4 * 3 4 * 7 3,5 *11 4 * 9 5 * 7 5 * 6 5 * 4 8 * 6 473,5

Содержание отчета

В отчете приведите описание результатов выполнения пунктов лабораторных заданий.

19