20 jaar 3D-chips - Deel 1: de opkomst van de 3D graphics

52 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Grafische prehistorie
  3. 3. 1995: Eerste 3D-chips
  4. 4. De kaart die alles veranderde
  5. 5. Inhaalslag
  6. 6. En er was meer...
  7. 7. Voodoo2 met SLI
  8. 52 reacties

Grafische prehistorie

IBM maakte in haar eerste Personal Computer, de verre voorloper van de hedendaagse PC uit 1981, gebruik van een videokaart gebaseerd op de Motorola MC6845 chip, die ook dienst deed in de Apple II computer. Op basis van deze chip ontwierp IBM de CGA-standaard, wat staat Color Graphics Adapter. Stel je van dat “color” niet te veel voor: vrijwel alle PC’s uit de begin tijden hadden monochrome beeldschermen. Als je al een super-de-luxe CGA-kleurenscherm had, kreeg je daar welgeteld vier verschillende kleuren uit een palet van 16 op te zien. Dat was namelijk wat de CGA-standaard te bieden had, op een maximale resolutie van 320 bij 200 pixels. Een resolutie van 640x200 pixels was ook mogelijk, maar dan met slechts twee kleuren.

IBM maakte in eerste instantie zelf CGA-videokaarten, maar toen in de tweede helft van de jaren ‘80 de markt voor kloon-PC op stoom kwam, stapten ook andere fabrikanten in die markt. Namen als Tseng Labs en Number Nine Graphics zullen alleen een belletje doen rinkelen bij wie zich al net al zolang als de PC bestaat in de technologie interesseert. Eén van de videokaartmakers uit de begintijd zou echter uitgroeien tot een van de drie grootste spelers: het in 1985 opgerichte Array Technology Inc, beter bekend als ATI, tegenwoordig onderdeel van AMD.

In 1984, vlak voordat de markt voor kloon-PC’s echt zou exploderen, introduceerde IBM de EGA-standaard, ofwel de Enhanced Graphics Adapter. EGA maakte het mogelijk om 320x200 en 640x200 resoluties met 16 kleuren weer te geven. Hiermee konden je eindelijk echte kleuren zien: blauw, groen, rood, geel en zo verder. Helaas voor wie in ons land de voetbalspellen uit die tijd wilde spelen, maakte oranje geen deel uit van het standaard EGA-kleurenpallet, maar dat mocht de pret niet drukken.

In 1987 zag de VGA-standaard het levenslicht, met vele nieuwe mogelijkheden. Een resolutie van 320x200 met 256 kleuren zorgde ervoor dat PC games er voor het eerst écht mooi uit gingen zien. Een tweede novum was de voor die tijd hoge 640x480 resolutie, zij het met slechts 16 kleuren. Het aantal fabrikanten dat eind jaren ‘80 en begin jaren ‘90 VGA-compatible chips ontwikkelde was een stuk groter dan nu. Naast de al genoemde namen waren er producten van onder meer Chips and Technologies, S3, Matrox, Plantronics, Paradise Systems, Cirrus Logic en zo kunnen we nog wel even door gaan. Op de VGA-standaard werd nog jaren doorgeborduurd, met standaarden als SVGA, XGA en ontelbare andere varianten met telkens hogere resoluties en meer kleuren. Wat alle videokaarten tot halverwege de jaren ‘90 echter gemeen hadden, is dat ze puur geschikt waren om 2D-beelden te produceren.

Desondanks werden de chips, die nog zeker niet GPU konden worden bestempeld, steeds slimmer. Met de opkomst van grafische besturingssystemen als Windows ontstond een markt voor 2D accelerators: kaarten die onder meer het verplaatsen van vensters konden versnellen door niet alles opnieuw te berekenen. Dergelijke 2D-kaarten konden vaak ook zelf 2D-objecten tekenen: in plaats van dat de CPU als vanouds alle pixels moet voorkoken, kon je zo’n 2D-versneller taken geven als “teken een lijn van die pixel tot die pixel” of “teken een vierkant met deze afmetingen op die positie”.  Ook kwamen begin jaren ‘90 de eerste kaarten op de markt die videobeelden enigszins konden versnellen. Het was echter wachten tot 1995 totdat de eerste chips met specifieke 3D-functionaliteit op de markt kwamen.


De Tseng Labs ET6000, een van de laatste zeer populaire 2D-videokaarten voordat de 3D-revolutie begint.

Wolfenstein 3D

De 3D-revolutie op de PC begon begin jaren 90 met het verschijnen van de eerste 3D-games. Het bekendste (maar niet eerste) voorbeeld is natuurlijk Wolfenstein 3D, één van de eerste first person shooters. Wat al deze games uit begin jaren ‘90 gemeen hadden, is dat alle 3D-beelden door de CPU berekend werden, waarna ze als 2D-beeld door de videokaart werden weergegeven. De opkomst en populariteit van dergelijke games, maar ook het feit dat PC’s steeds meer voor professionele 3D-toepassingen werd ingezet, zorgde ervoor dat verschillende fabrikanten aan de slag gingen met iets dat een ware revolutie zou blijken.

In 1992 introduceerde SGI versie 1.0 van de OpenGL API, de eerste programmeeromgeving waarmee ontwikkelaars op een gestandaardiseerde manier 3D-beelden konden berekenen. Hoewel oorspronkelijk bedoeld voor professionele 3D-graphics, duurde het niet lang voordat game-ontwikkelaars ook interesse kregen. Wie zeker niet geïnteresseerd was in het ondersteunen van OpenGL was Microsoft, dat begin jaren ‘90 ook door had dat 3D-beelden op de PC nog wel eens heel groot zouden kunnen worden. De gigant uit Redmond begon echter met de ontwikkeling van een eigen API, die juist primair op games was gericht. DirectX / Direct3D zou in 1995 samen met Windows 95 geïntroduceerd worden. In hetzelfde jaar kwamen de eerste videokaarten met specifieke 3D-functies op de markt.


Wolfensteind 3D, één van de eerste 3D-games, maar aangezien 3D-chips er nog niet zijn volledig gerenderd op de CPU

0
*