Tìm hiểu 3D graphic pipeline phần 2 ppt

Mở đầu : -Trứơc đây những gamer sử dụng vid card chủ yếu chỉ để chơi được những game hiện có trên thị trường ,tiêu chí chọn vid lúc đó chỉ dựa vào tốc độ ,sự ổn định và khả năng overcloc

Khi chụp, bạn thường bấm máy vài lần một cảnh để có được bức hình ưng ý nhất Tuy nhiên, khi chuyển sang máy tính, nhiều người quên xóa các bức ảnh giống nhau và con số đó ngày càng đầy lên, chiếm đáng kể không gian ổ cứng

Chương trình hiển thị hai bức ảnh giống nhau với kích thước và dung

lượng chi tiết Ảnh chụp màn hình

Chương trình Image Comparer giúp bạn tìm ảnh số giống hoặc gần giống nhau với tốc độ khá nhanh Tải phần mềm tại đây với dung lượng khoảng 3,1 MB

Để tìm ảnh gần giống nhau trong một thư mục nào

đó, bấm vào Compare folders ở menu dọc bên tay

phải cửa sổ chương trình Một cửa sổ khác hiện ra,

nhấn vào Add folder để mở cây thư mục chứa ảnh

Bạn có thể add nhiều folder cùng lúc, nếu muốn so

sánh thư mục nào hoặc tất cả thì đánh dấu vào đó,

chọn Similarity threshold (số phần trăm giống nhau -

thường để mặc định là 90% trở lên), nhấn Compare

Cửa sổ Creating database hiện ra, bạn chỉ cần nhấn

vào nút Create database là chương trình sẽ thực hiện

quá trình phân tích Danh sách các cặp ảnh có điểm

chung sẽ hiện ra từ cao đến thấp 100% là giống

nhau hoàn toàn, 99% có thể hình ảnh giống nhau nhưng màu sắc, độ sáng, kích thước hơi khác một chút

Lúc này nếu muốn xem kỹ cặp ảnh, bạn chỉ cần nhấp đúp chuột vào dòng

so sánh, một cửa sổ khác sẽ hiện ra với hai bức ảnh đó nhưng có kích thước lớn hơn Nhấn dấu X để thoát khỏi cửa sổ này Trên giao diện chính, người dùng có thể xóa ảnh thừa (File N1 hoặc N2)bằng cách bấm chuột phải, chọn Delete Chú ý, dấu mũi tên xanh trỏ vào ảnh nào có nghĩa là ảnh đó có độ phân giải lớn hơn

So sánh ảnh trong

từng folder Ảnh chụp màn hình

ý, nút Delete Folder trong chương trình này chỉ có nghĩa là xóa tên thư mục đang hiện trong cửa sổ add chứ không phải xóa dữ liệu nằm ở ổ cứng

So sánh chất lượng hình ảnh ( Image quality ) Mục đích của bài :

-Nhắc lại 1 số khái niệm sử dụng trong bộ lọc vật liệu

-Nhắc lại sơ sài về bộ lọc vật liệu ( texture filtering )

-Đưa ra vài cách so sánh về chất lượng hình ảnh mà các website nước ngoài thường sử dụng

-Hướng dẫn những người chưa biết sử dụng 1 số soft để so sánh bộ lọc vật liệu

Mở đầu :

-Trứơc đây những gamer sử dụng vid card chủ yếu chỉ để chơi được những game hiện có trên thị trường ,tiêu chí chọn vid lúc đó chỉ dựa vào tốc độ ,sự ổn định và khả năng overclock Để đáp ứng nhu cầu đó các nhà sản xuất vid card, phải lựa chọn giữa việc tăng tốc xử lý hình ảnh và chất lượng hình ảnh ,các phép tối ưu cho bộ lọc hình ảnh được đưa vào, việc đưa các phép tối ưu vào giúp cho tăng tốc độ xử lý của các vid card

nhưng đồng thời cũng làm giảm chất lượng hình ảnh ở một mức độ nào

đó Với sự phát triển thời đại nhu cầu đòi hỏi con người càng cao ,chất

hình ảnh sẽ đẹp hơn ,tuy nhiên tăng công việc phải làm của vid card lên rất nhiều ) ví dụ những series geforce 6 và 7

Bài sau đây sẽ trình bày cho các bạn hiểu thế nào là các phương pháp lọc hình ảnh, thế nào là phép tối ưu từ đó mọi người sẽ hiểu lý do tại sao người ta lại nói series x1000 cho chất lượng hình ảnh đẹp hơn series ge6

và 7 và từ đó mọi người sẽ tự tìm được cách so sánh được các series ge8

<> R600 như những gì mà các website nước ngoài thường làm

I Một số khái niệm có liên quan đến bộ lọc vật liệu:

Texture : là những hình ảnh 2D ví dụ như màu sắc ,hình ảnh mặt đất,

hình ảnh bức tường …

Texture mapping : là công việc dán các hình 2D lên những hình 3D (

nhớ lại trong bài 3D graphic pipeline các hình 3D sau khi được dựng lên thì hoàn toàn không có màu sắc gì các ,nó cần được dán các texture lên )

Texture stage : hình ảnh trong các game hiện tại thường do nhiều lớp

texture dán lên ( multitexture ) ví dụ như texture map ,light map ,bump map ,mip mapped Các lớp này dán lên nhau và cuối cùng cho 1 hình ảnh cuối cùng

Đây là lớp texture map

Đây là lớp light map

Đây là hình ảnh cuối cùng

Texel : khi các texture được dán lên vật 3D thì những đơn vị nhỏ nhất

nằm trên các texture thì được gọi là texel ,cũng giống như những đơn vị nhỏ nhất trên monitor là pixel Nhìn hình ,những ô vuông có màu sắc là các texel còn những ô vuông lớn không màu ở phía trên những ô vuông màu là pixel

Texture filtering : là quá trình vid card sử dụng các bộ lọc ( ở mỗi

setting khác nhau trong driver ,vid card sẽ sử dụng các bộ lọc khác nhau )

để chuyển các texel có trong hình ảnh 3D nằm trong view space ( các hình ảnh 3D nay đã được dựng lên trong quá trình Geometry ) thành những hình ảnh 2D để đưa lên monitor

Mipmapping : mipmap là những hình thu nhỏ của cùng 1 hình ,ở mỗi

mức mipmap hình ảnh sẽ bị thu nhỏ đi ½

Lý do sử dụng mipmap để tăng chất lượng hình ảnh lên, giảm đi artifact ( nhìn hình )

Nhìn vào hình những artifact ở cuối con đường trong bức hình không sử dụng mipmap trông như có những hạt đen ,vàng ,trắng làm ta không thể thấy được texture trên con đường ,lý do là càng ở xa thì con đường càng thu nhỏ lại ( số lượng pixel dành để thể hiện phần cuối ít ) ,càng ở gần nhân vật trong hình thì con đường càng to ( số lượng pixel dành để thể hiện nhiều ),do đó khi dán texture có kích thước to vào đoạn cuối đường

sẽ gây ra artifact như ta đã thấy ,để giải quyết việc này thay vì dán texture

có kích thước to vào thì người ta sẽ dán 1 mipmap của texture ( cũng là texture đó nhưng có kích thước nhỏ hơn ) đó vào đoạn cuối đường Như

đã nói ở trên 1 trong những lớp texture có tên là mip-mapped chính là lớp texture để làm việc này

Color mipmap : việc sử dụng color mipmap để so sánh giữa các phương

pháp lọc khác nhau ,mỗi mức mipmap sẽ được thể hiện với màu khác nhau

II Nhắc lại sơ sài về bộ lọc vật liệu:( texture filter )

A) Các phương pháp lọc :

1) Nearest point ( point sampling ) :

Đây không phải là bộ lọc mà chỉ là phương pháp chuyển các texel thành các pixel đơn giản nhất ,được thực hiện bằng cách lấy màu sắc của texel nằm ngay ở điểm giữa của pixel làm màu sắc cho pixel đó ( thật ra nó không chỉ lấy màu sắc mà là toàn bộ thông tin về texel đó như : màu sắc ,alpha ( mức độ trong suốt của texel ) và nhiều thông số nữa )

Việc lấy mẫu như trên có nhược điểm :

Khi vật thể tiến lại gần monitor thì ta sẽ có số lượng pixel nhiều hơn số lượng texel dẫn đến hiện tượng là hình ảnh cuối cùng như tạo bởi các khối vuông ( xem hình )

Khi vật thể đi xa ra monitor thì ta có số lượng texel nhiều hơn số pixel ,tuy nhiên với nearest point chỉ lấy 1 texel để đại diện cho pixel nên kết quả là 1 số texel không được đưa vào ,hình ảnh cuối cùng sẽ thể hiện 1 cách mờ nhạt không rõ ràng được các texture

2) Linear :

Khác với nearest point phương pháp lọc này sẽ chọn 4 texel ở xung quanh điểm tương ứng với pixel được chuyển đổi sau đó sẽ lấy giá trị màu sắc trung bình của 4 pixel đó Xem hình ta thấy pixel ( hình tròn ) có màu tím do 2 màu xanh + 2 màu hồng

Bộ lọc này sử dụng phương pháp lọc linear cho những texture ở gần lẫn những texture ở xa do đó khi vật tiến về hướng monitor thì số lượng texel

sẽ được nhân lên do đó sẽ không tạo ra những hình ảnh ô vuông như kiểu lọc nearest point Tuy nhiên việc sử dụng bộ lọc này sẽ cần vid card đọc thông tin từ memory do đó nó sẽ tốn bandwidth hơn gấp 4 lần so với nearest point

b) Bộ lọc Trilinear :

Bộ lọc này sử dụng cách lọc giống như bilinear ở 2 mipmap liên tiếp nhau, kết quả của việc này sẽ tạo ra 2 texels ( mỗi mipmap cho 1 giá trị màu sắc của 1 texel ), màu sắc của pixel đích là giá trị trung bình của 2 texels này Do sử dụng đến 8 texels khi lọc nên bandwidth cho bộ lọc này tốn gấp đôi bộ lọc bilinear và gấp 8 lần nearest point

Bộ lọc trilinear có ưu điểm hơn so với phương pháp bilinear là có lọc trên

cả mipmap do đó khi di chuyển trong game ( hoặc trong ứng dụng 3D ) thì các mép nối giữa các mipmap ko bị lộ ra

Trên hình cho thấy mép nối giữa 2 mipmap bị lộ ra, khi chụp hình lại thì chỗ nối này rất khó thấy ,tuy nhiên khi di chuyển trong game sự lộ ra của mép nối sẽ tạo nên những vạch ngang dưới chân nhân vật

Ngoài ra 1 nhược điểm chung cho phương pháp lọc linear này ( bilinear

và trilinear ) là nó chỉ lọc chính xác khi texture nằm đối diện với monitor ,khi camera di chuyển đi 1 góc khác các texture trên vật sẽ bị biến đổi hình dạng ,lúc này phương pháp lọc này sẽ thực hiện không được chính xác nữa kết quả là hình ảnh texture trên vật sẽ bị mờ nhạt

3) Anisotropic filtering :

Để khắc phục nhược điểm của các phương pháp lọc linear người ta đề ra phương pháp anisotropic, cách lọc của phương pháp này cho phép lọc 1 cách chính xác những texture ngay cả ở những vật không nằm đối diện với monitor Số lượng texels được lọc cho mỗi pixel tuỳ thuộc vào setting của ta ví dụ AFx1 tương đương với 4 texels , X2 tương đương với 8 texels ,…x16 tương đương với 64 texels Số lượng texels được lọc càng nhiều nghĩa là số lượng bandwidth để đọc các texels này từ memory càng nhiều ,với 64 texels số lượng bandwidth sẽ tốn gấp 64 lần so với phương pháp nearest point và 16 lần so với phương pháp bilinear

4) Các bộ lọc trong thực hành :

Tóm lại ta có 3 phương pháp lọc trên lý thuyết : Nearest point, Linear và Anisotropic

Để cấu thành 1 bộ lọc hoàn chỉnh người ta quan tâm đến 3 thành phần đó

là : magnification filter ,minification filter và mip filter Magnification filter giúp lọc những texture nằm ở gần monitor, minification filter giúp lọc những texture ở xa và Mip filter giúp việc lọc giữa 2 mức mipmap gần nhau

Đối với Mag và min filter thì ta có thể chọn lựa : Point ,linear và

+ Nếu Mag ,min lọc theo kiểu linear và mip lọc theo kiểu point thì ta có

bộ lọc Bilinear

+Nếu Mag,min lọc theo kiểu linear và mip lọc theo kiểu linear thì ta có

bộ lọc Trilinear

+Nếu Mag ở Linear ,Min ở anisotropic và mip ở point thì ta có bộ lọc Bilinear anisotropic

+ Nếu Mag ở Linear ,Min ở anisotropic và mip ở linear thì ta có bộ lọc Trilinear anisotropic

Các loại kết hợp khác không được sử dụng trong thực tế

B) Các phương pháp tối ưu :

Tối ưu là những phương pháp nhằm làm giảm công việc của vid tuy chất lượng hình ảnh có giảm đi đôi chút

1) Tối ưu theo góc : (Angle-dependant anisotropic filtering)

Tối ưu này chỉ dành cho những bộ lọc có sử dụng phương pháp

anisotropic Mỗi texture trong 1 frame có 1 góc nhất định và tuỳ mỗi góc

ta có thể sử dụng những mức lọc anisotropic mà vẫn cho hình ảnh đẹp (

từ 2x đến 16x ) Ví dụ như nếu texture nằm ở vị trí 90 độ thì vid card sẽ

tự điều chỉnh mức lọc tại texture đó lên 16x ,texture khác lại nằm ở vị trí

45 độ, khi đó nó sẽ nhận mức lọc 8x…

Việc sử dụng phương pháp tối ưu này giảm tải cho vid card rất nhiều vì

nó không phải lọc 16x ở tất cả các texture và kết quả lượng bandwidth dành cho công việc lọc này giảm đi đáng kể

2) Brilinear /Trylinear: ( Trilinear optimization )

Bộ lọc này kết hợp giữa 2 bộ lọc bilinear và trilinear ,trong đó vid card sẽ phân tích và xác định ra những vùng nào trong 1 frame không cần đến bộ lọc trilinear mà chỉ cần bilinear là đủ

Bộ lọc này đã được Ati giới thiệu lần đầu tiên ở dòng RV350, hiện nay mọi dòng card này đều sử dụng nó

3) Tối ưu theo lớp texture : (Texture stage optimizations )

hiện cùng với lớp thứ 1 Để làm giảm công việc cho vid các người ta chỉ

sử dụng các bộ lọc cao cấp ( trilinear / Brilinear ) cho lớp đầu tiên ,còn những lớp còn lại sử dụng các bộ lọc thấp hơn ( bilinear )

Tuy còn rất nhiều các tối ưu khác nhưng Rock không muốn nhắc đến trong bài này vì không cần thiết lắm

III Cách so sánh chất lượng hình ảnh :

Trước khi đi vào so sánh ,mọi người cần chú ý đến vài điểm :

+ Để thay đổi các bộ lọc khác nhau của vid mình thì bạn cần vào phần setting performance & quality setting > image setting > sau đó chọn : High performance ,performance ,quality ,high quality ,mỗi một mức sẽ sử dụng các bộ lọc khác nhau hoặc mức tối ưu khác nhau ( tuỳ card ) Ví dụ

ở vid 7300GT thì ở HP và performance thì sẽ sử dụng bộ lọc bilinear còn

ở quality và HQ sẽ sử dụng bộ lọc Brilinear Vào phần AF setting để set phương pháp lọc anisotropic cho min filter ,khi set 16x ) ta sẽ có bộ lọc bilinear anisotropic hoặc trinearAF ( từ 2x anisotropic tuỳ lúc nãy ta set

HP ,performance ,quality hay HQ

+HIện tại các nhà sản xuất vid hầu như đều sẽ dụng bilinear là bộ lọc df cho mỗi vid nên sẽ không có bộ lọc nào tệ hơn nữa và true trilinear ( trilinear mà không sử dụng bất cứ phương pháp tối ưu nào ) sẽ cho hình ảnh đẹp nhất

+Giữa bộ lọc bilinear và trilinear khi ta xem trên 1 hình tĩnh ( hình đứng yên ) thì ta sẽ rất khó phân biệt được ( chỉ có thể phân biệt qua color mipmap hoặc khi di chuyển trong game )

HQ mode, HQ mode + AF và HQ mode AF + AA Việc so sánh ở đây chẳng qua là xem vid nào sử dụng nhiều phép tối ưu cho các bộ lọc ,sử dụng càng nhiều phép tối ưu hình ảnh càng kém chất lượng hơn

Nhận biết Bilinear ,Brilinear và Trilinear qua color mipmap :

+ Nhìn hình post ở trên ( hình có color mipmap ) ta thấy bilinear do

không lọc trên các mức mipmap do đó sự chuyển tiếp giữa các mipmap lộ

rõ trên mặt đất ,ở color mipmap ta thấy sự chuyển tiếp giữa các màu ( mỗi màu là 1 mức mipmap ) rất thô ráp ,gần như không có mức trung chuyển giữa màu xanh và màu đỏ Ngược lại ở brilinear và trilinear mức trung chuyển này thực hiện 1 cách từ từ ,tuy nhiên ở brilinear mức trung chuyển này ít hơn ở trinear ( do nó có sử dụng phép tối ưu )

+ Việc so sánh giữa Bilinear ,Brilinear và Trilinear có thể được thực hiện bằng cách dùng soft để record lại 1 đoạn film

+ Những vid nào sử dụng bilinear sẽ cho hình ảnh kém chất lượng hơn những vid dùng brilinear và những vid dùng phép tối ưu cho trilinear sẽ cho hình ảnh kém hơn những vid dùng true trilinear

So sánh AF dựa vào color mipmap :

+ Khi so sánh ta set image setting ở HQ mode, driver sẽ bỏ đi phần lớn phương pháp tối ưu ,việc này sẽ dẫn đến các texture sẽ được lọc ở mức anisotropic cao hơn ,do đó các texture trở nên rõ ràng hơn Những vid

tương ứng vid lọc với mức anisotropic thấp

tròn gần như hoàn hảo ,các góc của “hình tròn” không có hiện tượng

“gai” như bộ lọc của 7950x2 thể hiện

So sánh AF dựa vào screenshot:

+ Khi so sánh trên screenshot để xác định vid nào có sử dụng ít phép tối

ưu ít hơn ta dựa vào mức độ mờ nhạt của các texture trên hình Do AF được set cho min filter ( lọc ở những texture xa ) và thể hiện rõ ràng ở những texture nằm trên vật tạo với monitor thành 1 góc ( nghĩa là không nằm đối diện với monitor )

+Ta nên lựa chọn những bức hình có bức tường hoặc con đường để dễ so sánh ( nhất là những bước tường nằm nghiêng hay những con đường dốc ) những texture trên bức tường nếu bị mờ nhạt chứng tỏ vid đó đã sử

+Hiện tại Rock đang sử dụng D3dAFtester và 3mark05 để so sánh

+ Trứơc khi vào các soft này các bạn vào phần image setting để set mức hình ảnh đẹp nhất ( HQ mode ) sau đó mới vào soft

- F1 : có tác dụng làm hạ thanh Filtering & antialiasing setting xuống để

ta dễ nhìn, khi hạ xuống ta vẫn có thể điều chỉnh các setting ( nếu ta nhớ được hotkey )

-F2 để bật color mipmap lên

-F3 để chọn loại texture

-F4 để chọn hình dạng của vật được dán texture

-F5,F6,F7 ( các bạn nên đọc lại phần “ Các bộ lọc trong thực hành” ở phía trên để biết cách tinh chỉnh phần này )

+Ngoài ra D3DAFtester cho phép điều chỉnh tương tự 3dmark (có lẽ Rock sẽ viết tiếp vào dịp khác)