В графических рабочих станциях фирмы Silicon Graphics для решения задач геометрических преобразований и отсечения используется специализированный геометрический процессор Geometry Engine, реализованный аппаратно в виде СБИС с конвейерной архитектурой. Система GL, предшественница OpenGL, разрабатывалась как набор функций API для пользователей этих графических станций и, естественно, основной упор при ее разработке делался на использование особенностей конвейерной архитектуры. Но нельзя забывать, что, в конце концов, OpenGL представляет собой именно API и что ее функции с таким же успехом могут реализовать и алгоритм трассировки лучей при решении задач тонирования изображения. Акцентирование внимания на конвейерной архитектуре в этой главе объясняется тем, что на сегодняшний день именно эта архитектура обеспечивает наиболее эффективное решение всех необходимых в графической системе задач как программными, так и аппаратными средствами.
Но что же ожидает нас в будущем? Совершенно очевидно, что графические системы станут работать быстрее, а стоимость их уменьшится. Залогом тому являются успехи в создании новых аппаратных средств, обеспечивающих распараллеливание трудоемких задач, и именно аппаратные средства определяют дальнейшие пути развития графических систем. С точки зрения разработчиков программного обеспечения графических приложений снижение стоимости и повышение производительности используемых аппаратных средств позволит реали7.13. Резюме зовать в прикладных системах алгоритмы, обеспечивающие более высокое качество изображения, в частности учет большинства объективно существующих световых эффектов при выполнении тонирования, и сохранить при этом приемлемое время формирования изображения. Следовательно, пользователь такой системы получит возможность включать в отображаемую сцену больше объектов с самыми разнообразными оптическими свойствами, которые будут моделироваться графической системой в процессе формирования изображения сцены.
Пример использования алгоритма z-буфера демонстрирует, как взаимодействуют при решении задач компьютерной графики программные и аппаратные средства. Лет десять назад существовало множество алгоритмов удаления невидимых поверхностей, из которых до сегодняшнего дня фактически "дожил" только алгоритм z-буфера. Это объясняется тем, что ключевым элементом для его реализации являлась память, а именно модули памяти за эти годы стали значительно быстрее и дешевле. Аналогичным примером может служить и конвейерная архитектура графических рабочих станций, для реализации которой в современных системах используется множество стандартных БИС для выполнения арифметических операций с числами в формате с плавающей точкой, сигнальных процессоров и специализированных БИС (ASICS) для выполнения немногих специфических операций.