GPU未来2大目标，造就3D绘图技术革命

    现今计算机3D绘图技术，大多发源自工业级应用上。在1970年代，当时的3D计算机绘图，大多以超高速CPU或多颗CPU，用Bruteforce（蛮力）方式计算出来的。直到1984年史丹福大学的Jim Clark教授提出Z-Buffer、并开发出3D绘图引擎的全新概念，设计出专为3D绘图加速的芯片，后来与几个学生组织了Silicon Graphics（SGI）公司，并正式推出IRIS 1400绘图工作站，可说是业界第一代具备3D加速的绘图工作站，内建几何运算引擎，以Flat-Shaded多边形算法，率先应用在科学与CAD领域，开启计算机工业级3D绘图加速应用！

    而在计算机游戏工业中，早期的「3D」游戏，大多仅以简单线条表达。1980年后期，许多大型游戏机使用多 CPU硬件架构，透过软件运算方式，构出简单的3D虚拟世界。直到1990年初期，开始有厂商从上述工业3D绘图技术中取经，开发出游戏专用的3D绘图引擎！并推出具备3D加速的游戏机，如Virtua Fighter「VR战士」，接着游戏机厂商、计算机硬件厂商，也开始加入3D加速硬件开发行列，许多软件厂商正式进驻3D游戏的开发。从那时起，娱乐级的3D应用，热度一路延烧至今日，可说一发不可收拾！

    3D绘图技术进化到今日，其相关产品俨然分成Workstation 3D（工作站等级3D）与Entertainment 3D（娱乐级3D）两个发展方向。前者主要应用在工业领域上，从简单的CAD绘图、科学等应用，到复杂的DNA医学应用及电影特效等。后者则应用在目前最热门的电子游戏上，包含掌上型、可携型、桌上型等计算机平台！ 

    当现今有越来越多游戏追求真实画面呈现下，硬件研发厂商也加快脚步，每隔一阵子就推出全新世代的3D硬件产品，来成就当代当红的娱乐级3D产品，并搭配应用到这些最新3D技术的杀手级游戏，让全球的玩家叹为观
止！

　工业级的3D绘图　电影应用最广泛

    在工业级3D绘图中，应用最多与最新技术的，就属电影了，除演员演技、道具组张罗外，还要强调计算机特效，以突破票房纪录。在电影特效部分，属拍戏外的另一种专业领域，必须导演与计算机特效人员的多次沟通，让画出来计算机特效能够符合导演心目中所想要的画面。

    然要求越逼真，所下的工夫也越多，因各种特效细节，都要经过计算机复杂计算，才能将在现实中难以发生的片段（如人从火场里走出）、意识型态（如时空变化），或残忍的画面（如武功把骨头打碎）画出个8、9成，然后透过影片视觉暂留现象，多次修片到几近完美，才能欺骗观众的眼睛，让影片看起来就像真的一样！

    目前应用到计算机的特效的，第一类就是真人拍摄为主、视觉特效点缀为辅的电影，如「功夫」，第二类就是纯3D卡通式的电影，如「怪物公司」。前者的作品以八大电影公司为数最多，后者则以Pixar/DreamWorks等卡通作品为主。除上述两种类别，也有电影业界尝试以全计算机绘图（CG动画），来雕刻拟真卡通的效果。如Final Fantasy与Animatrix卡通版，就把人物画得栩栩如生。

　计算机娱乐级3D绘图的目标

    至于娱乐级3D绘图部分，目前计算机游戏厂商在制作游戏时，都绞尽脑汁应用到最新的3D绘图技术，以呈现最真实的画面。目前的计算机3D绘图技术，使许多游戏人物看来已非常细腻，跟10年前的画面不可同日而语。只是，画面看起来虽然真实，但离真实世界又有距离，因此3D绘图技术发展的下一阶段，就是要朝追上好莱坞为目标迈进，这也是业界所要努力的方向。

    从电影特效要透过好几台工作站计算机，花几小时才能画出几秒的拟真画面来看，目前计算机硬件等级要追上好莱坞水平，可能还要进化几代才有可能。即使个人计算机CPU高达P4 4GHz、GPU用GeForce 6800 Ultra SLI，八成也无法达到电影般复杂的场景。

    以CPU处理多种运算、AI、场景设定等各种繁复的逻辑工作，而GPU要实时绘制出细腻且最好高于每秒30张画面而不定格来说，目前大多数游戏都无法处理太多人物，最多大约处理到16种不同角色皆有自己的实时动作时，就已经很最佳化了。因此目前3D游戏只能做到场景简单、人物粗糙的暂时性目标，无法做到真正的超大场景、超多人物那样的壮观画面！

　第一目标－追上好莱坞

    尽管目前GPU双雄NVIDIA、ATI的产品功能已大跃进，但他们仍不断努力，以求「追上好莱坞」特效为期许，在发展新一代产品，不仅强调除往「质」（图像画质佳）努力外，也朝「量」（可同时画出许多人物）来进行。

    先说「质」的部分，目前GPU双雄所推出的GPU架构，几乎可画出以假乱真的人物来，就连场景的真实度（如 光影特效）都快要做到跟真实世界的感觉一样，让游戏厂商能制作出高水平的游戏画面（如DOOM3、Far Cry等），成就出当代游戏大作。

    至于「量」就是要画得多，所以GPU厂商目前要克服的，就是如何将3D人物「对象化」，原理就如同窗口操作系统里面的窗口一样，仅需下指令说要移动哪个对象（窗口），就不用程序一个一个图点自己去画。而「3D对象化」也想朝这个目标迈进，因3D人物的绘制还是一个一个去细修、移动，而未来的做法是程序只要3D人物预先画好，然后指定要重复产生出几个、指定哪些3D人物怎么动，其它就交给GPU去烦恼了。这样可以CPU下几道简单的移动指令，同时控制多个人物的移动，以达到像千军万马般的大卡司、大规模的3D场景！

　下阶段目标－骗过眼睛

    当计算机娱乐级GPU技术已能媲美好莱坞特效时，GPU双雄的下阶段目标，就是希望画出来的东西能骗过眼 睛，简单的说就好比能做到「虚拟偶像」（Simone）电影那样，人物表情生动且移动自然，令人感觉出活生生的真人在眼前，让观众信以为真。相信那时候，计算机3D绘图技术应可说是到发展的尽头了。

    那么，什么时候3D发展才会到瓶颈呢？其实只要人的肉眼还可分辨出真假，3D就还有发展空间。因此GPU双雄除了在市场上激烈厮杀、抢市占率的追逐战外，也被游戏业界赋予3D特效演进的神圣使命，祈求能在下一代产品能加入更多功能，成就下一代3D绘图的视觉革命！