【翻译】【西川善司】GPU和Shader技术的基础知识 （一共有99回，翻译中）
本文取自西川善司的3D图形技术连载，全99回
本贴为1~8回，争取每1~2天更新一回吧。半年更新完。
因为年底比较早了，对我来讲就是复习计算机日语和图形学知识..
也希望大家能支持。
翻译 Trace
校对 千里马肝
本连载的主要目的，是介绍最新的PC和GAME所使用的最新3D图形技术的发展趋势。
暂时的方针是，首先是考虑介绍比较新的PC Game和PS3，XBOX360等新时代游戏机的游戏所采用的技术。
那么首先，想回顾一下近年来的3D图形技术的进化历史。
实时3D图形技术的进化历史
目前，不仅索尼的PS3，微软的Xbox360，任天堂的Wii这些最新的游戏机，以及最新的微软Windows Vista的用户界面变成了3D图形，就连NDS和PSP等掌机，以及一部分最新的移动电话也支持了3D图形技术。
说来，实时3D图形是怎么进化着，并向未来发展的呢？今后，要长期和实时3D图形打交道的人，先试着整理基础知识吧。
1980年代后半到90年代前半，Flat Shading 到 Texture Mapping的时代。
在这之前3D游戏还没有应用， 基本上[3D图形]是用在技术训练的模拟，解释自然现象或光学现象的学术研究，比如说对影像表现的应用等，在专业用途和学术用途的领域里进化着。从1980年代后期开始到1990年代，大型游戏制造厂商在街机用途的游戏系统里采用了实时的3D图形系统。从这开始3D图形才真正在游戏里被有效的利用。
要说这个时代具有代表性的作品就是NAMCO（南梦宫）的「winning run」(1988年)、SEGA(世嘉)的[Virtual Fighter（VR战士）」(1992年)。那时候虽然也使用多边形模型来实时表现，但多边形数很少，采用的lighting也是以多边形为单位的Flat Shading为主流。
但是，游戏和3D图形的相遇，确立了[实时3D图形]这个领域，并一直支援着它的进化。
在NAMCO的[RIDGE RACER(山脊赛车)](1993年)里， 应用Texture Mapping 的3D模型（在多边形上贴上贴图）可以自由运动，就好像是从积木集合体那样的3D图形开始，一下提高了真实性。
[Virtual Fighter（VR战士）」(1993年)。只是以多边形单位lighting为基本的[Flat Shading]，也没有Texture Mapping这个概念，因此，脸和服装都使用”某种形状的多边形”来绘制(C)SEGA。
1990年代中期～家用游戏机开辟了面向消费者的实时3D图形。
当时，除了特殊的图形工作站，如果限定在[游戏平台]，那么当时3D图形技术最先进的是街机游戏系统。然而，1994年发生历史性的逆转，那就是SONY PlayStation（PS1）和 SEGA Saturn的登场。
尽管分辨率不是太高，但提供给消费者对应Texture mapping的实时3D图形的意义很大。在这些主机上，实时3D图形和3D游戏图形以并行的关系性，开始急速的进化。
另一方面，很遗憾，这时适合普通消费者的PC的3D图形技术，要比游戏机大幅度落后。适合普通消费者的PC 3D图形技术真正的普及，是在1995年登场的新操作系统，Windows95的时代之后。
微软发表了把Windows环境下的Sound，Graphic，network，Game controller等多媒体API组件整合到一起的「DirectX」，Windows 95也采用了它。DirectX后面增加版本号的称呼也成为惯例、Windows环境下真正的3D显卡开始普及。实时3D图形可以使用是在1997年发表的[DirectX 5]之后。
也正是这个时候，大型的CPU/Chipset制造厂商Intel的新图形端口AGP（Accelerated Graphics Port）总线技术也投入实用化。强大的图形芯片制造厂商NVIDIA推出了RIVA 128系列，ATI(2006年和AMD合并)推出了RAGE 3D系列。都深受欢迎。比PS1登场晚了3年，PC平台终于有了可以和PS1同程度的实时3D图形。
NVIDIA的「RIVA 128」
DirectX 5時代、「用PC玩3D游戏」并广为传播的「Quake II」(1997年、id software)
(C)1997 id Software，Inc.All Rights Reserved。
DirectX 6時代，以显卡的经典游戏而闻名的「Incoming」(1998年、Rage社) (C)Rage Games Ltd 1998。
暂时的方针是，首先是考虑介绍比较新的PC Game和PS3，XBOX360等新时代游戏机的游戏所采用的技术。
那么首先，想回顾一下近年来的3D图形技术的进化历史。
实时3D图形技术的进化历史
目前，不仅索尼的PS3，微软的Xbox360，任天堂的Wii这些最新的游戏机，以及最新的微软Windows Vista的用户界面变成了3D图形，就连NDS和PSP等掌机，以及一部分最新的移动电话也支持了3D图形技术。
说来，实时3D图形是怎么进化着，并向未来发展的呢？今后，要长期和实时3D图形打交道的人，先试着整理基础知识吧。
1980年代后半到90年代前半，Flat Shading 到 Texture Mapping的时代。
在这之前3D游戏还没有应用， 基本上[3D图形]是用在技术训练的模拟，解释自然现象或光学现象的学术研究，比如说对影像表现的应用等，在专业用途和学术用途的领域里进化着。从1980年代后期开始到1990年代，大型游戏制造厂商在街机用途的游戏系统里采用了实时的3D图形系统。从这开始3D图形才真正在游戏里被有效的利用。
要说这个时代具有代表性的作品就是NAMCO（南梦宫）的「winning run」(1988年)、SEGA(世嘉)的[Virtual Fighter（VR战士）」(1992年)。那时候虽然也使用多边形模型来实时表现，但多边形数很少，采用的lighting也是以多边形为单位的Flat Shading为主流。
但是，游戏和3D图形的相遇，确立了[实时3D图形]这个领域，并一直支援着它的进化。
在NAMCO的[RIDGE RACER(山脊赛车)](1993年)里， 应用Texture Mapping 的3D模型（在多边形上贴上贴图）可以自由运动，就好像是从积木集合体那样的3D图形开始，一下提高了真实性。
[Virtual Fighter（VR战士）」(1993年)。只是以多边形单位lighting为基本的[Flat Shading]，也没有Texture Mapping这个概念，因此，脸和服装都使用”某种形状的多边形”来绘制(C)SEGA。
1990年代中期～家用游戏机开辟了面向消费者的实时3D图形。
当时，除了特殊的图形工作站，如果限定在[游戏平台]，那么当时3D图形技术最先进的是街机游戏系统。然而，1994年发生历史性的逆转，那就是SONY PlayStation（PS1）和 SEGA Saturn的登场。
尽管分辨率不是太高，但提供给消费者对应Texture mapping的实时3D图形的意义很大。在这些主机上，实时3D图形和3D游戏图形以并行的关系性，开始急速的进化。
另一方面，很遗憾，这时适合普通消费者的PC的3D图形技术，要比游戏机大幅度落后。适合普通消费者的PC 3D图形技术真正的普及，是在1995年登场的新操作系统，Windows95的时代之后。
微软发表了把Windows环境下的Sound，Graphic，network，Game controller等多媒体API组件整合到一起的「DirectX」，Windows 95也采用了它。DirectX后面增加版本号的称呼也成为惯例、Windows环境下真正的3D显卡开始普及。实时3D图形可以使用是在1997年发表的[DirectX 5]之后。
也正是这个时候，大型的CPU/Chipset制造厂商Intel的新图形端口AGP（Accelerated Graphics Port）总线技术也投入实用化。强大的图形芯片制造厂商NVIDIA推出了RIVA 128系列，ATI(2006年和AMD合并)推出了RAGE 3D系列。都深受欢迎。比PS1登场晚了3年，PC平台终于有了可以和PS1同程度的实时3D图形。
NVIDIA的「RIVA 128」
DirectX 5時代、「用PC玩3D游戏」并广为传播的「Quake II」(1997年、id software)
(C)1997 id Software，Inc.All Rights Reserved。
DirectX 6時代，以显卡的经典游戏而闻名的「Incoming」(1998年、Rage社) (C)Rage Games Ltd 1998。
(西川善司)
