21. 9. 2012

Voodoo grafika


Rok 1994 bol dobrý rok. Konverzia Virtua Racing pre Sega Megadrive. Príchod prvej konzoly od SONY na trh - Playstation 1. A založenie firmy 3Dfx, ktorej chcem konečne vzdať hold. Prevratné časy a je skvelé, že som bol pritom, škoda, že som si to neužil ešte lepšie. V 1994 ešte dominovali hernému trhu /obzvlášť technologicky/ veľké herné kabinety v tzv. video herniach. Dnes rarita, vtedy normalita. SEGA so svojou mašinou SEGA Model 1/2 a Virtua sériou /Racing, Fighter, Cop/ podnietila masívny nárast, nazvime to slušne, konkurenčnej aktivity. Silne inšpirovali vznik Psone ako čistej 3D konzoly a doslova "založili" firmu 3Dfx interactive.

Trojica zakladateľov - inžinierov Scott Sellers /veľký hračičkár zo Silicon Graphics a závislák na SEGA automatoch/ a dvojica Ross Smith a Gary Tarolli z Mediavision. Prvým zamestnacov firmy bol inak Brian Hook /naprogramoval aplikačné rozhranie GLIDE, podmožina OGL API/. Neskôr prešiel ku ID softu, to je ale iný príbeh. Ešte pred rokom 1994 sa pri pohľade na neuveriteľne úspešné 3D hry od SEGY naša trojka rozhodla zmeniť pomer síl na trhu a zrealizovať túto "SEGA arcade" kvalitu bližšie ku bežnému PC. Pomôcť im v tom mal vlastný super výkonný grafický čipset s príhodným menom Voodoo. Mali plán ho najprv dostať do arkáde kabinetov a potom v podobe externej karty aj do PC krabice. Značne by to uľahčili prípadne konverzie.

Na konci roku 1995 s prvým funkčným prototypom a hrateľnými kvázi hernými ukážkami /"The Valley of Ra" a "Wizard's Tower" - neskôr boli priložené aj ku retail verziám grafických kariet spolu s ďalšimi demami "Race" a "Demo Room", dokonca z Wizard dema vznikol bežne používaný Wizard Mark aj pre Direct 3D API/ ohromili herných vývojárov. Odhadovaná cena okolo 450 USD však ešte bola príliš vysoko. O rok neskôr to už nabralo obrátky. Voodoo čipset sa skutočne veľmi dobre uchytil vo video herniach - systémy ako ATARI /Flagstaff, Phoenix, Seatlle, Vegas a Denver/, Midway, Taito Wolf, Konami /Viper, Hornet/ a mnoho ďalších postupne hosťovali okrem Voodoo 1 aj druhú a tretiu generáciu 3Dfx grafík. Na E3 1996 boli už aj hráči šokovaní kvalitou 3Dfx Voodoo grafiky.

Dobové zahraničné časopisy tej doby sú doslova plné superlatívov a nedočkavosti /SCORE v tom čase ešte len po prvýkrat predstavovalo PSone/, kedy to konečne dostanú do svojích rúk. Neakcelerovaná PC grafika spoliehajúca sa čiste na výkon CPU si bez podobného akcelerátora nevedela poradiť s vysmiatom PSone. Na konci roku 1996 podpísal Orchid technologies ako prvý kontrakt na výrobu Voodoo 1 pre PC segment a za cenu 299 USD. Mimochodom PSone prišli na americký trh v 1995 /japonci ju mali na vianoce 1994/ za 249 USD a presne v čase E3 1996 spadla na 199 USD, o rok neskôr na 149 USD.

zjavný rozdiel medzi softvérovým a akcelerovaným renderingom /Voodoo 1/
 
V roku 1997 po páde cien počítačových pamäti došlo doslova ku explózii predaja Voodoo 1 v segmente bežných spotrebiteľov. Ten bol urýchlený aj portom Quake 1 do prostredia OGL pre potreby Voodoo 1ky /Carmack na tom makol počas jedného víkendu/ a natívne akcelerovaným Tomb Raider 1 /pravdepodobne ako prvá hra vôbec/. Diamond Monster 3D sa stala doslova referenčným štandardom Voodoo 1 čipsetu /chladená pasívne, dokonca bez heatsinku a na rozdiel od arcade verzie beží na 50 a nie 40Mhz, zniesla však stabilne až cca 56Mhz/. V široko ďalekom okolí som bol jej prvým vlastníkom. Cena bola dosť mastná - vtedajších asi 7000 slovenských korún /pikantéria - dodnes kupujem všetky PC grafiky práve za túto cenu/.  Začala sa vláda terroru Voodoo grafík. Diamond Multimedia inak nechcel vyrábať Voodoo karty ani zadarmo /doslova !!/, veľmi sa predtým popálili s NV1 GPU od Nvidie !!

Čo vlastne znamenalo nemať voodoo grafiku ? Vaše PC hoc aj s výkonným procákom ako Pentium 66-100 Mhz muselo samo utiahnúť celý rendering /transformácie, nasvietenie, rasterizáciu, textúrovanie, animáciu/, hernú logiku, fyziku, mixovanie audio. Z tej práce sa mu takmer vždy podlomili nožky a ako ukazuje obrázok vyššie - Quake 1 vám v "doom rozlíšení" bežal v hrubej grafike cca na 30 fps. S Voodoo 1 vám okamžite stúpne rozlíšenie obrazu - spracovaných 307 200 versus 64 000 pixelov /to jest nárast o závratných 480% !!/. Ďaleko väčšia paleta farieb. Pixely sú navyše pekne bilineárne filtrované /kostičky sú pri pohľade zblízka rozmazané/, mipmapované /rôzne úrovne detailnosti textúr podľa vzdialenosti lod hráča/, dokonca trilineárne filtrované /varianta anizotropie - ostrosť textúr sa perspektívne stráca bez ostrých prechodov/, lepšie farebné svetelné zdroje, plynulá a hlavne pekná distančná hmla /alfa transparencie/, multitextúrovanie /vrátane specular nasvietenia - odlesky/. A je toho ešte omnoho viac.

"Look at the PlayStation. It's a piece of junk technically, but there's no question it is outselling all of its competition. The classic semiconductor CEO argument is that all that matters is performance, but that's just not the case." - Sellers
Obloha sa však začala sťahovať aj nad zdanlivo neohroziteľnou voodoo mágiou. Prvou ranou bol pokus o all-in-one grafiku. Voodoo 1 obsahovalo iba 3D jadro, v 2D grafike sa spoliehala na vašu primárnu kartu. Väčšinou to bola nejaká lacná S3ka. Typický nejaká varianta S3 Trio. Tu mal snaď úplne každý.V roku 1997 sa teda 3Dfx pokúsila o 2D/3D kombo s menom Voodoo Rush. Fiasko. Zle manažovaný problém a chaos. To 2D jadro malo snáď 5 variánt o rôznom výkone, od rôznych výrobcov, s nedokonalými ovládačmi, zlá kompatibilita. Dobre meno 3Dfx dostalo prvú facku. Vzápäti aj druhú. Známa kauza o pokuse dostať Voodoo grafiku do konzoly Dreamcast od SEGY /vybrali si namiesto toho PowerVR 2ku, mimochodom vynikajúca a v mnohom prevratná grafika, nepochybne výkonnejšia ako Voodoo 1, dokonca Voodoo 2/. A keď som už spomenul Voodoo 2, tú 3Dfx vypustil na začiatku roku 1998 /stále bez 2D jadra/ a svojim výkonom PC hry skutočne valcovala. Priniesla aj dovtedy nie bežnú fičúru /bežnú na profi grafických SGI staniciach/ a to paralelné SLI zapojenie dvoch grafík naraz aka Vodoo 2 SLI. Neskutočný výkon, stovky fps doslova v každej hre. Cena 2x300 USD a predsa sa našlo dosť bláznov, myslím skutočne dosť, ktorí tie prachy položili na stôl.

Ďalší úder do hlinenených hradieb 3Dfx. Prichod konkurenčnej Riva TNT od NVidia a nezastaviteľný postup Direct 3D API od microsoftu. Na konci roka 1998 teda 3Dfx urobilo ďalší pokus o 2D/3D kombom s názvom Voodoo Banshee. Opäť neúspech. Navyše finančne nákladný a grafiku dali na trh po mnohých odkladoch. Na vianoce roku 1998 urobili 3Dfx prelomový /otázny, heh/ krok. Poslali všetkých OEM výrobcov do zadku a Voodoo karty chceli vyrabať sami pod vlastnou, jasne identifikovateľnou značkou aj vďaka zakúpeniu STB Systems /za 141M USD/, ktoré na to malo mať dostatočné kapacity. Diamond Multimedia a Creative boli z tohto kroku pochopiteľne zhrozené, desiatky miliónov dolárov vložených do reklamy, marketingu a budovania mena sa im rozplynulo v temnote /v prieskumoch si bežní konzumenti spájali menom Diamond so špičkovými grafikami práve od 3Dfx !!/.

Rok 1999. Na trh prichádha Voodoo 3 alias Voodoo Banshee mk2 s vylepšeným 2D a 3D jadrom. Voodoo 3 /mal som ju, pravdepodobne ešte funguje dodnes/ bola skvelá grafika konečne aj vynikajúcim 2D jadrom. Skvelý, stabilný, ľahko pretaktovateľný kus silikónu. Opäť ako stará Voodoo 1 iba pasívne chladená. Výkon zhodný alebo vyšší ako Voodoo 2 SLI /V3 mala tri verzie - 2000 na 143Mhz, 3000 na 166Mhz a 3500 na 183Mhz/. Nvidia sa však o Voodoo 3 vyjadrovala s veľkým pohrdaním ako o trochu rýchlejšej Voodoo 1, proste zastaralý šmejd, iba 16 bit farby, iba 16 mega ram, žiaden streaming textúr po AGP zbernici, žiadna quantum leap revolúcia. A mali pravdu, hehehe. Inak 32 bitové farby alebo 2048x2048 textúry bola v tom čase naozaj veľká téma /reálne iba PR žvásty a masáž blbých mozgov/. V skutočnosti renderuje V3 interne v 32 bitoch a aby šetrila drahé zbernice a ramku, kóduje farby prechodne do 16 bitov s následnym upsampling na zhruba 24 bitov pre finálny výstup. Dostačujúce pre každú vtedajšiu hru a dosahovali tým okrem úspory systémových prostriedkov aj vyšší framerate.

"Any game that runs under 60 frames per second is unacceptable. There is medical evidence that at about 55 frames per second there is no perceptual difference between a simulation on a computer and reality." - Sellers
Konkurencia nespí. Koniec roka 1998 a celý rok 1999 je utopený v siláckych rečiach ATi /RAGE 128/, skvelý Matrox G400 /ten v čase Voodoo 1 "bodoval" s Matrox "mistake" Mystique prišernosťou/, S3 Savage a jeho prevratná S3TC kompresia textúr, ktorá dostala aj špeci demátko na Unreal engine. Nvidia /Riva TNT 2/ a skutočný klinec do rakvy 3Dfx - koniec roku 1999 a prvá vzorka revolučnej grafiky od Nvidie - Geforce 256. Grafická karta čo ako prvá sňala z pliec CPU starosť o T@L /transform, clipping and lighting/ a to aj pri akceptovateľnej rýchlosti. Samozrejme skutočne ninja CPU to aj tak urobilo rýchlejšie. Perlička - túto prevratnú novinku mala PSone už davno implementovanú v roku 1994 pri šsvojom štarte /GTE engine/ rovnako ako tie staré arcade automaty z 1982 /SEGA Model 1 - Virtua Racing/ a sme doslova opäť na začiatku článku.

Teda takmer. Ešte to chce spomenúť pojmy ako Rampage, VS-100, Napalm, Sage, Spectre. Týkajú sa
3Dfx kariet s ktorými sa určite nikto z vás nestretol ako Voodoo 4 /koniec roku 1999/, Voodoo 5 /leto 2000/, projekt Rampage.Všetky mali jedno spoločné - 3Dfx sa snažilo skutočne o špičkový výkon /vrátane T@L Sage čipu aj s vlastnosťami shader jednotky triedy DX 8.0!!/, inováciu /T-buffer - FSAA/, revolúciu /HSR - hidden surface removal/. Celé to však prišlo príliš neskoro, príliš draho, problémy s výrobou, nekonečne odklady, chyby v manažmente, zuriví veritelia. Tesne pred vianocami roku 2000, presnejšie 15. decembra píše Sellers nám 3Dfx fanatikom tento smutný list. Je koniec, 3Dfx zbankrotovalo.

A kde sme dnes ? Nvidia sa tvári ako boh pokroku /absorbovala zvyšky 3Dfx po jeho páde, borci z 3Dfx stoja za radou Geforce FX alebo v AMD za crossfire rozhraním - SLI varianta ako pri Voodoo 2/ a chrlí ďalšie a ďalšie zbytočné 300 watt PC GPU, z ktorých sa ale ani jedno nedostane do žiadnej z next gen konzol /PS4, xcrap 720/. Dokonca ani do toho Wee Urinalu. Všetko vyžralo ATi, dnes AMD. Matrox a S3 sú na smetisku dejín. Power VR opustilo sektor PC grafík aby totálne ovládlo mobility, kde žiari ako supernova /nachádza sa aj v SONY handhelde - PSV/ a všetci čakajú na jej šiestu generáciu - ROGUE čipset. 3Dfx a jeho Voodoo 1 však naďalej, navždy ostáva v mojom srdci, spomienka na časy , keď sme rozdrvili prašivú Playstation 1 /žartujem/.