Рефераты на технические темы

Аппаратные средства на RISC платформе

Программное обеспечение для платформы.

Платформа Intel

Подводя итоги

Литература

Крупнейший смотр компьютерной графики и анимации SIGGRAPH`94, состоявшийся в июле этого года в американском городе Орландо (шт. Флорида) , собрал рекордное количество фирм - участниц, приблизившееся к 300. Однако, несмотря на появление всё новых компаний, развивающих свою активность в этой области вычислительной индустрии, выставка подтвердила, что позиции основных грандов "графического мира" остаются непоколебимыми.

Аппаратные средства на RISC- платформе

Как и ожидалось, внимание посетителей в первую очередь было приковано к аппаратной платформе Silicon Graphics Inc. (SGI) и предлагаемому для неё ПО. Безусловным "гвоздём программы" стала демонстрация модели PowerONYX, относящейся к старшему семейству выпускаемых компанией графических станций.

В этих компьютерах устанавливаются процессоры R8000 (другое название TFP) , выпускаемые Mips Technologies. По предварительным данным, их производительность в четыре раза превосходит быстродействие самого мощного из ранее разработанных процессоров фирмы Mips - R4400. В результате показатели производительности модели PowerONYX с одной микросхемой R8000 (тактовая частота 75 МГц) приблизительно аналогичны таковым для графической станции ONYX Extreme Deskside с двумя процессора ми R4400, каждый из которых работает на частоте 150 МГц, а цена её даже несколько ниже: 102 тыс. против 107 тыс. долл. в конфигурации с 64 Мбайт ОЗУ, жёстким диском объёмом 2 Гбайт и графической системой Extreme. При этом новая станция явно превосходит своих предшественников по возможностям расширения аппаратной конфигурации, а заявленная компанией производительность при установке в этот компьютер 12 процессоров (максимально возможное число) составляет 3.6 Гфлоп. Модель PowerONYX поставляется с графической системой Reality Engine 2 (RE2) или Extreme.

Наращивая вычислительные мощности высокопроизводительных графических станций, SGI не забывает и о младших моделях.

Так, фирма анонсировала перенос на компьютеры Indy графического ускорителя XZ и предложила вниманию посетителей демонстрационный вариант новой системы. Был показан и жидкокристаллический экран для станций Indy, обеспечивающий разрешение 1280*1024 точек при 24- разрядном кодировании цвета. В целом эти разработки явно указывают на стремление SGI реализовать быструю высококачественную графику на сравнительно недорогих моделях рабочих станций.

Между тем вопрос о том, насколько успешным будет продвижение на рынок компьютеров Indy, пока остаётся открытым: стоимость системы при наличии графического ускорителя XZ составляет 33 тыс. долл., тогда как за 38 тыс. долл. уже можно при обрести станцию следующего класса- Indigo 2, которая выгодно отличается от Indy широкими возможностями расширения (посредством установки дополнительных плат) , а также наличием специальной системы охлаждения. Indigo 2 допускает и использование нового процессора R8000.

На выставке была продемонстрирована также видеосистема Sirius Video для платформы Silicon Graphics, которая способна взаимодействовать с графическими ускорителями VTX и RE2, обеспечивающими наложение текстур на трёхмерные объекты с возможностью последующего просчёта кадров в реальном времени, причём все эти функции реализованы на аппаратном уровне. Новая плата в качестве текстуры "предлагает" системам VTX и RE2 "живое" видео, которое затем можно подвергнуть любым операциям, применимым к обычной текстуре. Из других отличительных особенностей Sirius Video следует упомянуть поддержку любых типов видеосигналов, включая цифровые, а также одновременное обслуживание при их вводе и выводе двух внешних устройств.

Единственная проблема, связанная с применением этой видеосистемы, заключается в отсутствии на сегодняшний день специального ПО, которое обеспечило бы выполнение всего спектра операций с видеосигналами и сделало ненужным монтажное оборудование, загромождающее современные студии.

Начались поставки платы сжатия CosmoComprress, ориентированной на обработку данных произвольного типа и обеспечивающей наиболее высокое качество при операциях с видео. О создании ПО для подготовки конечной видео продукции с использованием новой платы объявила компания Avid- один из ведущих производителей программных средств данной категории для платформы Macintosh. Плату CosmoCompress станет поддерживать её пакет Media Suite, который предполагается поставлять вместе с графическими станциями от SGI.

Посетителям SIGGRAPH`94 впервые была продемонстрирована возможность работы на станциях ONYX с несжатой видеоинформацией в реальном времени: соответствующие системы были размещены на стендах компаний Parallax Graphics, kodak и Aurora Systems.

Устанавливаемая на этих компьютерах ОС IRIX допускает организацию такой файловой системы, в которой разные части одного и того же файла могут храниться на различных накопите лях и считываться параллельно. Одновременная работа с четырьмя контроллерами Fast/Wide SCSI- 2, каждый из которых обслуживал матрицу дисков производства фирмы Ciprico, позволил при операциях обмена с накопителями достичь общей пропускной способности 80 Мбайт/с, а именно эта характеристика определяет возможность оперирования несжатыми видеоданными в реальном времени.

Новая технология поддерживает работу с несжатым видео в стандартах NTSC и PAL и, что ещё важнее, открывает перспективу манипулирования несжатой видеоинформацией, записанной с разрешением кинокадров. На SIGGRAPH`94 фирма Ciprico представила также новую матрицу дисков (Model 68000) со скоростью ввода/вывода данных 19 Мбайт/с.

Другую категорию устройств, предназначенных для выполнения разнообразных операций с несжатым видео без потери качества, образуют диск- рекордеры. Один из ведущих производите лей оборудования этой - фирма Abekas Video Systems - продемонстрировала систему Discus стоимостью 20 тыс. долл., обеспечивающую обработку 30 с непрерывного видео. По сравнению с предыдущей моделью А65 новое устройство имеет ряд дополни тельных функций, в частности предусмотрена возможность вывода аналогового сигнала, а кроме того, оптимизирована передача данных для сетей с протоколом TCP/IP, что почти в три раза повысило скорость обмена.

И все-таки главной неожиданностью явился диск- рекордер фирмы Hewlett-Packard, предоставляющий в базовой конфигурации возможность работать с 3 мин. "живого" видео, причём за счёт добавления обычных накопителей на жёстких дисках, обслуживаемых контроллером SCSI, этот показатель может быть увеличен в четыре раза. Очевидно, что при стоимости 38 тыс. долл. с точки зрения отношения цена/производительность описываемое устройство имеет явное преимущество перед диск -рекордерами от Abekas. К тому же в модели производства HP поддерживается интерфейс Fast/Wide SCSI-2. Её другой сильной стороной является использование интерфейса IEEE 422, допускающего сопряжение с любым монтажным оборудованием. Для стандартных операций обслуживания диск- рекордера в компьютер необходимо установить адаптер сети Ehternet и TCP/IP; дополнительного ПО при этом не требуется. Однако интерактивная работа с этим устройством как с обычным магнитофоном предполагает наличие специального программного драйвера.

Говоря об аппаратных средствах компьютерной графики, следует упомянуть также новый монитор производства SONY с прямо угольным экраном и разрешающей способностью 1900*1024 точек, а также продемонстрированный этой же фирмой видеомонитор в стандарте HDTV.

Подводя итог обзору аппаратного обеспечения класса high-end, следует подчеркнуть явное доминирование платформы SGI. Несмотря на наличие отдельных разработок у других известных производителей (IBM, DEC) , господство компании Silicon Graphics в данном секторе рынка остаётся незыблемым.

Об этом свидетельствует постоянный рост объёмов продаж про дукции фирмы, который, в 1993 г. составил 36% (по отношению к 1992 г.) . Тем не менее Silicon Graphics стремиться распространить своё влияние и на другие области вычислительной индустрии, выпуская серверы для локальных сетей, а также предлагая решения для САПР.

_2.2Программное обеспечение для платформы SGI

Отмеченная расстановка сил на рынке графических рабочих станций находит своё отражение и в секторе программного обеспечения. Налицо тенденция переноса лучших графических и анимационных пакетов на платформу SGI. Одновременно на SIGGRAPH`94 выявилось ослабление позиций некоторых других платформ, и в первую очередь компьютеров Macintosh.

Указанный процесс затронул даже такую область, как настольные издательские системы, ещё недавно казавшуюся недели мой "вотчиной" компании Apple. В качестве альтернативы компьютерам этой фирмы сегодня выступают станции Indy, оснащённые 24-разрядной графической подсистемой. Они обладают лучшим со отношением цена/производительность, хотя и дороже моделей, выпускаемых Apple (их стоимость в базовой конфигурации составляет 12 тыс. долл.) .

Компания Adobe Systems перенесла на платформу SGI редактор двумерных изображений Photoshop 2.5, поддерживающий технологию цветоделения и до настоящего времени являющийся самым популярным графическим пакетом на компьютерах Macintosh, а также предпоследнюю редакцию программы-конструктора изображений Illustrator. При этом возможность запуска названных приложений на станциях от SGI достигнута не за счёт применения технологии эмуляции, а путём непосредственного переписывания исходного кода. Это позволило обеспечить высокую производительность данных программ, а также добавить в них ряд функций, отсутствовавших в вариантах для компьютеров Macintosh.

Программное обеспечение для настольных издательских систем в скором времени можно будет приобрести непосредственно в Steepler Graphics Group или в подразделении фирмы "Стиплер"-компании "Апостроф".

На платформу SGI переносится монтажное ПО, а также системы для подготовки высококачественной видео продукции. Характерным примером здесь является корпорация Avid Technology, долгое время предлагавшая ПО только для компьютеров Macintosh. Её система нелинейного монтажа Media Suite обеспечивает высокую гибкость при работе с видеоданными, сброшенными на диск, позволяя подвергать их всевозможным преобразованиям, в частности переставлять отдельные части, встраивать графические и анимационные фрагменты при сбросе видео продукции на внешнее устройство, добавлять в последовательность кадров различные программируемые видеоэффекты. (Представители компании сообщили также о намерении к концу года перенести ПО Media Suite на платформу Intel.) Компания Wavefront Technologies, ведущий производитель ПО компьютерной анимации для станций с RISC-процессорами, продемонстрировала новые версии программных модулей Dynamation (интерактивное моделирование трёхмерных объектов и их динамики) и Comproser (подготовка выходной видео продукции) . Пакет трёхмерной анимации Explore, разработанный специалистами фирмы TDI, впервые был представлен под маркой Wavefront.

Огромный интерес к высокопроизводительным системам компьютерной графики и анимации был проявлен представителями игровой индустрии. В этом отношении широкой популярностью пользуется ПО GameWare, предлагаемое компанией Wavefront, при помощи которого уже реализовано несколько проектов.

Выставка лишний раз подтвердила лидирующее положение Wavefront Technologies в области программных средств для RISC-станций. В некоторых областях рынка ПО компьютерной графики конкуренцию ей может составить, пожалуй, лишь фирма Alias Research.

В тоже время обнаружились первые косвенные признаки ослабления позиций Softimage, до последнего времени являвшейся одним из ведущих поставщиков анимационного ПО. Как известно, в 1994 г. эта фирма была приобретена корпорацией Microsoft, хотя её название и торговая марка остались прежними. Наблюдая за деятельностью Microsoft в последние годы, вряд ли кто рискнёт предположить заинтересованность компании в развитии своей активности на довольно ограниченном рынке средств компьютерной анимации. Скорее всего, поглощение SoftImage преследовало цель заимствовать интерактивный пользовательский интерфейс, реализованный в её программных продуктах, для ОС Windows NT, которую Microsoft преподносит в качестве реальной альтернативы системе Unix.

_23. Платформа Intel ПК с процессором Intel продолжает оставаться наиболее распространённой платформой в сфере компьютерной графики и анимации.

Главным событием, имеющим к ней непосредственное отношение, стала демонстрация компанией Autodesk четвёртой версии программы 3D Studio - самого популярного ПО профессиональной трёхмерной анимации и визуализации для ПК (на сегодняшний день во всём мире продано более 55 тыс. копий данного продукта) . При разработке очередной версии фирма осталась верна своей стратегии превращения данного пакета в высококачественную систему, по функциональным возможностям приближающуюся к уровню ПО для RISC-платформ. На этот раз в ядро пакета были встроены сплайн-моделер, интерпретатор языка написания сценариев, средства точного совмещения объектов с фоном, функции инверсной кинематики. Кроме того, пополнен набор поставляемых в комплекте с 3D Stadio модулей обработки изображений (IPAS-процессов) и добавлена поддержка языка управления печатью Encapssulated PostScript.

Сегодня 3D Studio рассматривается как своеобразная среда для подготовки анимационной продукции, ориентируясь на которую независимые производители создают собственные продукты.

Разработки в данной области продемонстрировали компании Yost Group и Schreiber Instruments.

Пакет IPAS-процессов, предлагаемый Yost Group, позволяет, в частности, имитировать природные явления (пламя, дым, туман) и выполнять скиннинг - "обтягивание кожей" одного или группы иерархически связанных объектов.

Компания Schreiber представила IPAS-процессы, связанные с реализацией в среде 3D Studio технологии инверсной кинема тики, и демонстрировала своё ПО вместе с аппаратным комплексом MotionCapture (производства Ascension Technology) на стенде фирмы Autodesk.

Несмотря на сегодняшнюю популярность пакета 3D Studio на рынке анимационного ПО, будущее его производителя не предс тавляется столь уж безоблачным. На SIGGRAPH`94 можно было увидеть с десяток высококачественных пакетов моделирования, анимации и просчёта для ПК, способных в ближайшее время сос тавить достойную конкуренцию детищу Autodesk.

Среди представленных на выставке программ для платформы Intel выделяется считавшийся лучшей разработкой для компьюте ров Amiga пакет трёхмерной графики Light-wave компании NewTek. StrataVision, одна из наиболее удачных программ трёх мерной графики для компьютеров Macintosh, выпускаемая фирмой Strata, теперь тоже может выполняться на ПК. Из других про дуктов следует упомянуть новую версию программы Playmation (отныне называемой Animation Master) компании Hash, пакет Real 3D2.4 производства RealSoft, а также ПО TrueSpace фирмы Caligari.

Говоря о современной распространённости 3D Studio на рынке анимационного ПО для ПК, следует признать, что ей в не малой степени способствует стремительное расширение разработчиком возможностей своего продукта, включение в него некоторых функций, которые совсем недавно считались прерогативой программ для графических станций с RISC-процессорами, открытость системы, стимулирующая выпуск дополнительных модулей независимыми разработчиками, а также удобный пользовательский интерфейс, заметно облегчающий освоение пакета.

И тем не менее даже сегодня, после появления версии 4.0, можно указать несколько своего рода "точек роста", которые будут способствовать возникновению и развитию конкурирующих программных решений. Так, до сих пор в среде 3D Studio не внедрена технология просчёта хода лучей (ray-tracing) при построении отдельных сцен, недостаточно полно реализована работа с текстурами, ограничен спектр имеющихся средств моделирования объектов, есть что развивать и в области средств самой анимации. Наконец, интерфейс 3D Studio только выиграл бы от ликвидации той жёсткой модульности, которая характерна для уже появившихся версий пакета. Остаётся открытым вопрос о его переносе в среду Windows NT: пока никаких планов на этот счёт фирма не обнародовала.

Выпуск в этом году компанией Truevision платы сжатия видеоданных Tagra 2000 стимулировал появление систем нелинейного монтажа и для платформы Intel. Так, помимо уже поставлявшейся программы Premiere фирмы Adobe Systems посетителям выставки было показано ПО Primetime производства корпорации Editing Machines (EMC) . Эта фирма поставляет готовые монтажные комплексы, включающие ПК с платой Targa 2000 и соответствующее ПО.

В области редакторов двумерных изображений огромный инtтерес во время проведения выставки вызвали демонстрации бетта-версии программы Painter 3.0 компании Fractal Design, обладающей рядом новых функциональных возможностей. Прежде всего, расширение Х2, предназначенное для манипулирования объектами и ранее поставляющееся отдельно, полностью включено в состав пакета. В результате пользователи получат возможность ограниченного перехода от растровой к растрово-объектной технологии работы с изображениями. Во-вторых, отныне программа 10 Painter ориентирована не только на редактирование статичных изображений, но и на выполнения различных операций с анимациями и последовательностями кадров. Так, видеоданные, записанные в форматах AVI или FLI/FLC, могут быть разбиты на отдельные файлы, а затем считаны в среде Painter для применения к ним спецэффектов. Наконец, одним из наиболее впечатляющих нововведений стала функция присвоения кистям последовательностей образов, позволяющая получать на рисунке цепочки сменяющих друг друга изображений.

Поставки версии Painter 3.0 для платформ ПК и Macintosh начались минувшей осенью. После их появления компания Steepler Graphics Group будет предлагать новый продукт в России, предоставив пользователям предыдущей редакции возможность приобретения upgrade-версии на льготных условиях.

_24. Подводя итоги

В отношении двух других аппаратных платформ, традиционно использовавшихся в компьютерной графике, - компьютеров Macintosh и Amigma - выставка выявела постепенное уменьшение их роли. Тот факт, что новое ПО для среды Apple демонстрировалось только на одном стенде (фирмы Electric Image) , по-видимому, говорит сам за себя. Что касается компьютеров Amiga, с самого начала разрабатывавшихся с ориентацией на работу с графикой и обладающих рядом интересных аппаратных решений, то низкая общая производительность до сих пор остаётся главным фактором, препятствующим их применению для выполнения крупных проектов.

В то же время все наиболее ценные программные продукты, которые создавались для среды Macintosh и Amiga, судя по всему, в недалёком будущем обретут пристанище на RISC-станциях и ПК. Наблюдаемое в настоящее время сближение этих платформ, которое выражается в неуклонном росте производительности процессоров Intel и появлении все более дешевых графических RISC-cтанций, способно вызвать конкуренцию между ними в от дельных областях, чему способствует и перенос программного обеспечения между двумя платформами. Сегодня этот процесс больше напоминает одностороннее движение - от ПК к станциям Silicon Graphics. И хотя по своему исполнению переносимые продукты зачастую не дотягивают до уровня ПО для RISC-станций, результатом такого переноса является доступность на платформе SGI дешевых графических пакетов (характерный пример - ПО компании Hash стоимостью менее 1 тыс. долл.) , которые могут с успехом использоваться, например, в области дизайна и издательской деятельности.

Литература: