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3D API (3D應用程式介面)

Application Programming Interface(API)應用程式介面,是許多程式的大集合。3D API能讓編程人員所設計的3D軟體只要調用其API內的程式，從而讓API自動和硬體的驅動程式溝通，啟動3D晶片內強大的3D圖形處理功能，從而大幅度地提高了3D程式的設計效率。幾乎所有的3D加速晶片都有自己專用的3D API，目前普遍應用的3D API有DirectX、OpenGL、Glide、Heidi等。

Direct 3D

微軟公司於1996年為PC開發的API，與Windows 95 、Windows NT和Power Mac作業系統相容性好，可繞過圖形顯示介面（GDI）直接進行支援該API的各種硬體的底層操作，大大提高了遊戲的運行速度，而且目前基本上是免費使用的。由於要考慮與各方面的相容性，DirectX用起來比較麻煩、在執行效率上也未見得最優,在實際3DS MAX的運用中效果一般，還會發生顯示錯誤，不過總比用軟體加速快。

OpenGL (開放式圖形介面)

是由SGI公司開發的IRIS GL演變而來的複雜3D圖形設計的標準應用程式介面。它的特點是可以在不同的平臺之間進行移植；還可以在客戶機/伺服器系統中並行工作。效率遠比Direct 3D高，所以是各3D遊戲開發商優先選用的3D API。不過，這樣一來就使得許多精美的3D遊戲在剛推出時，只支持3Dfx公司的VOODOO系列3D加速卡，而其他類型的3D加速卡則要等待其生產廠商提供該遊戲的補丁程式。由於遊戲用的3D加速卡提供的OpenGL庫都不完整，因此，在3DS MAX中也會發生顯示錯誤，但要比Direct 3D強多了！

Heidi

又稱為Quick Draw 3D，是由Autodesk公司提出來的規格。它是採用純粹的立即模式介面，能夠直接對圖形硬體進行控制；可以調用所有顯示卡的硬體加速功能。目前，採用Heidi系統的應用程式包括3D Studio MAX動畫製作程式、Auto CAD和3D Studio VIZ等軟體。Autodesk公司為這些軟體單獨開發WHIP加速驅動程式，因此性能優異是非常明顯的！

Glide

是由3dfx公司開發的Voodoo系列專用的3D API。它是第一個PC遊戲領域中得到廣泛應用的程式介面，它的最大特點是易用和穩定。隨著D3D和OpenGL的興起，已逐漸失去了原來的地位。

PowerSGL

是NEC公司PowerVR系列晶片專用的程式介面。

3D特性:

Alpha Blending (α混合)

簡單地說這是一種讓3D物件產生透明感的技術。螢幕上顯示的3D物件，每個圖元中有紅、綠、藍三組數值。若3D環境中允許圖元能擁有一組α值，我們就稱它擁有一個α通道。α值的內容，是記載圖元的透明度。這樣一來使得每一個物件都可以擁有不同的透明程度。比如說，玻璃會擁有很高的透明度，而一塊木頭可能就沒什麼透明度可言。α混合這個功能，就是處理兩個物件在螢幕畫面上疊加的時候，還會將α值列入考慮，使其呈現接近真實物件的效果。

Fog Effect (霧化效果)

霧化效果是3D的比較常見的特性，在遊戲中見到的煙霧、爆炸火焰以及白雲等效果都是霧化的結果。它的功能就是製造一塊指定的區域籠罩在一股煙霧彌漫之中的效果，這樣可以保證遠景的真實性，而且也減小了3D圖形的渲染工作量。

Attenuation (衰減）

在真實世界中，光線的強度會隨距離的增大而遞減。這是因為受到了空氣中微粒的衍射影響，而在3D Studio MAX中，場景處於理想的“真空”中，理論上無這種現象出現。但這種現象與現實世界不符，因此為了達到模擬真實的效果，在燈光中加入該選項，就能人為的產生這種效果！

Perspective Correction (透視角修正處理)

它是採用數學運算的方式，以確保貼在物件上的部分影像圖，會向透視的消失方向貼出正確的收斂。

Anti－aliasing (抗鋸齒處理)

簡單地說主要是應用調色技術將圖形邊緣的“鋸齒”緩和，邊緣更平滑。抗鋸齒是相對來來說較複雜的技術，一直是高檔加速卡的一個主要特徵。目前的低檔3D加速卡大多不支援反鋸齒。

Adaptive Degradation (顯示適度降級）

在處理複雜的場景時，當用戶調整攝像機，由於需要計算的物體過多，不能很流暢的完整整個動態顯示過程，影響了顯示速度。為了避免這種現象的出現，當打開在3D Studio MAX中打開Adaptive Degradation時，系統自動把場景中的物體以簡化方式顯示，以加快運算速度，當然如果你用的是2-3萬的專業顯卡，完全不用理會！

Z-Buffer (Z緩存)

Z-buffering是在為物件進行著色時，執行“隱藏面消除”工作的一項技術，所以隱藏物件背後的部分就不會被顯示出來。

在3D環境中每個圖元中會利用一組資料資料來定義圖元在顯示時的縱深度（即Z軸座標值）。Z Buffer所用的位數越高，則代表該顯示卡所提供的物件縱深感也越精確。目前的3D加速卡一般都可支援16位的Z Buffer，新推出的一些高級的卡已經可支持到32位的Z Buffer。對一個含有很多物體連接的較複雜3D模型而言，能擁有較多的位數來表現深度感是相當重要的事情,3D Studio MAX最高支持64位的Z-buffer。

W-Buffer (W緩存)

與Z-buffer作用相似，但精度更高，作用範圍更小，可更為細緻的對物體位置進行處理。

G-Buffer (G緩存)

G－buffering是一種在Video Post中基於圖像過濾和圖層事件中可使用的物體蒙板的一種著色技術。用戶可以通過標記物體ID或材質ID來得到專用的圖像通道！

A-Buffer (A緩存)

採用超級採樣方式來解決鋸齒問題。具體方法是：使用多次渲染場景，並使每次渲染的圖像位置輕微的移動，當整個渲染過程完結後，再把所有圖像疊加起來，由於每個圖像的位置不同，正好可以填補圖像之間的間隙。該效果支援區域景深、柔光、運動模糊等特效。由於該方式對系統要求過高，因此只限于高端圖形工作站。

T-Buffer (T緩存)

由3DFX所公佈的一種類似於A緩存的效果，但運算上大大簡化。支持全場景抗鋸齒、運動模糊、焦點模糊、柔光和反射效果。

Double Buffering (雙重緩衝區處理)

絕大多數可支援OpenGl的3D加速卡都會提供兩組圖形畫面資訊。這兩組圖形畫面資訊通常被看著“前臺緩存”和“後臺緩存”。顯示卡用“前臺緩存”存放正在顯示的這格畫面，而同時下一格畫面已經在“後臺緩存”待命。然後顯示卡會將兩個緩存互換，“後臺緩存”的畫面會顯示出來，且同時再於“前臺緩存”中畫好下一格待命，如此形成一種互補的工作方式不斷地進行，以很快的速度對畫面的改變做出反應。

IK (反向運動）

Inverse kinematics(IK)反向運動是使用計算父物體的位移和運動方向，從而將所得資訊繼承給其子物體的一種物理運動方式。

Kinematic Chain (正向鏈結運動）

Kinematic Chain正向鏈結運動是定義一個單一層級分支，使其分支下的子物體沿父物體的鏈結點運動。

NURBS

Non-Uniform Rational B-Splines（NURBS）是一種互動式3D模型曲線&表面技術。現在NURBS已經是3D造型業的標準了。

Mapping(貼圖處理):

Texture Mapping (紋理貼圖)

在物體著色方面最引人注意、也是最擬真的方法，同時也多為目前的遊戲軟體所採用。一張平面圖像（可以是數位化圖像、小圖示或點陣點陣圖）會被貼到多邊形上。例如，在賽車遊戲的開發上，可用這項技術來繪製輪胎胎面及車體著裝。

Mip Mapping (Mip貼圖)

這項材質貼圖的技術，是依據不同精度的要求，而使用不同版本的材質圖樣進行貼圖。例如：當物體移近使用者時，程式會在物體表面貼上較精細、清晰度較高的材質圖案，於是讓物體呈現出更高層、更加真實的效果；而當物體遠離使用者時，程式就會貼上較單純、清晰度較低的材質圖樣，進而提升圖形處理的整體效率。LOD(細節水平)是協調紋理圖元和實際圖元之間關係的一個標準。一般用於中、低檔顯卡中。

Bump Mapping (凹凸貼圖)

這是一種在3D場景中模擬粗糙外表面的技術。將深度的變化保存到一張貼圖中，然後再對3D模型進行標準的混合貼圖處理，即可得到具有凹凸感的表面效果。一般這種特效只有高檔顯示卡支援。（注：GeForce256支援的只是顯示和演算該效果，不是生成特效）

Video Texture Mapping ( 視頻材質貼圖)

這是目前最好的材質貼圖效果。具有此種功能的圖形圖像加速卡，採用高速的圖像處理方式，將一段連續的圖像（可能是即時運算或來自一個AVI或MPEG的檔案）以材質的方法處理，然後貼到3D物件的表面上去。

Texture Map Interpolation (材質影像過濾處理)

當材質被貼到螢幕所顯示的一個3D模型上時，材質處理器必須決定哪個圖素要貼在哪個圖元的位置。由於材質是2D圖片，而模型是3D物件，所以通常圖素的範圍與圖元範圍不會是恰好相同的。此時要解決這個圖元的貼圖問題，就得用插補處理的方式來解決。而這種處理的方式共分三種：“近鄰取樣”、“雙線過濾”、“三線過濾”以及“各向異性過濾”。

　　1.Nearest Neighbor (近鄰取樣)

　　又被稱為Point sampling(點取樣)，是一種較簡單材質影像插補的處理方式。會使用包含圖元最多部分的圖素來貼圖。換句話說就是哪一個圖素占到最多的圖元，就用那個圖素來貼圖。這種處理方式因為速度比較快，常被用於早期3D遊戲開發，不過材質的品質較差。

　　2.Bilinear Interpolation (雙線過濾)

　　這是一種較好的材質影像插補的處理方式，會先找出最接近圖元的四個圖素，然後在它們之間作差補效果，最後產生的結果才會被貼到圖元的位置上，這樣不會看到“馬賽克”現象。這種處理方式較適用于有一定景深的靜態影像，不過無法提供最佳品質。其最大問題在於，當三維物體變得非常小時，一種被稱為Depth Aliasing artifacts(深度贗樣鋸齒)，也不適用於移動中的物件。

　　3.Trilinear Interpolation (三線過濾)

這是一種更複雜材質影像插補處理方式，會用到相當多的材質影像，而每張的大小恰好會是另一張的四分之一。例如有一張材質影像是512×512個圖素，第二張就會是256×256個圖素，第三張就會是128×128個圖素等等，總之最小的一張是1×1。憑藉這些多重解析度的材質影像，當遇到景深極大的場景時（如飛行模擬），就能提供高品質的貼圖效果。一個“雙線過濾”需要三次混合，而“三線過濾”就得作七次混合處理，所以每個圖元就需要多用21/3倍以上的計算時間。還需要兩倍大的記憶體時鐘帶寬。但是“三線過濾”可以提供最高的貼圖品質，會去除材質的“閃爍”效果。對於需要動態物體或景深很大的場景應用方面而言，只有“三線過濾”才能提供可接受的材質品質。

　　4.Anisotropic Interpolation (各向異性過濾)

它在取樣時候，會取8個甚至更多的圖元來加以處理，所得到的質量最好。

2-sided (雙面）

在進行著色渲染時，由於物體一般都是部分面向攝像機的，因此為了加快渲染速度，計算時常忽略物體內部的細節。當然這對於實體來說，不影響最終的渲染結果；但是，如果該物體時透明時，缺陷就會暴露無疑，所以選擇計算雙面後，程式自動把物體法線相反的面（即物體內部）也進行計算，最終得到完整的圖像。

Material ID (材質標識碼)

通過定義物體（也可以是子物體）材質標識碼，來實現對子物體貼圖或是附加特殊效果，重要的是現在一些非線型視頻編輯軟體也支援材質標識碼。

Shading(著色處理):

絕大多數的3D物體是由多邊形（polygon）所構成的，它們都必須經過某些著色處理的手續，才不會以線結構（wire frame）的方式顯示。這些著色處理方式有差到好,依次主要分為Flat Shading、Gouraud Shading 、Phone Shading、Scanline Renderer、Ray-Traced 。

Flat Shading (平面著色)

也叫做“恒量著色”，平面著色是最簡單也是最快速的著色方法，每個多邊形都會被指定一個單一且沒有變化的顏色。這種方法雖然會產生出不真實的效果，不過它非常適用于快速成像及其它要求速度重於細緻度的場合,如：生成預覽動畫。

Gouraud Shading (高洛德著色/高氏著色)

這種著色的效果要好得多，也是在遊戲中使用最廣泛的一種著色方式。它可對3D模型各頂點的顏色進行平滑、融合處理，將每個多邊形上的每個點賦以一組色調值，同時將多邊形著上較為順滑的漸變色，使其外觀具有更強烈的即時感和立體動感，不過其著色速度比平面著色慢得多。

Phone Shading (補色著色)

首先，找出每個多邊形頂點，然後根據內插值的方法，算出頂點間算連線上圖元的光影值，接著再次運用線性的插值處理，算出其他所有圖元高氏著色在取樣計算時，只顧及每個多邊形頂點的光影效果，而補色著色卻會把所有的點都計算進去。

Scanline Renderer (掃描線著色)

這是3DS MAX的默認渲染方式，它是一種基於一組連續水平線的著色方式，由於它渲染速度較快，一般被使用在預覽場景中。

Ray-Traced (光線跟蹤著色)

光線跟蹤是真實按照物理照射光線的入射路徑投射在物體上，最終反射回攝像機所得到每一個象素的真實值的著色演算法，由於它計算精確，所得到的圖像效果優質，因此製作CG一定要使用該選項。

Radiosity (輻射著色)

這是一種類似光線跟蹤的特效。它通過制定在場景中光線的來源並且根據物體的位置和反射情況來計算從觀察者到光源的整個路徑上的光影效果。在這條線路上，光線受到不同物體的相互影響，如：反射、吸收、折射等情況都被計算在內。

其他：

Voxels (三維圖元)

三維圖元是一種基於體積概念的圖元。通常的普通圖元只需要X、Y軸兩個座標來定位它在空間中的方位。而它還需要加進一個額外的Z 軸座標，相當於空間中一個非常小的立方體。由於它本身就有很多細節可以單獨描寫，所以直接就能生成物體。但是，這種技術應用不廣泛，原因在於它的運算量相當大，但是效果相當理想。

Polygon (多邊形)

Polygon是由許多線段首尾相連構成的封閉圖形，其中每兩條線段所構成的點被稱為Vertices(頂點)。許許多多的多邊形搭配在一起就構成了各種各樣的三維物體，數量越多則細節描寫越清晰。

Alpha Channel (Alpha通道)

在24位元真彩色的基礎上，外加了8位的Alpha數值來描述物體的透明程度。

Dithering (抖動顯示)

它是一種欺騙你眼睛，使用有限的色彩讓你看到比實際圖像更多色彩的顯示方式。通過在相鄰圖元間隨機的加入不同的顏色來修飾圖像，通常這種方式被用顏色較少的情況下。

MMX指令集

MMX指令集實質是一種SIMD資料處理方式(單指令流，多資料流程)。由Intel公司開發，它允許CPU同時對2-4個甚至8個資料進行並行處理。它有效的提高了CPU對視頻、音頻等多媒體方面的處理速度，但3D運算多為浮點運算，而MMX指令集對CPU的浮點運算能力沒有什麼貢獻，因此MMX指令集在製作3D上沒有實際意義。

3D Now!指令集

3D Now!是一種3D加速指令集，由AMD公司開發。它也是一種SIMD資料處理方式，但它的加速物件卻是CPU浮點運算。它是一個時鐘週期內可以同時處理4個浮點運算指令或兩條MMX指令。

SSE指令集

SSE是Streaming SIMD Extension的縮寫，也叫KNI指令集。它是被嵌套在Intel Pentium III處理器中的第二套多媒體專用指令集。與MMX指令集不同的是SSE的主要作用是加速CPU的3D運算能力。它總計包括70條指令，50條SIMD浮點指令，主要用於3D處理。12條新MMX指令，8條系統記憶體資料流程傳輸優化指令。

AGP

AGP是Accelerated Graphics Port(加速圖形埠)的縮寫，由Intel公司開發的新一代局部圖形匯流排技術。它允許顯卡在顯存不足的情況下，直接調用系統主記憶體。AGP分為：1x、2x、4x三個標準，AGP1x標準為66MHz，2x標準為133MHz，4x標準為266MHz。

GPU (圖形處理器)

n VIDIA公司新一代3D加速晶片GeForce 256。它是集成有幾何引擎、光照引擎、三角形設置、圖形裁剪引擎、紋理渲染引擎，處理能力為每秒1000萬個以上多邊形的單晶片圖形處理器。

顯存類型

　　1.FPM DRAM(快頁RAM)

　　FPM是Fast Page Mode RAM的縮寫。它是早期的標準，後被比它快5%的EDO DRAM所取代。

　　2.EDO DRAM(擴展資料輸出DRAM)

　　EDO DRAM是Extended Data Out DRAM的縮寫。對DRAM的訪問模式進行一些修改，縮短了記憶體有效訪問時間。

　　3.VRAM(視頻RAM)

　　VRAM是Video RAM的縮寫。這是專門為了圖形引用優化的雙埠記憶體(可同時與RAMDAC以及CPU進行資料交換)，能有效的防止在訪問其他類型的記憶體時發生的衝突。

　　4.WRAM(增強型VRRAM)

　　WRAM是Windows RAM的縮寫。其性能比VRAM提高20%，可加速常用的如傳輸和模式填充等視頻功能。

　　5.SDRAM(同步DRAM)

　　SDRAM是Synchronous DRAM的縮寫。它與圖匯流排同步工作，避免了在系統匯流排對非同步DRAM進行操作時間步所需的額外等待時間，可加快資料的傳輸速度。

　　6.SGRAM(同步圖形RAM)

　　SGRAM是Synchronous Graphics DRAM的縮寫。它支持寫遮罩和塊寫能夠減少或消除對記憶體的讀-修改-寫的操作。SGRAM大大加快了顯存與匯流排之間的資料交換速度。

　　7.MDRAM(多段DRAM)

　　MDRAM是Multibank RAM的縮寫。它可以劃分多個獨立的有效區段，減少了每個進程在進行顯示刷新、視頻輸出或圖形加速時的耗費。

　　8.RDRAM

　　主要用於特別高速的突發操作，訪問頻率高達500MHz，而傳統的記憶體只能以50MHz或75MHz進行訪問。RDRAM的16Bit帶寬可達1.6Gbps(EDO的極限帶寬是533Mbps)，32Bit帶寬更是高達4Gbps。

IGES (初始化圖形交換規範)

The Initial Graphics Exchange Specification(IGES)是被定義基於Computer-Aided Design (CAD)&Computer-Aided Manufacturing (CAM) systems (電腦輔助設計&電腦輔助製造系統)不同電腦系統之間的通用ANSI資訊交換標準。3D Studio MAX可以實現這種IGES格式以用於機械、工程、娛樂和研究等不同領域。用戶使用了IGES格式特性後，你可以讀取從不同平臺來的NURBS資料，例如：Maya、Pro/ENGINEER, SOFTIMAGE, CATIA等等軟體。為了得到完整的資料，建議使用5.3版本的IGES格式。

NTSC (全國電視系統委員會制式)

National Television Standards Committee(NTSC),它是用於北美、中南美洲大部分地區和日本的一種視頻標準。它定義幀速為30/S或60掃描場，並且在電視上以隔行掃描。

PAL (逐行倒相制式)

Phase Alternating Line(PAL)是一種用於大多數歐洲和亞洲、南亞、中亞等國家的視頻標準。它定義幀速為25/S或50掃描場，並且在電視上以逐行掃描。