Preview 3DFx Voodoo 5

Apprécié dans le monde des joueurs en tant que pionnier dans le monde des jeux 3D, notamment avec le Voodoo 1, 3DFx nous revient avec un nouveau chip graphique, le VSA-100 (Voodoo Scalable Architecture).
C'est fin 1999 que 3DFx aurait dû sortir sa nouvelle génération de Cartes Graphiques, mais dans un désir d'inclure tous les effets graphiques annoncés, ils ont préféré repousser cette date au printemps 2000.
Repousser une date de sortie est un choix marketing difficile quand on sait que la concurrence n'attend pas et, 3DFX doit avoir de sérieux atouts dans sa manche pour ne pas craindre cette concurrence.

Caractéristiques VSA-100

Le VSA-100 possède une architecture évolutive pouvant supporter l'intégration de 32 chips par système et de 4 à 32Mo de mémoire vidéo par chip. Cette architecture reprend le procédé SLI (Scan-Line Interleaving) développé par 3DFx où chaque chip s'occupe de calculer une ligne. Une ligne sur deux quand la carte est équipée de deux chips et une ligne sur quatre lorsqu'elle est équipée de 4 chips. Ce procédé a pour effet d'augmenter considérablement le fill rate.
LE VSA-100 est gravé en 0,25 micron, un choix délibéré de la part de 3DFx, les coûts de production étant moins élevé et surtout une gravure plus fine n'aurait rien apporté au chip (si ce n'est une meilleure disposition à l'overclocking). Prévu, lors de sa disponibilité à une fréquence de 166Mhz, le chip affichera donc un fill rate théorique de 333 megatexel/megapixel.
Les textures 32-bit sont (enfin) supportées jusqu'à une taille de 2048x2048, le Z-Buffer, lui est de 24-bit. Rappelons que le Voodoo 3 n'accepte au maximum que les textures en 256x256 et ce en mode 16-bit, le 32-bit étant inexistant sur les anciennes générations 3DFx.

Mais les nouveautés les plus marquantes se situent certainement au niveau des nouveaux effets graphiques gérés par la carte. Ainsi en plus du DXTC, 3DFx a inclus sa propre technologie de compression de textures, le FXT1. Plus marquant encore, les effets cinématiques numériques du T-Buffer : le Full-SCene Anti-Aliasing, le Motion Blur, le Depth-of-Field programmable, le Soft Shadows et le Reflectance Blur.

Le T-Buffer

A partir d'un certain moment, la course au frame rate devient inutile. C'est pour cela que 3DFX a voulu également privilégié la qualité d'image dans les jeux. La qualité d'image, c'est un peu le Saint Graal, qui veut que les ingénieurs soient à la recherche de l'image la plus proche de la réalité. C'est ainsi que 3DFx a pensé à développer ses propres effets pour améliorer le rendu graphique en 3D et s'approcher du photoréalisme.
Le T-Buffer regroupe donc plusieurs effets, chacun ayant une tâche bien définie. On trouve donc le Full-SCene Anti-Aliasing, le Motion Blur, le Depth-of-Field programmable, le Soft Shadows et le Reflectance Blur.

Le Full Scene Anti-Aliasing de la Voodoo 5:

Depuis l'apparition des Cartes Graphiques 3D beaucoup d'efforts ont été faits pour améliorer la qualité graphique. 3Dfx avait été un précurseur dans ce domaine en proposant notamment pour la première fois au monde le lissage de textures (Bilinear Filtering) avec sa Voodoo 1. Depuis on a pu voir apparaitre le Trilinear Filtering et le Mip Mapping mais il n'y a jamais eu de révolution comme lors de l'apparition du Bilinear Filtering. Avec la Voodoo 5 et grâce à une fonction baptisée "Full Scene Anti Aliasing" implantée de façon matérielle, 3Dfx risque bien de révolutionner une fois de plus la qualité graphique dans les jeux vidéos 3D.

Mais qu'est ce donc que cette fameuse fonction "Full Scene Anti Aliasing"? C'est tout simplement une fonction permettant de lisser toutes les lignes d'une scène 3D dans un but unique: faire disparaître ce que l'on appelle "l'effet d'escalier". En effet vous avez surement remarqué que les lignes (et notamment sur le bord des objets) dans tous les jeux 3D, n'étaient pas tout à fait lisses et qu'elles ressemblaient plutôt à un escalier. Pour venir à bout de ce problème visuel les fabricants de cartes 3D nous disait qu'il suffisait de monter en résolution pour atténuer cet effet d'escalier. Mais même en montant dans de trés hautes résolutions (1600*1200 par exemple) l'effet d'escalier reste présent malgré tout (sans penser qu'il faut une machine de course pour pouvoir jouer dans cette résolution).

Avec le Voodoo 5 et le Full Scene Anti Aliasing le problème des effets d'escalier est donc résolut: les lignes sont parfaitement lisses. Lors de deux présentations (l'une au CeBIT, l'autre lors d'une présentation à Paris) nous avons été impressionnés par le résultat puisque qu'en 640*480 nous avons eu l'impression de jouer en 1024*768! Mais ce qui est encore plus formidable c'est que cette fonction sera exploitable avec n'importe quel jeu 3D fonctionnant sous Direct 3D, OpenGL ou encore Glide et ce sans l'ajout d'un quelconque Patch. On pourra ainsi aussi bien retrouver les joies d'un bon vieux jeu 3D que profiter du dernier Quake-Like 3D à la mode avec une qualité graphique supérieure.

Cependant il ne faut pas oublier que cette fonction consomme des ressources et qu'un processeur correcte sera tout de même exigé. Il y aura également plusieurs niveaux de Full Scene Anti Aliasing, configurables dans le panneau de contrôle de la carte. Ce qui permettra d'adapter le niveau du Full Scene Anti Aliasing en fonction de ses besoins et des capacités de sa machine. Ainsi il sera possible de désactiver le Full Scene Anti Aliasing (notamment pour des raisons de compatibilité, même si on ne prévoit pas de problèmes majeurs à ce niveau la) , autrement deux niveaux de Full Scene Anti Aliasing seront disponibles (le X2 et X4). La différence visuelle entre ces deux niveaux est plus ou moins prononcée en fonction du jeu auquel il s'applique. Le mode X2 s'adressera surement aux possesseurs d'un processeur moyen (Pentium II 450) quant au mode X4 il s'adressera plutôt aux possesseurs d'un processeur puissant (Pentium III 600) mais là encore tout dépendra du jeu 3D utilisé.

Coté résolution Luciano Albrandi (directeur marketing produit chez 3Dfx) himself, nous a affirmé que la Voodoo 5 grâce à ses 64 Mo de SDRAM pourra atteindre une résolution maximale de 1024*768 en 32 Bits avec le Full Scene Anti Aliasing activé. Déjà qu'en 640*480 le Full Scene Anti Aliasing fait des miracles imaginez ce que cela va donner en 1024*768*32 Bits, sous réserve de disposer d'un processeur central suffisament puissant.
Pour finir avec le Full Scene Anti-Aliasing de la Voodoo 5, il n'y a qu'une chose: "impressionant". Autant vous le dire, NVIDIA a du soucis a se faire, car le Full Scene Anti-Aliasing matériel de la Voodoo 5 surpasse largement celui de la GeForce 1 & 2. Sans compter que le Full Scene Anti Aliasing "made in NVIDIA" se résulte en une perte de performances assez considérable.

Le résultat en photos:

Voici deux captures d'écrans comparatives dans le jeu "Soldier Of Fortune" avec le Full Scene Anti Aliasing de la Voodoo 5 et sans.
Nous avons indiqué par des flèches rouges les zones ou l'effet d'escalier était particulièrement présent.





Comme vous pouvez le voir l'effet d'escalier est souvent très présent dans certaines scènes 3D. Sans oublier que les mouvements lors du jeu provoque des sortes de clignotements au niveau de ces mêmes escaliers. Ceci est du aux "déplacements" des lignes non lissées qui changent de forme en fonction de la position/vue dans laquelle le joueur se place.

Le Motion Blur

Actuellement, dans les scènes 3D, les objets en déplacement gardent un contour bien découpé, net, ce qui n'est pas le cas dans la réalité.
Au cinéma, les films se déroulent à une vitesse de 24 images par seconde (25 pour la TV); si vous essayez de jouer un jeu à cette vitesse sur un ordinateur, le résultat sera saccadé.
La différence provient du fait qu'une caméra lors de la prise d'images, à son obturateur ouvert pour une certaine période afin de laisser la lumière s'appliquer sur le film, pendant que les objets continuent à bouger, ce qui donne un effet de flou sur l'image accentuant l'effet de déplacement. On appelle ça le motion blur.
En comparaison, un ordinateur doit afficher deux à trois fois plus d'images afin d'éviter un effet stroboscopique (saccades). Le T-Buffer combinera un frame rate élevé et cet effet de motion blur pour une impression de fluidité du mouvement et une qualité visuelle supérieure à ce que l'on peut trouver actuellement.

Le Depth of Field

Le Depth of Field (profondeur de champ) nous vient lui aussi du monde de la photo.
Les passionnés de photos connaissent bien cet effet qui lorsque vous focaliser l'objectif sur un objet précis, tout ce qui se trouve dans des profondeurs de champ différentes apparaîtra plus ou moins flou. Ce degré de flou s'accentuant progressivement pour les champs les plus éloignés.
L'application de cet effet sur les jeux accentuera l'effet 3D et évitera les coupures nettes et disgracieuses situées en fond de scène.

Sur les photos suivantes vous pouvez observer à gauche une photo classique et à droite la même photo avec l'application du Depth of Field qui donne un effet de profondeur plus accentué.

Le Soft Shadows

De plus en plus, les applications 3D utilisent les fonctions hardware comme les mémoires tampons pour les ombres.
Toutefois, les ombres ont des bords nets et précis alors que dans la réalité les bords sont plus doux et moins accentués.
Le Soft Shadows est chargé de rendre cet aspect des ombres beaucoup plus réaliste dans les jeux et applications 3D.

Le Reflectance Blur

Le Reflectance Blur sert également à la restitution d'un phénomène observé dans la réalité.
Sur certaines surfaces non brillante, les objets peuvent se refléter plus ou moins nettement suivant qu'ils se trouvent plus ou moins prés de cette surface. Si l'objet réfléchi est placé perpendiculairement à la surface, le reflet sera net pour la partie la plus proche de la surface réléchissante et s'atténuera progressivement pour la partie située le plus loin.

L'image ci-dessous montre en application les effets de Soft Shadows et Reflectance Blur.

FXT1

Le FXT1 est à 3DFx ce que le S3TC est à S3. Seule différence, si Microsoft à inclus le S3TC dans DirectX sous le nom de DXTC, Le FXT1 lui ne l'est pas. Toutefois à noter que le VSA-100 est compatible DXTC (et à mon avis S3TC en OpenGL en modifiant une clé dans la base de registre).
La compression de texture FXT1 permet aux développeurs d'utiliser de plus grosses textures rendant les jeux plus beaux mais aussi de réduire l'espace mémoire utilisé et ainsi de bénéficier d'un gain en bande passante. Par exemple une texture de 2048x2048x32-bit ayant une taille de 16384Ko se verra réduite à 2048Ko avec le FXT1 soit un rapport de 8:1.
Cependant le FXT1, même s'il affiche une qualité légèrement meilleure que le S3TC, n'apporte pas grand chose et pourrait tomber vite aux oubliettes.

Voodoo 5 et DVD:

Au grand désespoir des cinéphiles la Voodoo 5 ne supportera pas la fonction de "Motion Compensation" lors de la décompression des films au format Mpeg 2 (DVD), contrairement aux GeForce et à certaines cartes équipées de chips ATI ou S3. La Voodoo 5 se destinant aux possesseurs de Processeurs de puissances moyennes, ces derniers devraient être suffisamment puissants pour assurer tout seul le décodage des films Mpeg 2. Toutefois le support de la "Motion Compensation" aurait été le bienvenue.

Infos Hardware

Tout le monde sait que la Voodoo 5 6000 et ses quatres chips seront alimentés par un transformateur externe, mais ce que l'on sait moins c'est que la Voodoo 5 5500 possèdera un connecteur d'alimentation pour brancher la carte sur l'alimentation du boitier (voir photo ci-dessous).
Cette particularité présentera l'avantage de pallier facilement aux problèmes d'alimentation via le port AGP que certains pourraient connaitre. Les possesseurs de cartes GeForce 256 et de certaines Cartes mères Gigabyte savent de quoi je parle.
Enfin la politique de 3DFX étant de fournir des cartes également aux possesseurs de vieilles configurations, la Voodoo 5 5500 sera également disponible en version PCI.

Gallerie de captures d'écrans: