【正文】 4 64的 32個圖）。 ? 3． 1． 4 高度并行的虛擬現(xiàn)實機(jī)器 因為計算能力成為 VR系統(tǒng)計算設(shè)備的瓶頸之一，所以各個工作站廠商都在發(fā)展高度并行的虛擬現(xiàn)實機(jī)器，以便提高計算能力。 ? 1． Division公司的“ SuperVision”機(jī)器 Provision可以繪制 /眼 /秒，這是良好的開始，但還遠(yuǎn)離圖形真實性所要求的幾百萬個多邊形 /眼 /秒。 1992年， Division宣布了“ SuperVision”機(jī)器，它用高性能的并行結(jié)構(gòu)增加繪制能力到 28萬個多邊形 /眼 /秒。這些多邊形是紋理的， Gouraud明暗的和 Z緩沖的。 SuperVision結(jié)構(gòu)有標(biāo)準(zhǔn)的 Provision“前端”和多處理器組。計算 /繪制卡的連接是通過高速的（ 200MBytes/秒）、低執(zhí)行時間的通訊線路。每個處理器組都是自治單元，有一個 40MHz i860 處理器，一個用于 I/O的 T425 transputer，以及多達(dá) 16 Mbytes的局部存儲。多組結(jié)構(gòu)包括一個畫面緩沖器，它與一個立體視頻畫面獲取器一起，允許圖形實時覆蓋在實況視頻圖像上。 此外， SuperVision有一個多通道圖像生成組，一個處理組，一個 I/O組，一個聲音組，以及可能的附加組。所有的組都連到同樣的通訊線路。這個通訊線路的通訊是通過 點到點 的通信路線。它可以用于任何數(shù)據(jù)類型，由實況視頻，到對象幾何修改和象素信息。所有數(shù)據(jù)包都可以由環(huán)上任意的處理器送到另一個處理器?？梢赃x擇不同的分布方式，使得對不同問題的性能最優(yōu)。 ?2． SGI公司的 IRIS1400到 RealityEngine 2 SGI（ Silicon Graphics Incorporated）公司制造的圖形系統(tǒng)具有某種更靈活更強(qiáng)的數(shù)字媒體能力，它在一個包中組合了先進(jìn)的三維圖形，數(shù)字多通道聲頻，以及錄象。 SGI系統(tǒng)用作許多 VR系統(tǒng)的核心，它完成仿真、可視化、通訊等任務(wù)。關(guān)鍵問題是系統(tǒng)支持強(qiáng)大的計算，體視的多通道視覺輸出，以及連接到傳感器、控制設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的快速輸入輸出。紋理化多邊形填充能力也是它的特點 ?SGI從 1983年就著手開發(fā)在技術(shù)前沿的多處理機(jī)圖形工作站。它的系統(tǒng)包括三代。第一代是 1000，2022和 G。第二代是 GTX， VGX和 VGXT。第三代是 Reality Engine和 RealityEngine 2。 ? 1993年 1月 ， SGI發(fā)布了 ONYX圖形超級計算機(jī) 。 它包括新的多處理結(jié)構(gòu) PowerPath 2， 這是基于在150MHz工作的 MIPS R4400 RISC CPU的 24個并行處理機(jī) 。 I/O 通道帶寬是對存儲器速率 Gbytes/s， 支持以 50Mbytes/s工作的 VME64位總線 。 ONYX可以用 3個圖形流水線 ， 這是基于新的 Reality Engine圖形子系統(tǒng) 。 新的圖形系統(tǒng)比 1992年 7月的RealityEngine提供高 50%的多邊形性能 。 它的速率達(dá)每秒 2百萬個三角形 ， 和每秒 90萬紋理的Gouraud明暗的反走樣的加霧的 Z緩沖三角形 。 ? ONYX2 系列是 SGI 的高檔圖形設(shè)備 ， 它組合了最大的超級計算和可視化 。 他的布局可能是可聯(lián)網(wǎng)的單 機(jī) 工 作 站 ， 也 可 能 是 使 用 多 達(dá) 128 個“ R12022”RISC 處理器的全機(jī)架系統(tǒng) 。 這個全機(jī)架系統(tǒng)支持多達(dá) 16個可視化子系統(tǒng) ， 從而可以支持 4個繪制管理器 ， 以及多達(dá) 320 MB 幀緩存 。 ? 它用于世界上很多領(lǐng)先的研究 ， 軍事 ， 政府 ，醫(yī)療 ， 和娛樂業(yè) 。 在油氣勘探開發(fā)的應(yīng)用中 ，ONYX2 的 OpenGL Volumizer 允許勘探開發(fā)工程師 ，同時交互地處理和分析大量數(shù)據(jù) 。 Reality Systems 用于產(chǎn)生高質(zhì)量的地下地形的體可視化 。 政府用 ONYX2 處理圖像 ， 錄像 ， 三維地形 ， 以及地球空間數(shù)據(jù) 。 也用于各種仿真器 ， 任務(wù)規(guī)劃 ， 戰(zhàn)場可視化 ， 軍事圖像和智能制造 。 工廠用這些系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜系統(tǒng)的高逼真度實時仿真 ， 通過所有設(shè)計人員的合作 ， 在開始制造前確保整個設(shè)計的一致 。 這些系統(tǒng)也被娛樂業(yè)采用 ， 如 ILM， PIXAR等 。 電影界用它制造特殊效果 。 ? ONYX2的選項包括： Digital Video Multiplexing （數(shù)字視頻選通）， Immersive Visualization Desk 1000D 和 2022D （沉浸的可視化工作臺），以及聯(lián)網(wǎng) ? SGI Onyx2 / Projector ONYX2的主要指標(biāo)為： 14 Mbyte OpenGL Display list cache （ 有 300MB/sec 通過量 ） ， 實時 3D 體繪制 ， 24英寸監(jiān)視器 ，支持立體的 NTSC 1920x1080 HDTV 顯示 ， 256 MB to 256 GB 系統(tǒng) RAM， 可達(dá) TB 內(nèi)部盤存儲 ， 1GB 物理的紋理存儲 ， 每秒可處理多達(dá) 2億個多邊形 ， 每秒填充率 70億個象素 ， 可以用于醫(yī)療專業(yè)的 XRays 處理 。 ?幾何圖形發(fā)生器是一組可加速模型建立的定制芯片 。 目前 ,SGI 有 多 種 由 幾 何 圖 形 發(fā) 生 器構(gòu)成的產(chǎn)品 :XZ、 ELAN、 EXTREME、 VGXT、VTX、 REALITYENGINE、 REALITY ENGINE2 這些幾何圖形發(fā)生器以硬件來加速圖形的幾何變換 ,減輕了中央處理器對大量圖形處理的負(fù)擔(dān) , 從而使 SGI工作站在 CAD、 CAE、 CAM、 EDA、圖像處理 、 動畫 、 圖形仿真 、 地理信息系統(tǒng)等各 種領(lǐng)域中 ,提供了其他工作站不可比擬的動態(tài)圖形功能 。 ? 3． Evans amp。 Sutherland 公司的 Freedom 3000 Evans amp。 Sutherland (Eamp。S)原來是飛行仿真器公司，它最近發(fā)布了 Freedom序列圖形加速器，用于 Sun Sparc 10工作站。它提供大范圍的性能水平：由 Freedom 1000的每秒 50萬多邊形，到 Freedom 3000的每秒 3百萬多邊形。它用標(biāo)準(zhǔn)硬件軟件接口與 Sun環(huán)境無縫地連接。 Freedom加速器可以用Sun標(biāo)準(zhǔn)接口編程，并與當(dāng)前的 Eamp。S和 Sun工作站軟件兼容。 Freedom 3000有 1280 1024， 1536 1280和高分辨率 TV顯示格式。它支持硬件紋理映射，包括MIP映射，分辨率達(dá) 2022 2022。其它特性是線、點、多邊形的反走樣， a緩沖區(qū)，累積緩沖，每個象素 128位，和動態(tài)象素定位。 ? Freedom 3000包括下列技術(shù)：用 專有的 VLSI ASIC芯片，可編程高速微處理機(jī)的并行陣列 (DSP)，很快的專有的圖形總線 (Gbus)(速度超過每秒 3百萬多邊形 )，高速象素發(fā)送互聯(lián)，用于圖像處理的高速存取幀緩沖區(qū) (達(dá)每秒 1億象素 )，以及象素填充率 950萬 /秒。 ? 4．北卡大學(xué)的 PixelPlanes 4,5和 PixelFlow 北卡大學(xué)是最早開發(fā)圖形硬件的大學(xué)之一。1988年， PixelPlanes 4有每秒 。1991年，改進(jìn)的 PixelPlanes 5有每秒 1百萬多邊形能力。最新的機(jī)器 PixelFlow正在開發(fā)，但已顯示很大潛力。 ? Pixel Flow和其圖形性能是將來高性能三維 VR的重要部分。它是高速圖形生成的結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)硬件繪制結(jié)構(gòu)的變換和幀緩沖存取的瓶頸。它利用圖像合成技術(shù)，分配繪制任務(wù)在同樣的繪制器陣列，其中每個繪制器計算部分基元的全屏幕圖像。高性能圖像合成網(wǎng)絡(luò)實時組合這些圖像，產(chǎn)生全屏圖像。 圖像合成結(jié)構(gòu)的性能與繪制器數(shù)目成線性關(guān)系。一個 PixelFlow繪制器掃描達(dá)每秒 140萬三角形，幾個繪制器系統(tǒng)可以掃描達(dá)這個速率幾倍。予計 128個繪制器的系統(tǒng)可以達(dá)到多邊形速率每秒 1億三角形。 ? PixelFlow由超級采樣實現(xiàn)反走樣。它以幾個硬件明暗器支持延遲的明暗，它在包含中間象素數(shù)據(jù)的合成圖像上工作。 PixelFlow明暗器計算復(fù)雜的明暗算法，以及基于圖像的紋理，明暗速率與圖像復(fù)雜性無關(guān)。 PiexlFlow可以連到并行超級計算機(jī)，用作中間模式圖形服務(wù)器，或者可以為保持方式繪制維持顯示表。 ? 5． Sun公司的 Elite 3D m3 和 m6 Elite 3D 是 Sun公司的高性能圖形系統(tǒng)系列，用于實時交互的 3D可視化，繪制和動畫。實際上，這只是視頻卡，不是整個系統(tǒng)。它是與 Sun Ultra 10工作站一起工作的。該系統(tǒng)比 SGI的系統(tǒng)便宜，但性能也較低。 m6是較高性能的選項，有 6個板上的 FPU運(yùn)算器。它有串口連接其他接口設(shè)備，如頭部跟蹤， HMD， 3D鼠標(biāo)。他的用戶類似 SGI系統(tǒng)，有： CAD/CAE，石油工業(yè)，醫(yī)療專業(yè)， HAZMAT，實時動畫。系統(tǒng)沒有大存儲空間支持電影一類大的課題。 ? ? Elite 3D 的主要指標(biāo)為：用在 Solaris 操作系統(tǒng) ( 或更高 )，支持 OpenGL ，有加速的照明和線點的反走樣，有加速的象素深度信息和 alpha內(nèi)插。 ? Sun Ultra 10 工作站的主要指標(biāo)為：是 3D建模和圖形應(yīng)用的臺式系統(tǒng)，與 Elite 3D (m3 or m6) 視頻子系統(tǒng)合作， 440 Mhz UltraSPARC 處理器（有 2MB cache），可達(dá) 1GB DRAM 和 18GB 硬盤空間，與 Elite3D 圖形子系統(tǒng)合作。 ? 6 ． 更強(qiáng)大的機(jī)器 Red Mountain 和 Blue Mountain 1996年 12月 16日 ， Intel 公司與 US DOE 合作發(fā)布了世界上第一臺每秒 1 萬億次的計算機(jī) (teraflops)。 全美國人不停地手算 125年 ， 才相當(dāng)于該機(jī)器工作 1秒鐘 。 該機(jī)器稱為 Red Mountain （ 紅山 ） 。 Accelerated Strategic Computing initiative (ASCI) 正在開發(fā)仿真技術(shù) ， 不經(jīng)過地下核試驗就確保美國核武器的安全可靠 。 在新墨西哥州的 桑迪亞國家實驗室 正在安裝 5500萬美元的 Red Mountain機(jī)器 ， 新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯國家實驗室 和加州的 the Lawrence Livermore National Laboratory 也使用該機(jī)器 。 該機(jī)器仿真核武器的各個方面 ， 由激勵問題 （ 如起爆仿真 ） ， 到靜態(tài)仿真（ 如核武器儲存的老化效果 ） 。 Red Mountain 也用于醫(yī)療和藥物研究 ， 天氣預(yù)報 ， 飛機(jī)和汽車設(shè)計 ，工業(yè)生產(chǎn)的改進(jìn) ， 疾病演化的仿真 ， 治理環(huán)境等 。 ? Red Mountain 的主要指標(biāo)為：價格 $55 百萬，占地 1000 平方英尺，系統(tǒng) RAM: 584 Gbytes，雙向交叉帶寬 Gbytes/sec， Pentium Pro 處理器 9,216，峰值性能 TFLOPS。 Los Alamos National Laboratory 不滿足借用Red Mountain，就開始建造 Blue Mountain。該機(jī)器有比 Red Mountain更強(qiáng)的圖形能力，增加了 16臺SGI Infinite Reality 機(jī)器。 Blue Mountain 組織成 48個 128處理器的共享存儲器多處理機(jī)（ SMP）。 48個 SMP可以彼此通訊，速度為每秒 650 Gigabits。它有 76萬億 bytes的光纖通道的盤空間。 1998年 11月 12日建成， 5年內(nèi)將超過 100 TFLOPS。 ? SunGraph專業(yè) VR工作站基于開放穩(wěn)定的 Microsoft NT架構(gòu)和 Intel小型機(jī)架構(gòu)的高性能計算機(jī)，其所采用的通用開放的基于 NT架構(gòu)的操作系統(tǒng)和硬件環(huán)境，不僅極大地提高了系統(tǒng)本身的易用性、兼容性和可升級性，突破了昂貴的傳統(tǒng) Unix工作站的價格和應(yīng)用瓶頸，而且還以極具吸引力的經(jīng)濟(jì)合理的價格實現(xiàn)配置的最大優(yōu)越性和靈活性，實現(xiàn)了圖形能力、穩(wěn)定性、價格和高速計算性能的最佳平衡，是設(shè)計大型模型構(gòu)件、大型機(jī)械裝配、醫(yī)學(xué)研究，以及虛擬現(xiàn)實和視景仿真用戶最為理想的 VR 3D圖形系統(tǒng)平臺，特別適合于對 CPU 和圖形要求較高的應(yīng)用。在長期的應(yīng)用實踐中 SunGraph以其無可比擬的開放性、強(qiáng)大的圖形處理能力和極高的性能價格比，得到了廣大專業(yè)圖形用戶和科研工作者的認(rèn)可。 ? 四重緩存、 48級圖像位面，結(jié)合復(fù)雜的著色、光照、深度提示和紋理加速能力。頻率高達(dá) G中央處理器，內(nèi)置 512K 的高速緩存（ Cache built in CPU），高達(dá) 400MHz的系統(tǒng)總線速率；其卓越的快速內(nèi)存和高速磁盤技術(shù)可實現(xiàn)系統(tǒng)總線帶寬的最大化，系統(tǒng)延遲的最小化，極大地提升了主機(jī)系統(tǒng)的 3D圖形處理