التحويل، والقص، والإضاءة

التحويل والقص والإضاءة ( T&L أو TCL ) هو مصطلح يستخدم في رسومات الحاسوب .

التحويل هو عملية إنتاج عرض ثنائي الأبعاد لمشهد ثلاثي الأبعاد . أما القص فيعني رسم أجزاء المشهد التي ستظهر في الصورة بعد اكتمال عملية العرض. والإضاءة هي عملية تغيير لون أسطح المشهد المختلفة بناءً على معلومات الإضاءة.

استُخدمت تقنية معالجة الصور والإضاءة (T&L) المادية في لوحات أنظمة ألعاب الأركيد منذ عام 1993، ^{[ 1 ]} وفي أجهزة ألعاب الفيديو المنزلية منذ معالج Virtua Processor (SVP) في سيجا جينيسيس ، ومعالج SCU-DSP في سيجا ساترن ، ومعالج GTE في سوني بلاي ستيشن عام 1994، ومعالج RSP في نينتندو 64 عام 1996. مع ذلك، لم تكن هذه التقنية معالجة صور وإضاءة مادية تقليدية، بل كانت معالجة صور وإضاءة برمجية تعمل على معالج مساعد بدلاً من وحدة المعالجة المركزية الرئيسية، وكان من الممكن استخدامها أيضًا في برامج تظليل البكسل والرؤوس القابلة للبرمجة. ظهرت تقنية معالجة الصور والإضاءة المادية التقليدية في أجهزة الألعاب المنزلية مع جيم كيوب وإكس بوكس ​​عام 2001 (بينما كان بلاي ستيشن 2 لا يزال يستخدم معالجًا مساعدًا متجهيًا لمعالجة الصور والإضاءة). طبّقت الحواسيب الشخصية تقنية معالجة الصور والإضاءة برمجيًا حتى عام 1999، لاعتقادهم بأن وحدات المعالجة المركزية الأسرع ستكون قادرة على مواكبة الطلب المتزايد على عرض أكثر واقعية. ومع ذلك، كانت ألعاب الكمبيوتر ثلاثية الأبعاد في ذلك الوقت تنتج مشاهد معقدة بشكل متزايد وتأثيرات إضاءة مفصلة أسرع بكثير من الزيادة في قوة معالجة وحدة المعالجة المركزية.

أُطلقت بطاقة الرسومات GeForce 256 من إنفيديا في أواخر عام 1999، وقدمت دعمًا ماديًا لتقنية T&L لسوق بطاقات الرسومات لأجهزة الكمبيوتر الشخصية . تميزت هذه البطاقة بمعالجة أسرع للرؤوس، ليس فقط بفضل تقنية T&L المادية، بل أيضًا بفضل ذاكرة تخزين مؤقتة تجنبت معالجة الرأس نفسه مرتين في بعض الحالات. في حين أن DirectX 7.0 (وخاصة Direct3D 7) كان أول إصدار من واجهة برمجة التطبيقات (API) يدعم تقنية T&L المادية، إلا أن OpenGL كان يدعمها لفترة أطول بكثير، وكانت عادةً حكرًا على معالجات الرسومات ثلاثية الأبعاد القديمة ذات التوجه الاحترافي، والمصممة خصيصًا لبرامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) وليس للألعاب.

تضمنت مجموعة شرائح الرسومات المدمجة ArtX من Aladdin أيضًا أجهزة T&L، وقد تم إصدارها في نوفمبر 1999 كجزء من اللوحات الأم Aladdin VII لمنصة المقبس 7. ^{[ 2 ]}

أطلقت شركة S3 Graphics معالج الرسوميات Savage 2000 في أواخر عام 1999، بعد فترة وجيزة من إطلاق GeForce 256، لكن S3 لم تطور أبدًا برامج تشغيل Direct3D 7.0 التي كانت ستتيح دعم T&L للأجهزة. ^{[ 3 ]}

لم يكن دعم تقنية تحويل وإضاءة الرسومات (T&L) واسع النطاق في الألعاب آنذاك (ويرجع ذلك أساسًا إلى أن ألعاب Direct3D كانت تُحوّل هندستها على وحدة المعالجة المركزية، ما يمنعها من استخدام الهندسة المفهرسة)، لذا رأى النقاد أنها قليلة الفائدة عمليًا. في البداية، كانت فائدتها محدودة في بعض ألعاب التصويب من منظور الشخص الأول ثلاثية الأبعاد التي تعتمد على OpenGL ، وأبرزها Quake III Arena . زعمت شركة 3dfx وغيرها من شركات بطاقات الرسومات المنافسة أن وحدة معالجة مركزية سريعة ستُعوّض غياب وحدة T&L.

كان ردّ ATI الأولي على GeForce 256 هو بطاقة Rage Fury MAXX ثنائية الشريحة . باستخدام شريحتين من نوع Rage 128، تُعالج كل منهما إطارًا بديلًا، استطاعت البطاقة الاقتراب من أداء بطاقات GeForce 256 ذات ذاكرة SDR، مع احتفاظ GeForce 256 DDR بأعلى سرعة. ^{[ 4 ]} كانت ATI تُطوّر في ذلك الوقت وحدة معالجة الرسومات الخاصة بها، Radeon ، والتي نفّذت أيضًا تقنية T&L على مستوى الأجهزة.

لم يكن لدى بطاقة Voodoo5 5500 من 3dfx وحدة T&L، لكنها كانت قادرة على مطابقة أداء GeForce 256، على الرغم من أن Voodoo5 تأخرت في السوق، وبحلول وقت إصدارها لم تكن قادرة على مطابقة GeForce 2 GTS اللاحقة.

استطاعت بطاقة PowerVR Kyro II من شركة STMicroelectronics ، التي صدرت عام 2001، منافسة بطاقتي ATI Radeon DDR وNVIDIA GeForce 2 GTS الأغلى ثمناً في اختبارات الأداء آنذاك، على الرغم من عدم امتلاكها تقنية تحويل وإضاءة الأجهزة. ومع ازدياد اعتماد الألعاب على تقنية تحويل وإضاءة الأجهزة، فقدت KYRO II ميزتها في الأداء، ولم تعد تدعمها معظم الألعاب الحديثة.

استخدم برنامج 3DMark 2000 من Futuremark تقنية T&L للأجهزة بشكل كبير، مما أدى إلى حصول كل من Voodoo 5 و Kyro II على نتائج ضعيفة في اختبارات الأداء، حيث كانتا أقل كفاءة من بطاقات الفيديو T&L ذات الميزانية المحدودة مثل GeForce 2 MX و Radeon SDR.

بحلول عام 2000، لم يبقَ سوى شركة ATI، بسلسلة Radeon 7xxx المماثلة ، في منافسة مباشرة مع معالجات GeForce 256 و GeForce 2 من Nvidia . وبحلول نهاية عام 2001، أصبحت جميع رقاقات الرسومات المنفصلة مزودة بتقنية T&L المدمجة.

دعم تقنية T&L على مستوى الأجهزة ضمن لبطاقتي GeForce وRadeon مستقبلًا واعدًا، على عكس الإصدارات السابقة من Direct3D 6 التي اعتمدت على T&L البرمجي. ورغم أن تقنية T&L على مستوى الأجهزة لا تضيف ميزات عرض جديدة، إلا أن الأداء الإضافي الذي توفره يسمح بعرض مشاهد أكثر تعقيدًا، كما أن عددًا متزايدًا من الألعاب يوصي بها لتحقيق الأداء الأمثل. وتُعتبر وحدات معالجة الرسومات التي تدعم T&L على مستوى الأجهزة عادةً من جيل DirectX 7.0.

بعد أن أصبح معالجة الصور والإضاءة (T&L) معيارًا في وحدات معالجة الرسومات (GPUs)، كانت الخطوة التالية في رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد هي DirectX 8.0 مع مُظلِّلات الرؤوس والبكسل القابلة للبرمجة بالكامل . ومع ذلك، جعلت العديد من الألعاب المبكرة التي استخدمت مُظلِّلات DirectX 8.0، مثل Half-Life 2 ، هذه الميزة اختيارية حتى تتمكن وحدات معالجة الرسومات (GPUs) التي تدعم معالجة الصور والإضاءة (T&L) من تشغيل اللعبة. على سبيل المثال، كان GeForce 256 مدعومًا في الألعاب حتى عام 2006 تقريبًا، في ألعاب مثل Star Wars: Empire at War .