顶点描影带来了许多新特效，如：硬件级单元描影、鱼眼镜头变形、真实草地，再加上光线处理的配合，XGPU可以生成比现在所有实时渲染显卡更出色的效果。
像素描影主要用于定制个别像素的操作，暂时无法用软件来模拟，而且DirectX 8的像素描影还未完善，不断在推出新的改良版本。软件发展商必须发挥自己的创造力，尽量把像素描影与顶点描影相结合，才能创建出真实的专有特效，如：不重复火焰和反射凹凸贴图。

提 高时钟频率后，XGPU的T&L单元也比GeForce 3强劲，使用了有效的顶点缓存、转换机制、执行顶点列表并存储到主内存中，避免产生第二个瓶颈。由于对DirectX 8进行了优化，高清晰度细节和阴影效果再也不会对速度造成太大影响。普通家用游戏机的标准速度是640X480X32位色@60帧/秒，不用像PC那样无 限地增加速度，所以XGPU的最大改善不是在速度方面，而是在画质方面。
XGPU的渲染管道数目和内核频率与GeForce 3相同，那么，理论像素填充率自然也差不多。这岂不是没有进步！实际上，从GeForce 256开始，有效像素填充率才是人们应该关注的问题，它与内存带宽有直接影响。XGPU的改善在于去掉瓶颈，提高架构的效率，而不仅是简单地增加毫无意义 的理论像素填充率。
XGPU的内存通道设计有所改变，让DDR内存芯片更靠近内核，因此PCB（printed circuit board，印刷电路板）也与PC的GeForce 3有所不同。
XGPU引入了每像素四纹理技术，扩展了可编程描影3D虚拟场景的能力。延迟渲染、分层Z缓冲等特殊方案，能够提高内存带宽的利用率。
回想起XBox的初期规格，4000M像素/秒的填充率实在令人吃惊，即使是按照250MHz内核频率，8像素管道，250 * 8 = 2000M像素/秒的原始像素填充率，2000M像素 * 2纹理 = 4000M肯定是夸大其词的说法，因为8像素管道的说法非常不可靠，XBox跟本无法有效地利用内存带宽，现在有什么内存的数据传输率可以达到 6.4GB/秒（400MHz DDR）？！因此，有效像素填充率就变得异常重要了。XGPU使用分层Z缓冲和HSR（Hidden Surface Removal，隐藏表面移除）等渲染优化算法，去掉不可见的像素，减少了内存带宽需求，真是廉价高效的选择。
Quincunx HRAA是nVidia的独家多重采样抗锯齿，无需花费太多像素填充率就能生成更好的图像，但4X HRAA的带宽占用和4X 超级采样FSAA相同。
总的来说，XGPU与Geforce 3的最大差别在于时钟频率和内存带宽通道，大致可以它们看成是同一路货色。因为内存带宽由整体架构决定，X-Box主要针对3D游戏市场，意味着显存是非 常重要的，促使主板、CPU、显卡的设计异于PC，才有可能从各个方面一起提高内存带宽。
 
六、XGPU内核特性
XGPU内核异常复杂，拥有的特性也十分丰富。
最大纹理计数，是一个像素可用的最大纹理数目，在DirectX 8中，可以通过不同的管道在同时发出纹理。
点块纹理（Point Sprites），是一种快速的粒子渲染，可变级点块纹理尺寸也不一样，不变级点块纹理总是1：1。如果没有硬件支持，点块纹理同时只能使用两个小三角形来做高速渲染。
最大纹理进程，指管道的长度，或数据源可用到的操作数目，数据源包括己选择纹理点的色彩、透明值、三角形表面顶点插值光亮度、凹凸参数。阴影效果支持的 纹理进程数目由描影程序来决定，若是程序能够有效地执行，就不会造成延迟。每次管道的停顿，都会造成性能的下降，比如停顿一次，描影会慢两至三倍，这就是 描影加速器限制自己长度不能超过纹理进程的原因。下面是每个进程可处理的操作。
以下是XGPU拥有的特性
上述所有操作会在色彩处理、Alpha混合或纹理/顶点插值时使用，操作的目的如下：
- Disable：禁止管道层的工作。
- SELECTARG1（或2）：此层的结果是一个不能修改的输入参数。
- MODULATE：结果是输入参数的增殖，输出 = 输入1 * 输入2
- MODULATE 2X（或4X）：同上，再加上缩放比例，输出 = （输入1 * 输入2）* 2或*4。
- ADD：加法，输出 = 输入1 + 输入2
- ADDSIGNED：包括记号的加法，输出 = 输入1 + 输入2 - 0.5
- ADDSIGNED2X：包括缩放比例记号的加法，输出 =（输入1 + 输入2 - 0.5）* 2
- SUBTRACT：减法，输出 = 输入1 - 输入2

- ADDSMOOTH：为了得到平滑效果，联合相加，输出 = 输入1 + 输入 2 * （1 - 输入1）
- BLENDDIFFUSEALPHA、BLENDTEXTUREALPHA、BLENDFACTORALPHA、BLENDCURRENTALPHA：4个Alpha值
的混和参数（来自前一层的当前值，三角形表面的顶点和内插值、纹理值或弥散因素），输出 = 输入1 * Alpha + 输入2 * （1 - Alpha）
- BLENDTEXTUREALPHAPM：特殊类型的Alpha混和，Alpha值来自纹理，输出 = 输入1 + 输入2 * （1
Alpha）
- PREMODULATE：调整当前层与下一层的结果，用于创建快速移动。
- MODULATEALPHA_ADDCOLOR：使用第一个参数的Alpha值来调整第二个参数，输出 = 输入1 RGB + 输入2 RGB * 输入1 Alpha
- MODULATECOLOR_ADDALPHA：色彩相乘加上Alpha值，输出 = 输入1 RGB * 输入2 RGB + 输入1 Alpha
- MODULATEINVALPHA_ADDCOLOR、MODULATEINVCOLOR_ADDALPHA：这两个值大致相同，只是用1-Alpha来代替Alpha
- BUMPENVMAP：每像素EMBM效果，以后各层的结果都加入环境映射中，用于描述纹理格式，可以提出凹凸的高度和偏斜角度。
- BUMPENVMAPLUMINANCE：同样是每像素EMBM效果，只是加入了光线因素到凹凸纹理中。
- DOTPRODUCT3：最真实的每像素凹凸纹理类型，两个向量的乘积可以定位输入参数的RGB，输入1R * 输入2 R + 输入1 G * 输入2 G + 输入1 B * 输入2 B
- MULTIPLYADD：普通操作，输出 = 输入1 + 输入2 * 输入3
- LERP：线性插补输出 = （输入1）* 输入2 + （1 - 输入1）* 输入3
XBOX所采用的XGPU丰富的机制可以为不同的纹理提供各种效果，我们知道，硬件支持的特性越多，速度越快，从上图可以看出，速度由高至低分别是：XGPU、Radeon、GeForce 2。此外，在任何时候，像素描影都是最简单有效的工具。

光源处理特效：
- Max Simultaneous Lights（最大并行光线）：硬件处理是最大光源数目，标准为8个，显卡性能会随着光源数目的增多而减少，下面是显卡的硬件光源和几何计算比较。
- DIRECTIONALLIGHTS：支持无限远的光源，只须设置方向即可
- POSITIONALLIGHTS：支持像素和圆锥源
- LOCALVIEWER：支持局域坐标计算
- MATERIALSOURCE7：可以选择的一个简单的顶点光源
- TEXGEN：纹理坐标硬件生成
- Max Clip Planes（最大修剪位面）： 修剪位面的数目，位面由原始坐标的四个要素决定（ABCD），公式是（Ax + By + Cz + Dw >= 0（w - 4个坐标） ，只须修剪不用渲染，XGPU比GeForce 2做得更好，甚至连立体区域也可以设置6个位面。
- Max Vertex Blend Matrices（最大顶点混和矩阵），多矩阵坐标混和时可以同时应用到顶点的矩阵数目。在DirectX 7的矩阵混和中（单纹理外皮）有四个矩阵，GeForce 2仅支持2个。DirectX 8可以应用256个矩阵，1个顶点的最大限制为4矩阵，并通过索引来选择，可惜GeForce 3、Radeon、GeForce2驱动程序均不支持这类索引，同样XGPU也没有这个特性，只能通过传统的方法来计算。
- Max Primitive Count（最大原始运算量计数） / Max Vertex Index（最大顶点索引）：转换、光源、渲染列表等原始运算对CPU造成的影响，这些参数定义了原始运算量列表或顶点的数目。
- Vertex Shader Version（顶点描影版本）：DirectX 8 SDK（Software Development Kit，软件开发工具包）提供的新运算方法。
顶 点描影1.1版只有XBOX　XGPU、GeForce3、Radeon 8500/7500拥有，Radeon、GeForce2暂时未能提供，它们的向量ALU（Arithmetic Logic Unit，算术逻辑单元）只是能够解释描影，并没有完全兼容最终版本，充其量只能算是0.5版。Radeon可以在寄存器中切换特殊键，但在大多数 DirectX 8 SDK样本中，不兼容导致Radeon只能描绘很少的阴影。XGPU的恒量阴影处理（表格的下一条线定义了最大顶点描影恒量的数目）为96，包含16个输 入和8个变量（临时）寄存器。在操作方面，XGPU限制为128 ops（Operations Per Second，操作/秒），与其它芯片稍有差异。当描影操作开始时，创建四个纹理坐标集、两个顶点色彩值和顶点坐标结果。渲染原始数据开始后，像素描影或 用户选择的纹理配置层将按照上述资料来工作。

并行向量处理是XGPU的特点之一，这对于描影程序来说是非常重要的架构。它的96个恒量，还能防止描影错误地写到混和值上，比如使用96/4个矩阵。不过，在XGPU中，描影操作受到了限制，每个像素只能使用20个矩阵。
Pixel Shader Version：像素描影版本，它也是重要的描影类型。在radeon中开启像素描影，硬件表现效果非常接近1.0版，能使大多数DirectX 8样例正常，特别是开启纯硬件模式后，可加快存储、转换、原始运算列表和向量在局域内存中的处理速度，但冲突仍时有发生。XGPU、GeForce 3和Radeon 8500/7500天生就拥有1.0以上的能力，自然不会有兼容性问题。
描影将计算出三角的的阴影点，并以最快的速度执 行。8个恒量、两个色彩（依照原始表面来进行内插值替换）、纹理层都会互相影响，并存储到两个临时寄存器。问题是计算像素的结果色彩，在纹理层描述时需要 大量的固定性操作，无法简化。操作还同时多方向进行，最大的数目与纹理层数目相当（XGPU是4层）。像素描影更适合管道层设置，每时钟得到一个结果是非 常有效的，多管道硬件不会妨碍并行运算。
- Quintic/RT Patches（五次量/RT纹理碎片），使用小型纹理让物体表面更平滑，加入两个原始的序列（矩形和三角形），渲染时调用DirectX 8中相应的函数，可以控制细节来改变物体的平滑度。XGPU通过硬件在系统共享内存中进行加速，转化为三角形原始量结果列表，或三角形参数，再生成不用保 存数据的即时渲染。程序员的工作将变得简单，内存的负荷也会减轻。

- W Depth Values（W深度值）：深度值可选方案之一，W格式。
- Stencil Buffer（模版缓冲）：硬件支持模版缓冲，可以执行下列操作：
 
- KEEP：不要改变这个在缓冲区的值。
- ZERO：把原始量的所有渲染像素设置为0
- REPLACE：记录一些定义值
- INCRSAT：数值增加1，如果达到最大区域就不会改变。
- DECRSAT：数值减少1，如果达到0就不会改变。
- INCR, DECR：数值增加或减少，达到最大或最小值后就返回初始化状态。
SB（Shadow Buffer，描影缓冲）
为物体加入阴影，提升真实感，在很早以前已经有这种做法，如：nVidia TNT使用的模板缓冲，或者voodoo的直接投影。不过，并非所有描影技术都会成功，ATi的PB（Priority buffer，优先缓冲）的技术很优秀，缺少支持才是失败的主要原因。
与模板缓冲相比，描影缓冲要高级一些，它可以生成更平滑的阴影效果。工作过程不太复杂，但需要同时调用硬件单元和传统渲染来处理，描影缓冲的硬件特性有： 可指定内存作为描影缓冲区；把描影映射加入到描影缓冲区里面；从描影缓冲区读取描影映射数据，通过一定的计算，判断特定像素是否需要添加阴影。描影缓冲拥 有分级能力，最高可达256级阴影过滤，不仅可以生成复杂的限制，还拥有一定的多重纹理加速能力，避免描影处理降低游戏速度。
继续讨论主要特性：
- Anisotropy Filtering：各向异性过滤，XGPU与GeForce 3、GeForce 2效果相当，只是加入了体积纹理方面的过滤。
- Cubic Texturing：硬件支持立方环境映射
- Volume Texturing：硬件支持体积渲染
2D纹理是目前应用最多的游戏纹理，比如长X宽 = 256X256，把纹理贴在三角形组成的虚拟物体表面，看起来就会漂亮许多，但2D纹理缺乏深度信息，无法表现出凹凸不平的效果。3D纹理包括了三维坐 标，也称为体积纹理，比如：长X宽 = 256X256X256。3D纹理首先出现在OpenGL中，DirectX的动作要慢一些。3D纹理不能独立使用，必须配合MIP映射的分级，才能应用 在实际游戏之中。ATi Radeon（R100/Rage6C）是第一个拥有硬件3D纹理的显卡，可惜没有相应的支持，白白浪费了大好能力。
3D纹理引起了许多概念上的变化，比如平常的三线性过滤，因为增加了深度数据，变成了四线性过滤，同时在深度和平面做纹理过滤，增加纹理的真实感，以便 适应三维物体的全方位观点。由于纹理的量变大，占用的空间也随之变大，如：256X256X256的32位色纹理为64MB，512X512X512的 32位色纹理为512MB，现今的显卡根本不能满足它们的胃口。幸好借助8：1的纹理压缩技术，256X256X256的32位色纹理可以缩减至8MB， 勉强能加入游戏中。
大家还记得什么是MIP映射吗？哦，这么快就忘记了，只好先补一补课。纹理大小是固定的，但虚拟世界的物体没有一定形状， 要找到一个尺寸和多边形大小完全符合的物体很难。为此，软件商提供同一纹理的不同分辨率版本，比如一个256X256X256纹理，通常会有一个 64X64X64和一个128X128X128的纹理版本，这是纹理版本就叫MIP映射，意即一个纹理映射出不同大小的多个纹理。在渲染之前，程序选出匹 配的版本，描绘在多边形上。因为多边形每一面的大小都有差异，往往每面采用的纹理都不相同，高、低分辨率纹理的连接处会出现一边清晰一边模糊的问题，必须 进行过滤处理，使两者之间的过滤变得平滑，才会让画质得以提升。Radeon仅有3D纹理，没有3D MIP映射和过滤的补充，毫无实用意义，也许只是作为Radeon 8500/7500的试验。
借助3D纹理，显卡的特效又继续增加了不少，如：
VF（Volumetric Fog，体积雾化），更具有立体感的雾化效果，生成接近真实的烟雾，是目前用得最多的3D纹理特效。
Imposters（诈欺模型），与Point Sprit（点块纹理）的意义相同，都是使用相同尺寸的模型，来简化复杂的反复运算，比如：光照特效。由于尺寸固定，真实感较差。
FL（Function Lookup，功能查找），3D纹理可以存储大量信息，包括：纹理数据，视点距离，视点焦距，F函数，通过不同的聚焦定位，就会产生多重景深效果，有点儿像当年3dfx的T-Buffer（T缓冲）。
PTN（Procedural Textures and Noise，程序纹理和干扰），对3D效果进行编程，用于特定的环境中，如：爆炸、血液等。
 
XBOX所采用的XGPU确实是历来特性最多的显示芯片，并与DirectX 8紧密结合在一起，意味着XBox和PC的软件有极大的互换性。不过，现在连一个可玩的DreamCast模拟器都没有，要知道，DC是1998年的超旧 游戏机啊，所以然，要做出XBox模拟器还需要很长一段时间。

(责任编辑：admin)