2D x 3D, entendendo as diferenças

As placas de vídeo mais antigas, simplesmente recebem as imagens e as enviam para o monitor. Neste caso, o processador é quem faz todo o trabalho. Este sistema funciona bem quando trabalhamos apenas com gráficos em duas dimensões, usando aplicativos de escritório, ou acessando a Internet por exemplo, já que este tipo de imagem demanda pouco processamento para ser gerada. Estas são as famosas placas 2D, que podem ser bem representados por exemplo pelas placas Trident 9440 e 9680, muito comuns a três anos atrás.

As placas 2D “funcionam” tanto que foram usadas sem maiores reclamações durante mais de uma década. O problema surge ao tentar rodar jogos 3D, ou mesmo programas como o 3D Studio, que utilizam gráficos tridimensionais. Surge então a necessidade de usar uma placa de vídeo 3D. A função de uma placa de vídeo 3D é auxiliar o processador na criação e exibição de imagens tridimensionais. Como todos sabemos, numa imagem tridimensional temos três pontos de referência: largura, altura e profundidade. Um objeto pode ocupar qualquer posição no campo tridimensional, pode inclusive estar atrás de outro objeto.

Os gráficos tridimensionais são atualmente cada vez mais utilizados, tanto para aplicações profissionais (animações, efeitos especiais, criação de imagens, etc.), quanto para entretenimento, na forma de jogos.

A grande maioria dos títulos lançados atualmente utilizam gráficos tridimensionais e os títulos em 2D estão tornando-se cada vez mais raros, tendendo a desaparecer completamente. Não é difícil entender os motivos dessa febre: os jogos em 3D apresentam gráficos muito mais reais, movimentos mais rápidos e efeitos impossíveis de se conseguir usando gráficos em 2D.

Uma imagem em três dimensões é formada por polígonos, formas geométricas como triângulos, retângulos, círculos etc. Uma imagem em 3D é formada por milhares destes polígonos. Quanto mais polígonos, maior é o nível de detalhes da imagem. Cada polígono tem sua posição na imagem, um tamanho e cor específicos.

Para tornar a imagem mais real, são também aplicadas texturas sobre o polígonos. Uma textura nada mais é do que uma imagem 2D comum (pode ser qualquer uma). O uso de texturas permite quer num jogo 3D um muro realmente tenha o aspecto de uma muro de pedras por exemplo, já que podemos usar a imagem de um muro real sobre os polígonos.

O uso das texturas não está limitado apenas a superfícies planas. É perfeitamente possível moldar uma textura sobre uma esfera por exemplo. Veja um exemplo de aplicação de texturas (as imagens são cortesia da NVIDIA Corporation):

O processo de criação de uma imagem tridimensional, é dividido em três etapas, chamadas de desenho, geometria e renderização. Na primeira etapa, é criada uma descrição dos objetos que compõe a imagem, ou seja: quais polígonos fazem parte da imagem, qual é a forma e tamanho de cada um, qual é a posição de cada polígono na imagem, quais serão as cores usadas e, finalmente, quais texturas e quais efeitos 3D serão aplicados. Depois de feito o “projeto” entramos na fase de geometria, onde a imagem é efetivamente criada e armazenada na memória.

Ao final da etapa de geometria, temos a imagem pronta. Porém, temos também um problema: o monitor do micro, assim como outras mídias (TV, papel, etc.) são capazes de mostrar apenas imagens bidimensionais. Entramos então na etapa de renderização. Esta última etapa consiste em transformar a imagem 3D em uma imagem bidimensional que será mostrada no monitor. Esta etapa é muito mais complicada do que parece; é necessário determinar (apartir do ponto de vista do espectador) quais polígonos estão visíveis, aplicar os efeitos de iluminação adequados, etc.

Apesar do processador também ser capaz de criar imagens tridimensionais, trabalhando sozinho ele não é capaz de gerar imagens de qualidade a grandes velocidades (como as demandadas por jogos) pois tais imagens exigem um número absurdo de cálculos e processamento. Para piorar ainda mais a situação, o processador tem que ao mesmo tempo executar várias outras tarefas relacionadas com o aplicativo.

As placas aceleradoras 3D por sua vez, possuem processadores dedicados, cuja função é unicamente processar as imagens, o que podem fazer com uma velocidade incrível, deixando o processador livre para executar outras tarefas. Com elas, é possível construir imagens tridimensionais com uma velocidade suficiente para criar jogos complexos a um alto frame-rate. Vale lembrar que uma placa de vídeo 3D só melhora a imagem em aplicações que façam uso de imagens tridimensionais. Em aplicativos 2D, seus recursos especiais não são usados.

A conclusão é que caso você pretenda trabalhar apenas com aplicativos de escritório, Internet, etc. então não existe necessidade de gastar dinheiro com uma placa 3D, pois mesmo usando uma placa de última geração, seu potencial não seria utilizado. Neste caso, poderá ser usado o vídeo onboard da placa mãe, ou mesmo uma placa de vídeo um pouco mais antiga sem problemas.

Porém, se o micro for ser utilizado para jogos, então uma placa de vídeo 3D é fundamental. Sem uma placa 3D, a maioria dos jogos atuais vão ficar lentos até mesmo em um Athlon de 1.4 GHz, sendo que muitos jogos sequer rodam sem uma placa 3D instalada.

Atualmente, todas as placas de vídeo à venda, mesmo os modelos mais simples possuem recursos 3D, mas existem enormes variações tanto em termos de preço quanto no desempenho.

As duas principais diferenças entre uma placa 3D mais lenta e outra rápida dentro os jogos são a qualidade que imagem, que inclui a resolução de tela, número de cores e efeitos 3D que serão usados, e o frame-rate, o número de quadros gerados por segundo.

A função da placa de vídeo 3D é basicamente desenhar as imagens e mostrá-las no monitor. Quanto mais poderosa for a placa, mais polígonos será capaz de desenhar e mais texturas será capaz de aplicar no mesmo período de tempo. Dentro de um jogo é preciso renderizar a imagem a cada quadro. Quanto mais potente for a placa, mais quadros ela será capaz de gerar.

Quanto mais quadros a placa é capaz de gerar por segundo, mais perfeita é movimentação da imagem. Para que não seja possível perceber qualquer falha na fluidez da imagem, o ideal seriam pelo menos 30 quadros por segundo. Para você ter uma idéia, a TV exibe 24 quadros, e desenhos animados variam entre 16 e 24 quadros. É por isso que os míticos 30 quadros são o valor considerado ideal no mundo dos games. Menos que isso começarão a aparecer saltos, principalmente nas cenas mais carregadas, prejudicando a jogabilidade.

Quanto maior for a resolução de vídeo usada, maior o número de cores e mais efeitos forem usados, maior será o trabalho da placa de vídeo ao gerar cada quadro, e consequentemente mais baixo será o frame-rate, e mais precária a movimentação do jogo. Existe uma relação inversamente proporcional entre as duas coisas.

A resolução das imagens 3D pode ser escolhida dentro do próprio jogo, no menu de opção de imagens. No menu de propriedades de vídeo do Windows você poderá configurar mais algumas opções da placa, que realmente aparecem na forma das opções “best performance”, “best image quality”, ou seja, melhor performance ou melhor qualidade de imagem.

Mesmo usando uma placa mais antiga você provavelmente conseguira rodar rodos os jogos mais atuais, o problema é que para isso você deverá deixar a resolução 3D em 640x 480 e desabilitar os recursos que melhoram a qualidade das imagens a fim de manter um mínimo de jogabilidade.

Usando uma placa mais moderna por outro lado você poderá jogar seus jogos favoritos com a melhor qualidade de imagem possível, usando 1024 x 768 de resolução, 32 bits de cor, etc.