Definição de Placa 3D

As placas 3D são capazes de gerar, processar e renderizar imagens em 3D, que por sua vez são formadas por uma quantidade gigantesca de polígonos, posicionados no espaço tridimensional e texturas aplicadas sobre eles, que os transformam em objetos mais semelhantes aos reais. O "processador" incluído na placa, responsável por todas estas funções é chamado de GPU (Graphics Processing Unit, ou unidade de processamento gráfico).

Imagens em três dimensões são formadas por polígonos, formas geométricas como triângulos e retângulos em diversos formatos. Qualquer objeto em um game 3D é formado por um grande número destes polígonos, 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, aplicada sobre um conjunto de polígonos. O uso de texturas permite que um muro realmente tenha o aspecto de um 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. Quanto maior o número de polígonos usados e melhor a qualidade das texturas aplicadas sobre eles, melhor será a qualidade final da imagem.

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 compõem 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 da placa 3D.

Ao final da etapa de geometria, todos os elementos que compõem a imagem estão prontos. O problema é que eles estão armazenados na memória da placa de vídeo na forma de um conjunto de operações matemáticas, coordenadas e texturas, que ainda precisam ser transformadas na imagem que será exibida no monitor. É aqui que chegamos à parte mais complexa e demorada do trabalho, que é a renderização da imagem.

Essa última etapa consiste em transformar as informações armazenadas na memória em uma imagem bidimensional que será mostrada no monitor. O processo de renderização é muito mais complicado do que parece; é necessário determinar (a partir do ponto de vista do espectador) quais polígonos estão visíveis, aplicar os efeitos de iluminação adequados, etc.

Apesar de o 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 complexos), 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.

Depois dos jogos e aplicativos profissionais, os próximos a aproveitarem as funções 3D das placas de vídeo foram os próprios sistemas operacionais. A idéia fundamental é que, apesar de toda a evolução do hardware, continuamos usando interfaces muito similares às dos sistemas operacionais do final da década de 80, com janelas, ícones e menus em 2D. Embora o monitor continue sendo uma tela bidimensional, é possível criar a ilusão de um ambiente 3D, da mesma forma que nos jogos, permitindo criar todo tipo de efeitos interessantes e, em alguns casos, até mesmo úteis ;).

No caso do Windows Vista temos o Aero, enquanto no Linux a solução mais usada é o AIGLX, disponível na maioria das distribuições atuais.

Com a evolução das placas 3D, os games passaram a utilizar gráficos cada vez mais elaborados, explorando os recursos das placas recentes. Isso criou um círculo vicioso, que faz com que você precise de uma placa razoavelmente recente para jogar qualquer game atual.

Veja também: Memória de Vídeo