Les cartes 3D professionnelles

Que ce soient pour les passionnés de jeux ou les professionnels de la 3D, les cartes graphiques ont atteintes des performances difficiles à exploiter à fond par les applications. On voit ainsi apparaître des cartes optimisées dès l'origine pour une application spécifique.

En capacité à traiter des polygones, les cartes 3D destinées au jeux ont atteintes des niveaux comparables à ceux des cartes professionnelles. Un constructeur de cartes grand public comme Nvidia peut maintenant s'affirmer sur le marché professionnel. Le surcoût d'une carte professionnelle continue néanmoins à se justifier par un antialiasing optimisé ou par le genlocking. La concurrence s'exarcerbant, de nombreux rapprochements ont eu lieu récemment entre les constructeurs. Nvidia a signé en 1999 un accord de partenariat avec Elsa. Intense 3D, de son côté, a été racheté en 2000 par 3Dlabs. La technologie Fire GL d'IBM a été rachetée par Sonic Blue à Diamond Multimedia puis acquise récemment par ATI.

Une autre caractéristique récente des cartes 3D est la sophistication croissante des fonctions de rendering ou de traitement d'images complexes proposées. Les applications professionnelles ou ludiques ne peuvent pas suivre cette évolution rapide. Ce sont donc les éditeurs de cartes qui adaptent leurs cartes aux applications logicielles à l'exemple de la Gloria DCC d'Elsa, sortie en septembre dernier, optimisée pour faire fonctionner 3DS Max et conçue en collaboration avec les ingénieurs de Discreet.

Comment vérifier les performances données sur le papier par les constructeurs ? Seul un comparatif avec les applications cibles valident les performances réelles. L'importance de réussir ces tests aboutit parfois à des manquements éthiques. Les premiers drivers de la Radeon 8500 d'ATI incluait semble-t-il une routine spéciale qui détectait Quake 3 et dégradait le rendering en augmentant le débit. Un bon coup de pouce pour réussir les tests comparatifs. ATI a du retirer cette routine très controversée.

Didier Paris Président-directeur général de Ondim Quels sont vos critères de sélection des cartes 3D ? Nous développons deux types d'applications temps réel (exclusivement sous OpenGL) qui nécessitent chacune son type de cartes. Pour nos applications de type bornes interactives ou assimilées, la limitation principale étant la taille de texture, la Geforce, surtout la III, s'impose. Elle est très peu chère, particulièrement performante (géométrie et rendu) par rapport à ses concurrentes sous OpenGL et sa force principale est justement dans sa mémoire de texture. On a eu des problèmes de gestion du z-buffer avec la Geforce III qui ont été résolus avec la dernière version du driver. En revanche, pour les usages plus professionnels comme les simulateurs ou les systèmes immersifs, le critère est la qualité du rendu qui nécessite alors souvent l'anti-aliasing. Dans ce cas la Geforce ne convient pas, ses performances s'écroulent lorsqu'on fait usage de l'anti-aliasing. On utilise de préférence des Wildcat de 3Dlabs (qui ciblent encore plus la CAO/CFAO que la simulation), la 42-10 ou la dernière carte, la 51-10. Ces cartes, assez chères, possèdent en outre deux sorties vidéo indépendantes qui permettent par exemple la visualisation stéréo dans les casques. La définition des casques d’un prix abordable est souvent assez pauvre, du 640x480 ou du 800x600, mais le résultat est plus convaincant avec l'anti-aliasing. Enfin, lorsqu'on installe des PC en cluster ou qu'un holobench nécessite deux sorties stéréo indépendantes (stéréo active), on peut synchroniser plusieurs cartes grâce au port genlocking de la Wildcat. Au final, si le pixel rate de la Wildcat n'est pas meilleur que la Geforce, ses trois atouts - l'anti-aliasing, le genlocking et la stéréo – la rendent précieuse. Qu'attendez-vous des futures générations de cartes ? Toujours plus de mémoire, de la stéréo, du genlocking et de l'antialiasing dans des cartes performantes à un prix abordable. Et ce serait encore mieux d'avoir quatre ou six canaux en sortie sur la même carte, ce qui éviterait de devoir genlocker. On peut espérer qu'avec la généralisation des simulateurs, voire des systèmes immersifs dans l'industrie, les constructeurs vont s'y intéresser. Actuellement, ce sont les besoins du jeu qui définissent le développement des cartes 3D Grand Public. A l'avenir, d'ici quelques années, l'effet de volume se trouvera aussi dans l'industrie, entre autres avec les postes de formation à la maintenance. De gros projets se préparent, par exemple dans l'aéronautique, pour former des milliers d'ouvriers. Les cartes PC professionnelles dédiées à la simulation devraient se démocratiser, à moins que les cartes pour jeux vidéo ne les rattrapent avant !

3Dlabs

Les cartes Wildcat de 3Dlabs sont dans les plus chères des cartes professionnelles dédiées OpenGL. Mais c'est justifié. Outre un anti-aliasing réellement de qualité, elles peuvent gérer jusqu'à 24 sources lumineuses hardware. Elles étaient produites à l'origine par Intense 3D qui a été racheté en Juillet 2000 par 3Dlabs qui a mis un peu de côté sa gamme Oxygen. La rentrée 2001 a vu l'arrivée d'une version améliorée de leur produit haut de gamme, la Wildcat 5110-G, dédiée murs vidéo et théatres virtuels. Les fonctions Genlock et Multiview offrent de nouvelles possibilités de synchronisations extérieures.

ATI

Réputée pour ces processeurs graphiques, qui équipent la GameCube de Nintendo, ATI construit aussi des cartes graphiques. On peut citer la Fire GL 4 très efficace pour faire tourner des applications OpenGL comme 3DS Max. Pressuré entre 3Dlabs sur le haut de gamme et Nvidia sur le marché grand public, ATI a lancé une contre-offensive au milieu de l'année dernière avec une nouvelle génération de processeurs, les Radeon 8500, qui gèrent DirectX 8.1 de Microsoft. Malgré les rachats successifs et rapprochés qu'a du supporter l'équipe allemande de développement de la série Fire GL, le résultat est largement à la hauteur du produit concurrent, la Geforce 3 de Nvidia. Deux nouvelles cartes professionnelles utilisent ces nouveaux processeurs graphiques, la Fire GL 8800 sortie en Août dernier et la Fire GL 8700 en Novembre dernier. Pour exploiter cette nouvelle technologie, qui fournit un débit deux fois plus important en géométries, en pixels et en textures par rapport à l'ancienne génération, ATI a développé une série de nouvelles fonctions 3D dont entre autres TruForm, SmartShader avec shaders anisotropiques, et SmoothVision, une technologie d'antialiasing propriétaire qui supporte la profondeur de champ et le motion blur de DirectX 8.1.

Frédéric Cros, Mac Guff Ligne Quels sont vos critères de choix d'une carte 3D ? Pour nous, une carte 3D a pour vocation de de faire tourner les applications que nous utilisons en production sur des postes de travail les moins chers possibles, tout en offrant le plus de puissance possible. Pour la plateforme, nous avons passé nos applications internes – Symbor en modeling et en animation 3D, Trukor en compositing et en effets speciaux - sous Linux. Et donc, pour nous, une carte 3D doit être accompagnée de drivers pour Linux. Le choix se réduit à peu près à un fabricant : Nvidia.   Les raisons pour lesquelles nous avons opté pour Nvidia sont: 1/ Ils ont été les premiers à avoir pris la peine de développer un driver qui marche vraiment sous Linux. 2/ Leur driver marche avec un serveur XFree86 standard (HP utilise son propre serveur X). 3/ Le driver est le même pour toutes leurs cartes. 4/ Ça marche, même avec des cartes bas de gamme. 5/ Comme nous développons nos propres applications, il est préférable pour nous de ne pas trop nous disperser : il n'est pas très utile de perdre du temps à gérer plusieurs serveurs X pour plusieurs librairies OpenGL. Donc, tant qu'on est content avec Nvidia, on va rester avec eux. Comment valider le choix d'une bonne carte ? Pour choisir une carte plutôt qu'une autre, le test consiste assez simplement à voir si les gens peuvent travailler dans de bonnes conditions avec les applications que nous utilisons (Maya ou outils internes). En termes de performances 3D pures, ces cartes sont tellement supérieures à celles que nous pouvions avoir sur stations SGI O2 jusqu'au début 2001 que même les cartes Nvidia bas de gamme pourraient assez largement suffire pour pouvoir travailler. Il est important qu'elles sachent afficher des images, la plus haute définition possible et le plus vite possible... En gros, de pouvoir faire tourner un player du type fcheck, en temps réel avec les plus grandes images possibles. Les premières versions du driver Linux de Nvidia étaient très décevantes de ce point de vue mais ils ont rectifié le tir. Par contre, si plusieurs applications sont ouvertes en même temps (ou même pour une seule application lourde comme Maya), vu comment le driver Nvidia fonctionne, le paramètre qui devient important est la mémoire: 64Mb c'est bien, 32Mb c'est un poil juste : au bout d'un moment, le rendu software prend le relais.

Elsa et Nvidia

Fort du succès de ses processeurs installés sur de nombreuses cartes 3D, Nvidia s'est concentré sur leur fabrication et a établi un partenariat en 1999 avec la société Elsa. Cette  dernière fabrique et commercialise des cartes grand public - les Gladiac - et des cartes professionnelles, les Synergie et surtout la série des Gloria, toutes évidemment équipées de processeurs Nvidia. En mai dernier, une étude réalisée par Gartner Dataquest confirmait que Nvidia possédait la plus grosse part de marché (34%) des processeurs équipant des cartes graphiques professionnelles. Suivant la même étude, sur le segment moyen de gamme, la carte Gloria II d'Elsa dominait également le marché avec près de 23%.

Malheureusement, à cause d'une conception un peu trop aggressive du marketing et afin d'occuper en permanence le terrain de l'innovation, Nvidia et Elsa ont tendance a multiplier les variantes des mêmes produits. Ainsi, parmi les deux événements de l'automne dernier, se trouvent la Gladiac 921, version améliorée de la Gladiac 920 mais au même prix, destinée aux passionnés de jeux et la Gloria DCC. La Gladiac est équipée d'un processeur Geforce3 Ti500, variante de la Geforce3 sortie six mois plus tôt tandis que la Gloria est équipée d'un processeur Quadro2 Pro, variante de la Geforce2 MMX. La Gloria DCC inclut le Pilote ELSA MAXtreme optimisée pour 3DS Max 4/Viz, qui élargit le ViewPort avec Realtime Fog et Sorted Blending.

Les derniers modèles Elsa propose un moteur 3D programmable unique dans son genre, le nFinite FX Engine, qui permet des effets multiples : nuage volumétrique, effets de particules, surfaces aquatiques animées, etc.

Les outsiders

Le partenariat Elsa et Nvidia donne un choix impressionnant de cartes de qualité, moins chères que celles d'ATI pour un résultat comparable. D'autres fabricants renommés de cartes grand public comme Hercules intègrent eux aussi les processeurs Nvidia. Hercules, qui a été racheté par le groupe français Guillemot, a lancé à l'automne dernier la Prophet III titanium qui inclut la Geforce3 ti500 nouvellement sortie. Ces cartes, compétitives en coût, offrent des performances tout à fait honorables pour des utilisations professionnelles, pour des postes d'infographie 3D ou pour des applications temps réel. Ce constructeur intègre d'autres processeurs dans le reste de sa gamme comme le KyroII de STMicroelectronics.

Sur le Web

3Dlabs : www.3dlabs.com
ATI : www.ati.com
ELSA : www.elsafrance.fr
Nvidia : www.nvidia.com
Hercules : www.hercules.fr

Et avec Mac OS Le support depuis Mac OS 8.6 de la librairie graphique OpenGL ainsi que l'arrivée des logiciels 3D comme Maya sur Mac a exacerbé la concurrence entre constructeurs de cartes 3D. La position privilégiée d'ATI a été mise à mal. Sa carte Rage 128 Ultra équipe certes les imac et les Power Mac G4 peuvent être équipés de ses derniers modèles Radeon. Mais ce sont les processeurs graphiques de nVidia – les GeForce2 MX, avec 32 Mb et 64 Mb, ou les GeForce3 – qui sont proposés en standard sur les G4. La dernière carte d'Elsa, la Gladiac 921, avec processeur nVidia GeForce3 ti500, est aussi disponible pour Mac OS. De son côté, Formac, associé à 3Dlabs pour les processeurs, fournit les cartes ProFormance III de très bonne réputation mais peine à sortir sa nouvelle génération la ProFormance  4.

© février 2002 François Ploye et Pixel SA