OSMAN KENT

Murat Yıldırımoğlu

Osman Kent, 3DLabs adındaki bir firmanın iki kurucusundan birisi (diğeri de bir Türk, Yavuz Ahıska). 1994 yılında kurulan 3DLabs'in grafik işlemcileri, biz Türklerin bilgisayar dünyasına ender katkılarından birisini oluşturuyor.

3DLabs 1994 yılında kurulmuş. Kuruluş amacı üç boyutlu grafik teknolojisini PC'lere taşımak için donanım ve yazılım üretmek. Şu anda piyasada beş farklı işlemcisi bulunuyor ve işlemcileri Diamond ve Elsa gibi firmaların görüntü kartlarında ve Compaq, Digital ve Hewlett-Packard gibi firmaların bilgisayarlarında kullanılıyor.

3DLabs'in 1996 cirosu bir önceki yıla göre % 199 artarak 19.69 milyon dolara ulaşmış 1996 için net kar ise 2.63 milyon dolar. Çalışan sayısı 50. Merkezi ABD'de Kaliforniya'da, araştırma-Geliştirme merkezi ise İngiltere'de bulunuyor.

3DLabs'in ürünlerini anlatmadan önce üç boyutlu görüntü işleme konusunda biraz bilgi verelim:

Yeni satılmakta olan bilgisayarlarda en azından 120 MHz’lik bir Pentium işlemci bulunuyor. Kişisel bilgisayarlarda rastlamayı kanıksadığımız bu işlemciler 20 yıl öncesinin yüzbinlerce dolarlık bilgisayarlarından binlerce kez daha güçlü. Ama bu işlemciler bile üç boyutlu görüntüleri işlemek için özel devrelerin yardımına gerek duyuyor. Çünkü kullanıcılar artık ekranlarında Cin Ali çizimleri değil, etiyle kanıyla gerçeğe yakın görüntüler istiyorlar ve bu görüntüleri oluşturmak, etkileşimli bir şekilde değiştirmek için çok güçlü sistemler gerekiyor.

Üç boyutlu işlemlerin hızını birçok etmen etkiler. Bu işlemler için mikroişlemci ile diğer birimler arasında dev miktarlarda veri akışı gerçekleşir. Üç boyutlu nesneler çokgen şekillerin (poligonlar) bir birleşimi olarak modellenir. Çokgen şekiller ise küçük küçük üçgenler şeklinde gösterilir. Bir çokgeni oluşturan iki adet üçgeni göstermek için tam 29 adet 32 bitlik parametre gereklidir. Bu rakam da tüm görüntü için saniyede yaklaşık 10 Mbit’lik veri demektir. Bu hızı ISA bus üzerinden elde etmek olanaksızdır; PCI bus bile yeterli gelmeyebilir. Bu veri yığınına bir de programların kendilerinin izlediği parametreleri eklediğimizde merkezi işlemcinin üzerindeki yükü daha da arttırırız. Bu yüzden 3 boyutlu grafik nesnelerini gerçek zamanda işlemek için şimdiye kadar onbinlerce dolarlık iş istasyonları kullanılıyordu. Herkesin kolaylıkla edinebildiği PC’lerde ise bu tür kaliteli görüntüleri elde etmek mümkün olmuyordu.

3DLabs’in geliştirdiği grafik hızlandırıcı devreler sayesinde bu tür ağır işlemler, fiyatı birkaç yüz dolarla birkaç bin dolar arasında değişen grafik kartları ile normal PC’lerde de gerçekleştirilebiliyor (Fotoğraf 2: 3DLabs'in GLINT İşlemcisi). Piyasada 3DLabs'in ürünlerine benzer başka devreler de var ama 3DLabs'in işlemcileri sergilediği üstün performans ve kullanımının esnekliği sayesinde tüm bu devrelerin arasından sıyrılıyor ve örneğin, multimedya devi Creative firması Video Blaster adlı ürününde bu devreyi kullanıyor. Creative’in açıklamasına göre 3DLabs'in GLINT’ini kullanan bu ürün Sony’nin benzer bir ürününün tam iki katı performans sergiliyor. Bullfrog, Mindscape, Looking Glass Technologies gibi oyun firmaları da oyunlarında bu devreyi destekliyorlar (fotoğraf:3 GLINT ile hazırlanmış bir motorsiklet yarışı oyunu görüntüsü). Yine üç boyutlu grafikler alanında yabancı yayın organlarında hep birinci seçilen Omnicomp firması da görüntü kartlarında bu devreyi kullanıyor(fotoğraf:4: Omnicomp’un grafik hızlandırıcı görüntü kartı).

3DLabs'in geliştirdiği ilk işlemci GLINT adını taşıyor. Osman Kent’e göre GLINT devresi on yıllık bir deneyimin sonucu. Bu on yıl boyunca 3DLabs firması Sun ve Silicon Graphics iş istasyonları için grafik donanımı ve yazılımı üretmiş ve bu alanda büyük bir deneyim kazanmış.

GLINT üç boyutlu grafikleri olduğu kadar 2 boyutlu grafikleri de hızlandırıyor. GLINT’in grafik işleme çekirdeği, biri üç boyutlu diğeri 2 boyutlu işlemler için kullanılan iki bağımsız birim içeriyor. Kent bu durumun zorunlu olduğunu söylüyor. Çünkü aksi durumda, yani 3 boyutlu ve 2 boyutlu işlemlerin aynı birimde ele alındığı durumda, ağır 3 boyutlu işlemler yapılırken diğer işlemler duruyor ve örneğin kullanıcının pencereleri hareket ettirmesi bile olanaksız oluyor.

GLINT işlemcisi, giderek yaygınlaşan Windows NT işletim sisteminin grafik sistemi olan OpenGL’in rasterizasyon işlemlerini (ekranda görünmesi gereken resim elemanlarının, yani pixellerin, hazırlanmasını) de hızlandırır. Aynı zamanda antialiasing, texture mapping, çokgen alanların yumuşak gölgelendirilmesi (smooth shading) ve fırça maskelerine karşı pixel’leri kırpma işlemlerini de içerir. Basit bir şekilde ifade etmek gerekirse bu çokgende hangi pixeller var, bu pixellerin renkleri nedir, bu pixeller ekranda yer alıyor mu gibi soruları yanıtlar. Gerçi GLINT işlemcisi OpenGL kadar başka grafik sistemlerini (örneğin, Intel’in 3D Render adındaki API’nı) da destekleyebiliyor ama piyasanın yönelimi Windows NT’ye,dolayısıyla OpenGL’e doğru olduğu için GLINT bir OpenGL hızlandırıcı olarak biliniyor. Windows NT altında yazılım üreten Intergraph Software Solutions firması, kendi MicroStation adındaki CAD programını OpenGL’e ve GLINT’e bağlayan yazılımlar üretti. Bu yolla Intergraph firması bazı 3-D işlemlerinde yüzde 3000’lik performans artışı elde etmiş. Çift işlemcili bir sistemde sıradan CAD çizimlerini ekrana getirmek için harcanan zamanda ise yüzde kırklık bir performans artışı gözlenmiş.

Windows NT içindeki bir native mod sürücü GLINT devresine destek sağlar. OpenGL fonksiyon çağrıları doğrudan GLINT’e yönlendirilir. Normal GDI (Graphical Device Interface) grafik çağrıları GDI32.DLL yolu ile GLINT aygıt sürücü arabirimine geçirilir.

GLINT hızlandırıcısı 24 bit renk derinliğinde bir saniyede 750.000 adet 10 pixellik satırı işleyebilir. 8 Bit renk derinliğinde bir saniyede 48 milyon pixel’i işleyerek ekrandan ekrana kopya işlemi yapabilir. Bu rakamlar 50 MHz’lik bir saat frekansında saniyede 2.5 milyar işleme karşılık geliyor.

GLINT’in 300SX versiyonu saniyede Gouraud-gölgelendirmesi yapılmış 300.000 üçgen üretebilir. Ama bu kapasiteyi kullanabilen çok az yazılım ve donanım sistemi vardır. 120 MHz’de çalışan ve hızlı bir PCI bus ile GLINT’e bağlanan bir Pentium bile saniyede ancak 200.000 üçgen üretebilir.

GLINT'in 300SX versiyonu dışında GLINT 500TX ve GLINT Delta adında iki başka versiyonu daha var. GLINT 500 TX daha yüksek performanslı bir devre: Tek başına ya da paralel olarak saniyede 1 milyon adet Gouraud gölgelendirilmiş, Z buffer'lı, 32 bit renk derinliğinde, 25 pixel'lik poligon üretebiliyor.GLINT Delta'nın özelliği ise grafik işlemleri için tamsayı değil de kayan nokta (floating point) aritmetik birimi içermesi. Bu haliyle çok daha yüksek performans hedefleyen uygulamalar için ideal.

GLINT serisi dışında 3DLabs'in bir de Permedia serisi bulunuyor. 1996'nın Ağustos ayında piyasaya sürülen bu seride Permedia ve Permedia NT işlemcileri bulunuyor. Permedia serisi Windows 95 ve Windows NT ortamları için düşük maliyetli 3D ve 2D hızlandırma ile MPEG oynatma özellikleri içeriyor.

OpenGL Nedir?

OpenGL bir grafik programlama standartıdır. Bu standart ilk önce Silicon Graphics’in kendisine özel bir API’ı olarak yola başlamış ama sonra birçok değişik işletim sisteminde kullanılan başarılı bir standart olmuştur. Şu anda Silicon Graphics’in bilgisayarlarında ve Windows NT ile OS/2 gibi işletim sistemlerinde kullanılmaktadır. Özellikle mekanik ve mimari CAD yazılımlarında yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Hem yaygınlığı hem de donanım olarak çeşitli hızlandırıcı devrelerin var olması yüzünden tercih edilmektedir.

Antialiasing: Antialiasing önemli bir grafik işlemdir ve ekrandaki görüntünün daha gerçekçi görünmesini sağlar. Ekrana bir doğru çizdiğimizde bir dizi pixel aydınlatılır. Doğruyu oluşturan pixeller aynen merdiven basamakları gibi görünür. Antialising işlemi ile merdiven tipi görüntüyü önlemek için fazladan pixel eklenir, böylece de çizimler yumuşar, doğallaşır.