3D图形技术在手机应用中的技术挑战和竞争

商、图形引擎及软件提供商、游戏开发商以及基础设备开发企业等，都很快便看出这一潜在的问题，并进行广泛的合作/协作来共同保证从一开始便采用一致的API。

作为移动3D图形行业标准的Open GL-ES的出现，避免了手机制造商由于互不兼容的游戏软件格式而导致无谓的市场竞争。Open GL-ES源自台式机市场，且特别容易缩放，并已经剥离了原有的一些不必要功能，因而能以更小的占板面积来实现。

Open GL-ES已经获得了广泛的行业支持，不仅得到了手机制造商及器件与内核提供商的支持，同时也获得了图形引擎、游戏开发商以及操作系统供应商的支持。更重要的是，尽管Open GL-ES是一种低级的API，但完全能作为Java游戏环境中J2ME应用程序更高级JSR 184 API的补充。

现在，行业的专家们正在开发Open GL-ES 2.0，他们是一些了解市场及硬件局限以及能正确评估开发用于未来应用的软硬件所需资源的人士。第二代手机可能今年会进入设计阶段，且一年后便会有新产品推出-尽管这很大程度上依赖于用户对第一代产品的接受度。届时这些手机将大量上市，并预计将发布Open GL-ES 2.0，以准备开发第三代带3D图形功能的手机。

面临的技术竞争

真正的"技术竞赛"将从第二代具有3D图形功能的手机开始。厂商们将在纯技术性能方面展开前所未有的竞争，特别是一旦API标准完全确立后就将几乎没有什么分歧。一些人认为，手机制造商应避免过快地扩展其平台以及创建一些其专有的扩展，行业必须确保Open GL-ES标准API随市场一起发展。

事实上，Open GL-ES路线图已经确立，而且人们已开始着手制定Open GL-ES 2.0。虽然目前的API是基于状态机，但对于第三代手机来说，它必须发展成为基于Shader(着色引擎)的标准。现在，API基于固定功能管线(pipeline)，这种固定功能管线可以根据当前渲染条件来启用或禁用某些功能，它使厂商能根据吞吐量、像素数量及类似功能来制造不同的手机。

通过Open GL-ES 2.0，人们可对图形管线中的某些元素进行编程，从而使内容开发商能够精确定义如何处理顶点(vertex)或像素。这能采用程序性算法以使代码性能依赖于实现，因此不仅能为供应商提供更大的特性集与性能创新空间以及更大的差异化(尤其在视觉质量及效果方面)，而且还能为开发商保留一个公共平台。

与使用较大显示屏的桌面或控制台游戏机市场相比，图形子系统开发商必须重新审视移动电话市场。手机2.2英寸显示屏的像素密度远高于笔记本电脑屏幕的像素密度。新出现的2.5英寸显示屏很可能拥有高达每英寸400像素的密度，这是当前像素密度的两倍。因此，利用大量多边形及快速多边形速度来获得高分辨率图形的传统方法几乎完全不适用。聪明的设计者将把目光投向那些用于光照及显示的更高级(但基于更粗糙模型的)技术上。区别在于像素质量以及可用于这些像素的高端处理数量(其指标为每顶点每秒操作数及每像素每秒操作数)。开发商计划通过这种方法不仅能提供以前只有通过数百万多边形才能达到的画面质量，而且还不突?处理器性能、存储器容量及功耗指标。

计划中的Open GL-ES标准发展，不仅为整个移动3D图形市场提供了清晰的路线图及稳定的增长，而且也为厂商提供了一个健康竞争的市场。预计今后几年内，随着开放标准的发展，移动3D图形技术将扩展至许多别的平台及市场，包括汽车与航空电子设备等。

紧凑的3D图形解决方案

今天，一种最流行的面向移动设备平台的3D图形解决方案是由ARM公司开发的PowerVR MBX图形加速器系列。该产品由ARM与Imagination Technologies公司联合开发，其内核被应用处理器用来在移动电话、无线游戏及其他嵌入式设备中提供具有PC及游戏控制台画面质量的3D图形。

该图形加速器具有可分别提供QVGA与SVGA图形性能的两个版本(MBX R-S及MBX HR-S)。MBX R-S版具有较小的裸片尺寸，主要用于小型无线设备。而MBX HR-S版则具有更高的性能。这两款内核都拥有增加顶点几何处理器的选项，该处理器可以将主CPU从几何处理任务解脱，以实现先进的光照特性。

支持全2D与3D特性集且与Open GL-ES兼容的PowerVR MBX解决方案，采用块状渲染(tile-based rendering)来在芯片上实现全带宽密集型像素处理。通过取消3D内核与外部存储器之间的Z缓冲以及保证只将可见像素写入帧缓冲，可降低存储器带宽要求。块状渲染不仅能进行高位精度渲染与合成(即使在带有16位帧缓冲器的系统上)，而且还能实现可取消所有多余纹理操作的延时纹理。此种方案便于采用统一的存储器架构，在这种架构中，图形子系统与CPU一起共用系统SDRAM，从而可以采用节省成本与空间的SoC实现。

MBX内