Область деятельности NVIDIA – трехмерная графика – не имеет ничего общего с надеванием специальных очков и теми образами, которые словно выпрыгивают на нас с книжной страницы или киноэкрана. В данном случае термин «трехмерный», или «3D», используется для описания процесса создания изображения на мониторе компьютера. Если смотришь на статическое изображение, не замечаешь, что оно сделано с применением технологии 3D, – это всего лишь неподвижная картинка, состоящая из цветовых точек. Все меняется, как только вы получаете возможность контролировать положение воображаемой камеры в режиме реального времени. Мышь или джойстик помогут досконально исследовать трехмерную модель, рассматривая ее с разных сторон и ракурсов: сзади, снизу, сверху; можно переместиться в отображенном на мониторе пространстве, куда пожелаете. Возможно все, потому что компьютеру «известна» трехмерная структура всего места действия.

Многие базовые компоненты современной технологии 3D-моделирования были разработаны еще в конце 1960-х годов в Университете штата Юта в ходе большого исследования, которое проводили ученые Айвен Сазерленд и Дэвид Эванс. В то время как другие учебные программы по информатике знакомили студентов с высокими теориями, профессора Университета Юты сосредоточили внимание на практической задаче – визуализации 3D-изображений и создании авиационных симуляторов. Эта программа дала миру очень многое, и прежде всего потрясающее количество будущих светил компьютерной графики: основателя Adobe Systems Джона Уорнока, учредителя Atari Нолана Бушнелла, одного из основателей Pixar Эдвина Катмулла и создателя Silicon Graphics и Netscape Джима Кларка.

Джим Кларк основал компанию Silicon Graphics (далее SG) в 1982 году, когда работал в Стэнфордском университете. С первых дней своего существования SG занималась созданием самой быстрой на планете графической станции высокого разрешения. Компания оказала на отрасль компьютерной графики огромное влияние, не только предложив пользователям самое высокоэффективное аппаратное обеспечение машинной графики, но и разработав специальный язык графики (GL), ставший стандартом в индустрии. Аппаратное обеспечение и язык GL компании SG считаются главной логической схемой трехмерной графики. Данный подход получил название графический конвейер и сводится к тому, что образ в пространстве разбивается на треугольники, затем каждый из них отдельно обрабатывается, а потом они складываются в окончательное изображение. Один из примеров применения этой технологии хорошо знаком практически каждому, ее использовал Стивен Спилберг в «Парке Юрского периода» для создания динозавров-велоцирапторов. В 1992 году SG воплотила графический конвейер в конкретном аппаратном обеспечении – системе группы процессоров, соединенных с треугольной магистральной шиной. Машину назвали Reality Engine, она была почти полтора метра высотой и стоила больше 100 тысяч долларов.

К началу 1990-х годов все уже понимали, что процессоры со временем станут достаточно быстрыми и даже на персональных компьютерах можно будет поддерживать хорошую 3D-графику. Но воспользуются ли люди этой потрясающей возможностью? И если да, то как именно? Эксперты высказывали мнение, что, скорее всего, люди с помощью 3D-графики станут совершать виртуальные поездки в далекие города, а агенты по недвижимости начнут использовать новую технологию для демонстрации виртуальных домов потенциальным покупателям. Но рынок нашел ей совсем другую сферу применения. Главной причиной бурного роста спроса на процессоры 3D стал внезапный всплеск интереса к компьютерным сюжетным играм.

Однажды, зайдя в гости к другу, я увидел его сына-подростка Пола, который играл на ПК в игру под названием Myst. На мониторе застыла неподвижная картинка какой-то сцены. Когда Пол щелкнул на отображенном на экране мосту, дисковод компьютера немного поворчал, обдумывая следующий шаг, и только потом кадр сменился. Играла музыка, но в изображении ничего не двигалось и не менялось; на появление каждой новой сцены уходило несколько секунд. На дворе стояло лето 1994 года, и Myst считалась одной из самых популярных компьютерных игр.

Две недели спустя я зашел к приятелю снова; на этот раз Пол играл в Doom. На экране какой-то монстр спускался на платформе в мрачный зал и одновременно палил чем-то красным в персонажа, изображавшего Пола. А Пол увертывался от летящих шаров с помощью мыши и клавиатуры. Все происходило очень динамично, без каких-либо задержек. При малейшем движении пальцев мальчика его герой быстро и точно двигался в трехмерном пространстве. Вот он выбежал в дверь и помчался по коридору. Монстр за ним. Виртуальный Пол нырнул в альков, выглянул в коридор, выстрелил из пистолета и опять скрылся в нише, уворачиваясь от ответного выстрела. Повторив все это раза три, Пол убил монстра. Визуальные эффекты были очень быстрыми, а общее впечатление от игрушки оказалось неожиданно мощным – будто тебе впрыснули хорошую дозу адреналина.

Отец Пола, ученый-компьютерщик, работал в престижной Горной школе Парижа. По поводу Doom он сказал: «Это действительно потрясающая игра. Мне было и невдомек, что трехмерная графика может так быстро воспроизводиться на простом персональном компьютере. Сегодня, конечно, есть программы, позволяющие визуализацию 3D-графики на ПК, но на создание сцены у них уходят минуты или даже часы, но никак не миллисекунды».

Doom – детище Джона Кармака и Джона Ромеро, основавших в 1991 году частную студию id Software. Их наиболее успешные творения, особенно Doom и Quake, в корне изменили игры-боевики. Кармак и Ромеро, предложив новые умные технологии для отображения трехмерных сцен на дисплеях персональных компьютеров, перенесли центр тяжести инноваций в области компьютерных игр с игровых приставок на платформу ПК. Кроме того, id Software одной из первых умело воспользовалась тогдашней новинкой – интернетом. Например, она начала бесплатно распространять через сеть девять уровней Doom. А когда пользователь «подсаживался» на игрушку, ему уже ничего не оставалось, как купить зарегистрированную версию и продолжать играть дальше на следующих уровнях. Благодаря бесплатному распространению в развивающемся интернете Doom в одночасье стала настоящей сенсацией.

В 1996 году компания добавила к своей недавно выпущенной игре Quake новую функцию – возможность играть в сети с другими пользователями. Теперь компьютер одного геймера с установленной Quake можно было соединить через интернет с ПК других игроков, и они могли играть друг с другом. Каждый игрок и «двигался сам», и следил за перемещениями персонажей других участников Quake в режиме реального времени. После Quake многопользовательскую функцию включили почти во все компьютерные игры-боевики.

В результате появления групповых онлайн-игр требования пользователей к качеству трехмерной графики резко повысились. Конечно, руководя крупной компанией, или читая научные доклады о состоянии дел в индустрии компьютерной графики, или изучая статистические данные о продажах микросхем, вы вряд ли заметили бы эту проблему. Но если в те годы вы играли в Quake в интернете, то очень быстро сообразили, насколько ваша «жизнь» зависит от графической системы. Ведь если та безнадежно устарела, вы становились ни на что не способны: ни убежать, ни спрятаться, ни выстрелить – то есть вы, говоря на геймерском жаргоне, «тормозили», или «лагали», поэтому вас снова и снова «мочили». Ничто на свете не способно вызывать больший интерес пользователей, чем игра, которая ведется «не на жизнь, а на смерть», и очень скоро онлайн-битвы между подростками привели к формированию четко сфокусированного спроса на высокоэффективные процессоры для 3D-графики.