3dfx Voodoo Grafikkarten – Der Voodoo Graphics

Heute ein Gastblog von Stefan

Als in der Mitte der neunziger Jahre die Computerspielbranche noch in den Kinderschuhen steckte und Heimcomputer wie der Atari oder sogar noch Commodore weit verbreitet waren und Konsolen von Nintendo, Sega und Sony den Markt beherrschten waren 3D-Computerspiele eher die völlige Ausnahme.

Bekannte Spielemacher wie ID Software programmierten gerade die ersten 3D-Spiele für den PC, welche aber mangelns passender Hardware nur von einem leistungsstarkem Prozessor berechnet werden konnte.

Leider sah die Grafik noch alles andere als schön aus. Konsolen waren dem PC mit hohen Auflösungen und schönen Texturen noch überlegen.
Der am 23. Juni 1996 Nintendo 64 konnte bereits Auflösungen bis 768×576 (PAL) darstellen. Die wurde nur noch die leistungsfähige Hardware möglich, denn in ihm schlug ein RISC-Herz von SGI, der MIPS R4300i mit 93,75MHz. Für die Grafikberechnungen war sein Coprozessor, der SGI RCP mit 62,5MHz und einer Füllrate von 150.000 Polygonen pro Sekunde.
Bei den Computerspielen war zu dieser Zeit noch eher Schmalkost angesagt.So musste man sich mit ungefilterten Texturen und niedrigen Auflösungen zufriedengeben und wenn der Prozessor nicht gerade einer der frisch erschienen Pentiums war, dann stieg der Framecounter auch nicht wirklich in spielbare Bereiche.

Bereits vor dem Durchbruch von 3Dfx versuchten sich einige Chiphersteller an „3D-Hardware“. Den Namen 3D-Beschleuniger haben aber alle Versuche nicht verdient.
So besaß der S3 Virge DX Chip bereits bilineares Filtering, welches aber die Spiele eher „entschleunigte“ und teilweise mit starken Gafikfehlern zu kämpfen hatte.
Auch nVidia, heute zusammen mit AMD (früher ATI) der größte 3D-Chiphersteller der Welt stand schon mit seinem ersten Grafikprozessor, dem nV1 an der Schwelle des Untergangs, da dieser anstatt wie alle anderen Chips mit NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) die Spielewelt berechnete und schwierige Programmierung sowie seine völlig andere Eigenschaft der Spieleweltdarstellung einen Aufstieg verhinderten. Zahlreiche Entlassungen waren die Folge.
ATI konnte mit dem Rage 3D einen ebenfalls nur mäßigen 3D-Chip vorweisen, welcher jedoch mit Teriberproblemen sowie nicht gerade schneller Berechnung seinem Namen nicht gerecht wurde.

Quasi über Nacht jedoch wurde die Computerwelt revolutioniert. Die 1994 gegründete 3D-Schmiede 3Dfx (welches damals noch mit großen „D“ geschrieben wurde), stelte den Voodoo Graphics (auch Voodoo 1 genannt) vor, welcher aus den beiden Chips „TexelFX“ und „PixelFX“ bestand. Der PixelFX war die sogenannte Renderingpipeline, in der die Spielewelt aufgebaut wurde und der TexelFX texturierte die Spielewelt mit Texturen.
Zusammen besaßen die beiden Chips etwa 2 mio. Transistoren bei einer Strukturbreite von 0,5µm. Mit insgesamt 4MByte EDO-DRAM, welcher mit 50MHZ syncron zum 3D-Chip getaktet wurde, war endlich der Weg frei für bildhübsche Spiele mit wunderschönen Texturen.
Plötzlich waren Auflösungen von bis zu 800×600 Pixel (640x480Pixel bei aktivem Z-Buffer) in butterweicher Darstellung möglich.

Die Liste der unterstützten Techniken war überwältigend.

• dreiecksbasierte Rasterisierungseinheit
• perspektivisches Texture Mapping
• Alpha Blending
• 24 Bit Dithering
• Textur-Antialiasing (hier im Sinne von Edge-Antialiasing) mit Subpixelkorrektur
• linear interpoliertes polygonbasiertes Gouraud Shading
• linear interpoliertes 16 Bit Z-Puffer Rendern
• perspektivisches und gleitkommagenaues 16 Bit W-Puffer Rendern
• unterstützte Interpolationsmethoden zur Texturfilterung: Point Sampling sowie bilineares und trilineares Texturfiltern mit integriertem LOD abhängigen Mip Mapping der Textur
• unterstützte Texturformate
  • 8 Bit: RGB(3-3-2), Alpha(8), Intensity(8), Alpha-Intensity(4-4), YIQ(4-2-2) (narrow channel Texturkompression)
  • 16 Bit: RGB(5-6-5), ARGB(1-5-5-5), ARGB(4-4-4-4), ARGB(8-3-3-2), Alpha-Intensity(8-8), AYIQ(8-4-2-2) (Alpha + narrow channel Texturkompression)
• „narrow channel“ Texturkompression: 24 Bit RGB nach 8 Bit YIQ
• 2-4 MB EDO DRAM Framebuffer
• 1-4 MB EDO DRAM Texturspeicher

Vor allem der bilineare Filter welcher nun mit dem Voodoo Graphics jetzt ohne jegliche Kompromisse arbeitete, veränderte die Spielegrafik auf eine nie da gewesene Weise.

Spieleklassiker wie Tomb Raider waren mit einem solch technologisch fortschrittlichem Unterbau auch auf älteren 486er Systemen in flüssigen Bildraten möglich.
Ein Vergleich zwischen ungefilteter und 3dfx-beschleunigter Grafik zeigt deutlich den Unterschied.

Weitere bahnbrechende Spiele waren POD, Unreal, ein heute indiziertes bebendes Spiel von ID-Software, Mech Warrior 2 und etliche weitere.
Natürlich wollten das die anderen Hersteller nicht auf sich sitzen lassen und entwickelten weitere Chipsätze wie der Riva128 von nVidia oder der Rage128 von ATI. Jedoch konnten sie 3Dfx nicht die Stirn bieten.

370DM kostete damals die Karte, was der Tatsache zu verdanken ist, das die EDO-Preise gerade einen großen Preisverfall durchlebten und die Karte so erschwinglich wurde, da sie ursprünglich für gute 500DM angeboten wurde.
Die bekanntesten Hersteller waren vor allem Diamond, Canopus, Guillemot und Miro.

Ein starker Nachteil des Voodoo Graphics war die Tatsache dass die Karte alleine nicht betrieben werden konnte. Es war eine weitere für die 2D-Darstellung des Windows-Desktops oder der DOS-Oberfläche nötig, da die 3Dfx’sche Karte nur das 3D-Bild darstellen konnte, jedoch auf eine 2D-Karte angewiesen war.
Das Signal dieser wurde dann durch die Voodoo 1 mittels eines beiliegendes Loop-Kabels durchgeschleift und der Monitor an dem VGA-Ausgang der Voodoo-Karte angeschlossen.
Startete man ein 3D-Spiel wurde die 3Dfx-Karte aktiv und schaltete das 2D-Signal ab.

Weitere Produkte wie der etwas kritisierte Voodoo-Rush, welcher einen 2D-Chip mit dem Voodoo 1 auf einer Platine verband, jedoch nicht deren Leistung erzielte, und der im Gegensatz dazu überaus erfolgreiche Voodoo 2 welcher erstmals SLI (Scan-Line Interleave), also das koppeln zweier Voodoo 2 Karten ermöglichte und dabei Auflösungen bis 1024×768 erreichte, festigten 3Dfx Fuß am Grafikkartenmarkt.

Nachdem man aber mit dem Voodoo 3 aus technischer Hinsicht etwas hinterherhinkte, sowie das Geschäftsmodell stark verschlechtert wurde seit dem Kauf von STB, der VSA100 alias Voodoo4 und 5 zu spät am Markt erschien und der heute einer Legende gleichenden Voodoo 5 6000 nie auf dem Markt kam, verlor 3dfx seitdem viel Markt und wurde schließlich im Dezember 2000 vom Konkurrenten nVidia für eta 112 mio. US-Dollar aufgekauft.

Doch noch heute gibt es eine Menge Menschen, welche die Tradition von 3dfx pflegen und immer noch mit diesen Grafikkarten spielen.
Zu diesen gehöre auch ich, auch wenn ich keine so stattliche Sammlung vorweisen kann wie einige andere.
Viele nützliche Informationen rund um 3dfx gibt es zb. bei www.tdfx.de, www.voodooaler.de und www.3dfxzone.it, sowie etlichen anderen Fanseiten.
Anbei noch einige Bilder meiner Voodoo 1, der Diamond Monster 3D, welche auch heute noch vollständig funktioniert.