當前的消費性電子領域中，最熱門的話題之一莫過於三維(3D)，即使是不清楚3D為何的消費者，也開始期待在汽車、居家、行動及電腦這四個主要消費性電子產品的螢幕畫面中，體驗先進的3D使用者介面和應用，由此可知，今後圖形加速器(Graphics Acceleration)將成為不可或缺的技術之一。
最新個人電腦(PC)上，可看到Windows 7使用圖形加速技術的Aero 3D視窗介面功能，圖形加速器的形態可能是獨立或內建在晶片組裡的晶片，也可能是系統單晶片(SoC)，其影像表現比系統中一般用途的中央處理器(CPU)更佳，就毋須使用更快更強大的中央處理器來處理圖形加速。
圖形加速在桌上型、筆記型電腦及電玩遊戲主機中隨處可見，若無這種技術，許多大家視之平常的功能都可能會動彈不得。如今這些技術不僅見於個人電腦，智慧型手機(Smart Phone)等產品也開始使用，其趨勢不斷擴散並深植其他應用領域，像是多媒體播放器(Media Player)、個人導航系統(Personal Navigation System)及平板裝置(Tablet Device)等新興產品。
圖形加速技術增加終端裝置賣點
行動裝置市場是圖形加速技術(尤其是3D)的新大陸，產業分析報告指出，這個技術將會不斷成長，並成為行動電話的標準功能，預估2012年全球將出現超過40%(約五億支)手機配備圖形加速的硬體。不單是手機，其他可攜式裝置如個人多媒體播放器(PMP)、可攜式導航裝置(PND)、手持式電腦、電玩遊戲機、數位相機與攝錄放影機及其他各種互動裝置等多少都須要使用圖形加速的技術。
圖形加速的意思是加快影像在畫面中顯示的速度，並呈現其他的視覺效果，這可以透過軟體或硬體的方式來達成。以目前的手機來看，硬體的表現比軟體好十五至二十倍，並可以省下更多的電力。
現在市場上已經有許多的電子產品，因為具備整合圖形加速的技術，所以在市場上得到廣大的迴響，甚至進而激勵相關內容及應用的發展。具備3D的使用者介面及瀏覽功能，在行動裝置與車用裝置的圖形加速應用領域中，以非常快的速度就能成為所謂的殺手級應用。也因此，終端(尤其是以高畫質為訴求)產品的製造廠商，大部分為了藉由產品差異化來增進產品行銷時的賣點，他們多半會整合觸控螢幕(Touch-screen)等許多創新的功能，例如Imagination的POWERVR SGX繪圖處理晶片技術，就已運用在三星(Samsung)的Wave與Galaxy S、摩托羅拉(Motorola)的Droid，以及索尼愛立信(Sony Ericsson)的Vivaz等智慧型手機中，以增進使用者的介面與電玩遊戲等效果。
圖形加速應用廣泛 使用者感受升級
一般而言，圖形加速主要應用在使用者介面、導航與駕駛資訊(Navigation And Driver Information)、遊戲及Flash播放器(Flash Player)等領域。
3D使用者介面影響產品觀感
由於使用者介面在使用過程中會持續接觸，進而塑造使用者對該產品的整體觀感。使用者對3D的感受，讓使用者介面的設計人員在尺寸有限的行動裝置螢幕中發揮最大功效，包括把物件置放在背景中，或以正在使用的物件「隱藏」其他物件，需要時才跳出來；經由透通(Transparency)、旋轉木馬(Carousels)及高畫質縮放(High-quality Scaling)的方式，讓設計人員展現操作裝置介面的巧思。消費者會因為對上述介面效果的特殊需求，而青睞某款特定的智慧型手機，這也說明為何3D繪圖處理是改變使用者體驗的關鍵角色、動態且圖形豐富的3D使用者介面又將如何改變使用者對產品的看法。
導航裝置因3D更具吸引力
不論是車內裝置還是可攜式導航裝置產品市場，都因先進的3D圖形技術而更具吸引力，不僅讓螢幕表現更寫實，也讓產品在高畫框速率(Frame-rate)的真實3D地圖中，增加動態浮動圖示(Dynamic Floating Icon)，藉此展現3D熱門景點(Points Of Interest)。3D技術還能透過車內多媒體電子裝置提供先進的使用者介面，如設定導航、駕駛資訊及其他使用者可自行控制或變更的高畫質圖形加速畫面等，讓使用者享受個人化的「換膚」(Re-skinned)樂趣。當然，過去已廣泛在某些導航裝置上運作的應用，今後也會陸續出現在具有全球衛星定位系統(GPS)功能的手機中。
手機遊戲視覺品質媲美電玩主機
加速化圖形已是大眾市場遊戲產品的標準，新一代技術具高效能、低頻寬及低功耗的架構，可將過去用在電玩主機的遊戲技術帶進行動裝置中。透過渲染式(Shader-based)繪圖技術系統，最新一代加速器讓手機擁有和電玩主機等量齊觀的視覺品質，讓每個畫面都能夠經由更醒目嶄新的設計呈現，比起基本描繪技術(Basic Rendering Technique)在不同應用程式裡看起來皆大同小異的畫面，新一代的圖形加速更加引人注目。
Flash播放器打造桌上型電腦體驗
Adobe Flash技術在網路方面的應用項目越來越多，高性能的Flash播放器能呈現出如桌上型電腦般的體驗，對行動裝置上網的應用市場而言，將是成功的關鍵。目前優化的解決方案已經採用了3D繪圖硬體加速引擎(Hardware Acceleration Engine)，讓使用者毋須顧慮手機電池電力及其他連線上網的問題，直接瀏覽想看的內容。舉例來說，一支由宏達電推出，搭載Imagination技術的手機，在Flash Lite 4的播放環境中可提升五倍的播放速度。
SoC矽智財搭配整合平台征服市場
消費性電子產品製造商及半導體晶片供應商都希望接觸到更廣泛多元的加速化圖形功能，以便在行動裝置上開發出更新穎複雜的應用。然而，要達成並維持這項目標，須要花費數以千萬美金的成本，並投入許多不同資源把一些基礎技術整合至系統單晶片(SoC)中，這也是他們轉而尋求系統單晶片矽智財(IP)的原因。
在最先進的系統單晶片矽智財中，3D繪圖核心已能在較低的記憶體需求及功耗狀態下呈現高畫質影像。然而市場不僅需要單純的矽智財，還有一套完整整合的平台，以滿足半導體供應商、裝置產品製造商及軟體內容開發業者的需求。
圖形加速技術平台的矽智財核心提供標準化的軟體、開發工具及產業支援，並且協助內容與應用的開發。高品質內容對產品的銷售大有裨益，也因此系統單晶片矽智財的領導廠商廣受業界歡迎。這些供應商、主要的半導體業者、重要的原始設備製造商(OEM)/原始設計製造商(ODM)，甚至是如Khronos Group等技術標準制訂團體都與產業聯盟攜手合作，共同建立許多開放式標準、免授權費的圖形化應用程式介面，進而加快各種媒體檔案在各類平台及裝置上播放的速度。
系統單晶片矽智財使裝置製造商省下許多開支並讓產品及時上市，那些節省下來的開發成本可用在提供終端使用者更高性能與多功能上，並滿足新一代行動電話及相關產品的消費需求。
以Imagination的POWERVR繪圖加速技術為例，使用獨特的磚牆式延緩描繪技術(Tile Based Deferred Rendering, TBDR)，另外再加上渲染式的(Shader-based)架構，可在非常小的晶片尺寸中提供較其他競爭技術更高性能、高畫質及低功耗的整體表現。
在這個先進的繪圖產品系列中，最新一代產品系列為POWERVR SGX Series5及Series5XT家族的繪圖矽智財核心(Graphics IP Core)。其中Series5架構更把TBDR功能帶到另一個新境界，透過可階層化特性(Scalability)，可以支援一到八個甚至更多個管線(Pipelines)；其獨特的通用可以階層化渲染引擎(Universal Scalable Shader Engine, USSE)，使POWERVR SGX完全符合OpenGL ES 2.0，同時讓手機與消費性電子產品平台具備渲染式繪圖處理能力。
Series5XT架構和Series5比較起來更勝一籌，因為前者可透過增加浮點與指令吞吐量(Floating Point And Instruction Throughput)、原生支援(Natively Supported)YUV，以及色彩空間轉換(Color Space Conversion)訴求，提供更顯著的性能表現。
在API與作業系統(OS)支援方面，所有SGX核心均支援OpenGL ES 2.0/1.1、OpenVG 1.1、OpenGL 2.0/3.0、OpenCL 1.x與DirectX 9/10.1，以及Symbian、Linux、Android、WinCE/Windows Mobile，另外也千萬不能忘了Windows 7/Vista/XP等受歡迎的平台。
SGX不僅完全支援先進的OpenCL圖形能力，同時也可以支援3D繪圖與一般用途之跨平台GP-GPU API，進而讓行動與嵌入式應用(Embedded Application)在不同環境中充分發揮最大效能，如數位圖像、影像處理、遊戲物理(Game Physic)、加密解密(Cryptography)及其他一般運算工作等，都因平行處理(Parallel Processing)而受惠。
(本文作者為Imagination圖形業務開發經理)