変形、クリッピング、照明

変換、クリッピング、ライティング（T&LまたはTCL ）は、コンピュータグラフィックスで使用される用語です。

変換とは、 3次元シーンを2次元ビューに変換する処理です。クリッピングとは、レンダリング完了後に画像に表示される部分のみを描画する処理です。ライティングとは、照明情報に基づいてシーンの様々な表面の色を変更する処理です。

ハードウェア T&L は 1993 年以来アーケードゲームシステムボードで使用されており、^{[ 1 ]}家庭用ビデオゲームコンソールでは 1994 年のセガ ジェネシスの Virtua Processor (SVP)、セガ サターンの SCU-DSP、ソニー プレイステーションの GTE、 1996 年のニンテンドー 64の RSP以来使用されていますが、これは従来のハードウェア T&L ではなく、メイン CPU の代わりにコプロセッサで実行されるソフトウェア T&L であり、基本的なプログラマブル ピクセル シェーダーや頂点シェーダーにも使用できました。より伝統的なハードウェア T&L は、 2001 年のゲームキューブとXboxでコンソールに登場しました(PS2 は T&L にベクトル コプロセッサを使用しています)。パーソナル コンピュータでは、より高速なCPU がますますリアルなレンダリングの要求に追いつくことができると考えられていたため、1999 年までソフトウェアで T&L が実装されていました。しかし、当時の3Dコンピュータゲームは、CPUの処理能力の向上よりもはるかに速いペースで、ますます複雑なシーンや詳細な照明効果を生み出していた。

NvidiaのGeForce 256は1999年後半に発売され、コンシューマー向けPCグラフィックカード市場にT&Lのハードウェアサポートを導入しました。T&Lハードウェアだけでなく、特定の状況で同じ頂点を2回処理する必要がなくなるキャッシュのおかげで、頂点処理が高速化されました。DirectX 7.0（特にDirect3D 7）はハードウェアT&Lをサポートする最初のAPIリリースでしたが、OpenGLはそれよりもずっと前からT&Lをサポートしており、通常はゲームではなくコンピュータ支援設計（CAD）向けに設計された、より古いプロフェッショナル向けの3Dアクセラレータの領域でした。

AladdinのArtX統合グラフィックスチップセットもT&Lハードウェアを搭載しており、ソケット7プラットフォーム向けのAladdin VIIマザーボードの一部として1999年11月にリリースされました。^{[ 2 ]}

S3 Graphicsは、GeForce 256の直後の1999年後半にSavage 2000アクセラレータを発売したが、S3はハードウェアT&Lサポートを可能にするDirect3D 7.0ドライバを開発することはなかった。 ^{[ 3 ]}

ハードウェアT&Lは当時、ゲームにおいて幅広いアプリケーションサポートを受けていなかった（主にDirect3DゲームがCPU上でジオメトリを変換し、インデックス付きジオメトリの使用が許可されていなかったため）。そのため、批評家たちはT&Lには実用上の価値はほとんどないと主張した。当初は、当時のOpenGLベースの3Dファーストパーソンシュータータイトル、特にQuake III Arenaで多少のメリットがあっただけだった。3dfxをはじめとする競合するグラフィックカードメーカーは、高速なCPUがあればT&Lユニットの不足を補えると主張した。

ATI が GeForce 256 に対して最初に出した対応は、デュアルチップのRage Fury MAXXでした。2 つの Rage 128 チップを使用し、それぞれが別のフレームをレンダリングすることで、このカードは SDR メモリの GeForce 256 カードのパフォーマンスにいくらか近づくことができましたが、GeForce 256 DDR は依然として最高速度を維持していました。^{[ 4 ]} ATI は当時、ハードウェア T&L も実装したRadeonとして知られる独自の GPU を開発していました。

3dfxのVoodoo5 5500にはT&Lユニットは搭載されていませんでしたが、GeForce 256と同等の性能を発揮することができました。ただし、Voodoo5は市場投入が遅れたため、発売時には後継機種であるGeForce 2 GTSには及ばなかったのです。

STMicroelectronicsのPowerVR Kyro IIは、2001年に発売され、ハードウェア変換やライティング機能を搭載していなかったにもかかわらず、当時のベンチマークテストでは、より高価なATI Radeon DDRやNVIDIA GeForce 2 GTSに匹敵する性能を発揮しました。しかし、ハードウェア変換やライティング機能に最適化されたゲームが増えるにつれ、KYRO IIはその性能上の優位性を失い、現在ではほとんどの最新ゲームでサポートされていません。

Futuremarkの3DMark 2000はハードウェアのT&Lを多用したため、Voodoo 5とKyro IIはどちらもベンチマークテストで低いスコアとなり、GeForce 2 MXやRadeon SDRといった低価格帯のT&Lビデオカードに劣る結果となった。

2000年までに、同等のRadeon 7xxxシリーズを擁するATIだけが、NvidiaのGeForce 256およびGeForce 2と直接競合する存在となった。2001年末までには、すべてのディスクリートグラフィックスチップにハードウェアT&Lが搭載されるようになった。

ハードウェアによるT&Lのサポートは、ソフトウェアT&Lに依存していたDirect3D 6世代のGPUとは異なり、GeForceとRadeonの将来を確固たるものにした。ハードウェアT&Lは新たなレンダリング機能を追加するものではないが、そのパフォーマンス向上により、より複雑なシーンの処理が可能になり、多くのゲームで最適なパフォーマンスを得るためにハードウェアT&Lの使用が推奨されるようになった。ハードウェアでT&LをサポートするGPUは、一般的にDirectX 7.0世代に属するとみなされている。

ハードウェアT&LがGPUの標準となった後、コンピュータ3Dグラフィックスの次のステップは、完全にプログラム可能な頂点シェーダーとピクセルシェーダーを備えたDirectX 8.0でした。しかし、 Half-Life 2など、DirectX 8.0シェーダーを使用する初期のゲームの多くは、 DirectX 7.0ハードウェアT&L GPUでもゲームを実行できるように、その機能をオプションにしていました。たとえば、GeForce 256は、 Star Wars: Empire at Warなどのゲームで、2006年頃までサポートされていました。