3D圖形技術在手機應用中的技術挑戰(zhàn)和競爭
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僅在兩年前，手機還只提供基本的2D位圖圖形游戲作為附加功能，正如可發(fā)送短信的手機幾年前才出現(xiàn)一樣。手機游戲功能在亞洲國家開始流行，且消費者很容易即被下一代彩屏手機所吸引。用戶很快便開始希望能在其手機上玩更高性能的游戲。手機制造商們也順勢推出利用高級圖形特性(每像素16位彩色及有限圖形加速能力的QVGA分辨率彩屏)以及更復雜及交互式游戲的手機。隨著性能的提高，亞洲面向圖形手機的發(fā)展速度比世界其他任何地方同類手機的發(fā)展速度都要快。
現(xiàn)在出現(xiàn)了3D圖形功能，第一階段是通過軟件來引入3D圖形功能。這要求極大地提高處理器性能，但某些操作仍具有很大的性能局限，且高度復雜的交互式特性還不可行。去年，尤其是去年下半年，市場上開始出現(xiàn)帶基于硬件、真正3D圖形功能的移動設備。但在世界其他很多地方，人們仍心存疑慮：對于一種普通的語音通信設備，為什么需要彩屏，而且還要給它加上2D/3D圖形功能？用手機玩高級電子游戲可能很快會在歐洲流行，過兩年也會在美國流行。在西方國家，對連接互聯(lián)網、無線上網、GPS服務以及內置相機、多媒體消息、移動視頻、MP3播放以及游戲等應用感興趣的高端用戶正在增加。
但一種可以理解的謹慎觀念開始在移動電話行業(yè)中蔓延：盡管游戲依靠3D圖形、或實際上是3D圖形使性能更高的手機游戲成為可能并推動未來的手機更換市場，但這并沒有絕對的把握，畢竟游戲只是手機這一語音通信設備的一項附加功能。目前，市場上已有好幾種采用各種不同架構并帶3D圖形功能的第一代手機，其中有些聲稱具有較低的功耗，而其他則宣揚更好的視覺效果或特定功能特性。但總體而言，它們在性能或功能上并無多大差異。
面臨的技術挑戰(zhàn)
創(chuàng)造對高級特性的需求還只是移動設備制造商所面臨挑戰(zhàn)的一個方面。利用更強大的處理能力來處理并操作靜止及活動圖像數(shù)據(jù)的任務，再加上額外的存儲資源且不增加設備的體積和重量，這在技術上來講并非易事。若再加上至少保持或更理想地提高電池的待機時間，技術挑戰(zhàn)將變得極其嚴峻。
而此時專用視頻游戲市場中的圖形技術也已經大大向前發(fā)展。對于此類設備，尤其是基于控制臺的設備，對將強大處理能力以及專用游戲引擎放進狹窄空間中的壓力并不大。功耗仍是便攜式游戲設備的一個問題，盡管它們常常擁有足夠的空間來容納其他硬件，如復雜3D圖形芯片組及加速器等。但雙屏、觸摸屏、交互性以及處理大量像素的能力，將會使手機成為任天堂及索尼等游戲機公司所面臨的新威脅。
要將任何接近這些性能的東西集成在移動電話中，要求對手機的架構進行全新的考慮。大約6小時的電池使用時間對于游戲機來說至少還能接受，但對于移動電話，即使有這兩倍的時間也不夠。鑒于此，大多數(shù)手機設計者都采用增加處理能力、核心CPU單獨工作等能減少設備功耗的方案。
然而，移動電話還受到空間的壓力，必須以最小的硅(硬件)開銷來增加其他功能。即使采用第一種彩屏，處理及傳輸像素的任務仍需要一些理解像素空間的協(xié)處理器或專用DMA引擎。今天，盡管已有相當多基于DSP的芯片與內核、圖形加速器、專用協(xié)處理器、圖形引擎以及軟件解決方案可用，但如何實現(xiàn)仍很關鍵。架構、軟硬件劃分以及系統(tǒng)級芯片(SoC)或芯片組等決策，需在設計過程的前期制定并且非常關鍵。而制造成本只能靠大批量生產來分攤，后期設計變更大大增加成本，變更造成的項目延期則會冒喪失主要市場及盈利機會的風險。
圖形功能并不是一項后增加的功能，而是與顯示有關的所有操作的一個完整組成部分，集成并驗證這種復雜電子電路需要投入大量的工作。專用平臺的出現(xiàn)對手機開發(fā)商來說意義重大，因其能方便設計再利用，同時節(jié)省大量設計時間與驗證工作。3D圖形功能是一種最成功的應用子系統(tǒng)實現(xiàn)，尤其是它采用了可執(zhí)行一些特殊功能(不容易通過通用處理平臺來實現(xiàn)的)的專用加速器。
3D圖形API標準--Open GL-ES
移動電話行業(yè)需要游戲開發(fā)商的支持以確保有價格適中的游戲供用戶選擇，這其中一個潛在的難題是需要有應用編程接口(API)在處理硬件、軟件及圖形引擎間進行通信。移動電話業(yè)已經富有遠見地避開了PC 3D游戲市場早期所走過的彎路，當時各種專用API引起了不必要的競爭及沖突。主要手機制造商、芯片供應商、圖形引擎及軟件提供商、游戲開發(fā)商以及基礎設備開發(fā)企業(yè)等，都很快便看出這一潛在的問題，并進行廣泛的合作/協(xié)作來共同保證從一開始便采用一致的API。
作為移動3D圖形行業(yè)標準的Open GL-ES的出現(xiàn)，避免了手機制造商由于互不兼容的游戲軟件格式而導致無謂的市場競爭。Open GL-ES源自臺式機市場，且特別容易縮放，并已經剝離了原有的一些不必要功能，因而能以更小的占板面積來實現(xiàn)。
Open GL-ES已經獲得了廣泛的行業(yè)支持，不僅得到了手機制造商及器件與內核提供商的支持，同時也獲得了圖形引擎、游戲開發(fā)商以及操作系統(tǒng)供應商的支持。更重要的是，盡管Open GL-ES是一種低級的API，但完全能作為Java游戲環(huán)境中J2ME應用程序更高級JSR 184 API的補充。
現(xiàn)在，行業(yè)的專家們正在開發(fā)Open GL-ES 2.0，他們是一些了解市場及硬件局限以及能正確評估開發(fā)用于未來應用的軟硬件所需資源的人士。第二代手機可能今年會進入設計階段，且一年后便會有新產品推出-盡管這很大程度上依賴于用戶對第一代產品的接受度。屆時這些手機將大量上市，并預計將發(fā)布Open GL-ES 2.0，以準備開發(fā)第三代帶3D圖形功能的手機。
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