Hans de Ruiter - vývojář ovladačů RadeonHD

Hans de Ruiter je elektrotechnik, softwarový inženýr a známý Amiga vývojář pocházející z Nového Zélandu. Vystudoval elektronické inženýrství na University of Canterbury (2003) a následně získal titul Ph.D. v oboru aplikované vědy a inženýrství na University of Toronto v Kanadě (2008). Už od mládí si sám osvojoval programování a konstruoval vlastní elektronické projekty - tyto zájmy jej nakonec přivedly až k vědeckému studiu počítačového vidění (Computer Vision) a grafiky na doktorandské úrovni. Profesně se věnuje vývoji grafického softwaru i hardwaru a díky spojení teoretických znalostí a praktických zkušeností patří k předním expertům na grafické technologie v komunitě Amiga.

Hans de Ruiter - vývojář RadeonHD ovladačůa systému Warp3D Nova pro AmigaOS 4.x.

Cesta k platformě Amiga

Na přelomu 80. a 90. let se Hans de Ruiter poprvé seznámil s počítači Commodore a Amiga. Začínal na domácím počítači Commodore 64, na kterém se naučil své první programátorské krůčky. Následně jej kamarádi uvedli do světa Amigy, který jej uchvátil svými možnostmi. První vlastní Amigou v rodině de Ruiterových byl model Amiga 600, později si Hans z druhé ruky pořídil výkonnější Amigu 1200. Tu následně vylepšil turbokartou s procesorem 68030 a vlastnoručně si jí přestavěl do tower skříně - originální konverzní kit z Anglie byl totiž příliš drahý, takže si poradil po svém. Na Amize 1200 Hans aktivně pracoval a hrál až do konce svého bakalářského studia elektrotechniky.

Když v roce 2003 odjel do Kanady na postgraduální studium, nemohl si velkou tower Amigu vzít s sebou. V té době se ale na trh dostával první next-gen Amiga kompatibilní počítač AmigaOne XE od firmy Eyetech, a tak si jej Hans pořídil a stal se jedním z prvních nedočkavých uživatelů očekávajících nový systém AmigaOS 4.0. Od vydání AmigaOS 4 se pak nepřetržitě věnuje této platformě jako vývojář.

Zpočátku jej na Amize uchvátily především hry, brzy ale objevil také kreativní možnosti - věnoval se hudbě (OctaMED), 3D grafice (Real 3D) a pochopitelně i programování. Amiga jej oslovila i svými pokročilými grafickými schopnostmi, které v 80. letech výrazně předběhly konkurenci. Dodnes Hans de Ruiter zůstává věrný Amize především proto, že ho baví výzva posouvat AmigaOS dál. Sám říká, že systém si dodnes uchoval své původní kouzlo, a přitom ho vývojářský tým dokázal posunout mnohem dál, než s jakým designem začínal. To Hansi de Ruiterovi poskytuje neustálou motivaci přispívat k dalšímu rozvoji platformy.

RadeonHD: moderní ovladače grafických karet pro AmigaOS 4.x

Jedním z nejzásadnějších přínosů Hanse de Ruitera pro komunitu AmigaOS jsou grafické ovladače RadeonHD. Před jejich vznikem byl výběr grafických karet na systémech AmigaOne velmi omezený - podporovány byly jen starší čipy od společnosti ATI / AMD, které navíc neumožňovaly využití moderních grafických technologií (např. programovatelných shaderů).

Ke konci svého doktorského studia (kolem roku 2008) proto Hans uvítal zprávu, že AMD uvolnilo veřejnou dokumentaci k moderním GPU architektury Radeon R5xx (X1000). Na online fórech se okamžitě rozběhly debaty o možnosti vývoje nových ovladačů, avšak dlouho zůstávalo jen u teoretických úvah. Hans de Ruiter situaci sledoval sám za sebe - sám totiž toužil na Amize využít moderní grafický hardware (mimo jiné snil i o vlastním softwaru pro editaci videa), a takové plány se bez nových ovladačů neobešly.

Když viděl, že o nových ovladačích se jen mluví a nikdo vývoj prakticky nezačal, rozhodl se chopit iniciativy. Začetl se do zveřejněné dokumentace k RadeonHD a pro inspiraci nahlédl i do kódu otevřeného linuxového ovladače RadeonHD pro Linux.

Zjistil, že by to mělo být proveditelné, a ověřil si, zda existuje cenově dostupná karta, která by šla zapojit do jeho AmigaOne XE - volba padla na model ATI Radeon X1300 pro PCI sběrnici. Kartu objednal na eBay a s jistou nervozitou ji vložil do své Amigy, obávaje se, aby nezpůsobila nějaké poškození. Naštěstí počítač normálně nastartoval a na monitoru se dokonce objevila startovní obrazovka firmware U-Boot už z nové karty - první úspěch byl na světě.

Následovala spousta experimentů, krok za krokem: Hans nejprve naprogramoval testovací rutinu, která dokázala otevřít nové grafické okno a vykreslit v něm jednoduchý obrázek. Teprve s tímto důkazem funkčnosti se obrátil na firmu Hyperion Entertainment (tvůrce AmigaOS), aby získal oficiální vývojářský kit pro tvorbu ovladačů. Hyperion po zhlédnutí funkční ukázky souhlasil a poskytl potřebné SDK - ovšem až poté, co Hans podepsal smlouvu o mlčenlivosti (NDA), jelikož práce s částmi zdrojového kódu AmigaOS vyžadovala přístup k chráněným materiálům. Tím se na přelomu let 2008 / 2009 rozběhl vývoj skutečného ovladače RadeonHD.chip pro AmigaOS 4.

Hans de Ruiter průběžně informoval komunitu o pokrocích na svém webu HDRLab v sekci vývojového deníku. V roce 2010 už ovladač dokázal obsluhovat základní 2D grafiku na kartách Radeon řady X1300 - X1950 a HD2000 - HD4000. První veřejná beta verze ovladače RadeonHD byla zahrnuta na instalačním CD AmigaOS 4.1 Update 5 pro počítač AmigaOne X1000 (uvedený v roce 2011). Majitelé nového stroje tak poprvé mohli využít AmigaOS s moderní PCI-E grafickou kartou Radeon na místo zastarávajících Radeonů 9000 / 9200 na bázi AGP / PCI. To byl pro platformu významný krok vpřed - poprvé v historii byly na ne-x86 systému oficiálně podporovány aktuální grafické karty s funkcemi akcelerace obrazu.

Vývoj tím ale neskončil. Hans de Ruiter nadále intenzivně vylepšoval RadeonHD ovladače a rozšiřoval podporu na novější generace grafických karet. Krátce po vydání X1000 s RadeonHD ovladačem navázal spolupráci s firmou A-EON Technology (výrobcem hardware AmigaOne). V únoru 2012 pak A-EON oznámil, že finančně podpoří další vývoj RadeonHD ovladačů - Hans de Ruiter získal zakázku pokračovat v práci tak, aby ovladač co nejdříve dosáhl plné kvality a připravenosti pro 3D akceleraci.

Díky této podpoře se mohl vývoji věnovat intenzivněji. Již v létě 2012 pak A-EON uzavřel s Hansem širší dohodu, která zajišťovala kompatibilitu AmigaOS 4.x s nejnovějšími grafickými kartami Radeon HD i do budoucna. Hans byl touto firmou kontrahován k vytvoření série ovladačů pokrývajících tehdejší nejnovější GPU architektury AMD: Evergreen (Radeon HD5000), Northern Islands (HD6000) a dokonce i zcela čerstvou generaci Southern Islands (HD7000). Tyto ovladače, licencované exkluzivně pro A-EON, měly zajistit, že uživatelé AmigaOS 4.x nebudou trpět nedostatkem kompatibilních grafických karet ani v nadcházejících letech.

Trevor Dickinson, ředitel A-EON, tehdy prohlásil:

„Hans už vydal několik aktualizací RadeonHD ovladače a podpora Evergreen a Northern Islands karet dosahuje úrovně ovladačů pro R700 dodaných s X1000. Výborně pokračuje i práce na podpoře Southern Islands karet… Vypadá to, že komunita AmigaOS se nemusí obávat nedostupnosti kompatibilních grafických karet v dohledné době“.

V následujících letech se RadeonHD ovladače staly pevnou součástí ekosystému AmigaOS 4.x. Hans de Ruiter průběžně vydával nové verze - označované postupně RadeonHD v1, v2 atd. - často ve spolupráci s distributorem AmigaKit (skrze online obchod AMISphere / AMIStore).

Ovladače dostávaly nejen nové funkce (například podporu vertikálních synchronizačních přerušení pro plynulejší vykreslování bez zatížení CPU, lepší správu video paměti aj.), ale hlavně neustále rozšiřovaly okruh podporovaných karet. V roce 2019 už Hans de Ruiter dokončil ovladače i pro GPU architekturu Polaris (Radeon RX řady 500), čímž se kompatibilita rozrostla až po karty Radeon RX 5xx vyráběné 14nm technologií v letech 2016 - 2017. Tyto nejnovější ovladače (distribuované jako RadeonHD v3 a RadeonRX v1 v rámci balíčku Enhancer Software od A-EON / AmigaKit) přinesly AmigaOS možnost využít i moderní grafiky Polaris s plnou akcelerací 2D i 3D.

Hans de Ruiter je členem Amiga Developer Teamu u A-EON / AmigaKit, a právě jeho zásluhou mohly tyto ovladače po více než rok trvajícím vývoji spatřit světlo světa. Ve světě Amigy je Hans uznáván jako „dvorní“ specialista na grafiku AmigaOS - stojí nejen za RadeonHD ovladači, ale i za navazujícím moderním 3D systémem Warp3D Nova.

Warp3D Nova: moderní 3D grafika pro AmigaOS

Již od 90. let existovala na platformě Amiga základní 3D API jménem Warp3D, původně vyvinuté firmou Haage & Partner pro akceleraci starších 3D čipů (například 3dfx Voodoo). Warp3D však v průběhu let zastaral a narážel na své limity - byl navržen pro první generaci 3D karet (bez podpory programovatelných shaderů) a fungoval jako externí nadstavba nad 2D ovladači (CyberGraphX/Picasso96), což přinášelo režii navíc a komplikace. S nástupem nových GPU architektur bylo zřejmé, že AmigaOS potřebuje modernější řešení.

Warp3D Nova je nová generace 3D grafického API pro AmigaOS 4.x, jejímž autorem je Hans de Ruiter v rámci spolupráce s A-EON Technology. Jedná se o zcela nový systém navržený „od nuly“ s důrazem na moderní shaderové technologie a rozšiřitelnost do budoucna.

Warp3D Nova byl poprvé představen v březnu 2016 a vzbudil mezi Amiga vývojáři velké nadšení. Na rozdíl od původního Warp3D, který uměl jen starou pevně danou grafickou pipeline, Nova pracuje výhradně s programovatelnými shadery - podobně jako moderní grafická rozhraní OpenGL 3+ / Vulkan na jiných platformách. Díky Hansovým ovladačům RadeonHD/RX a Warp3D Nova může AmigaOS poprvé využívat plného výkonu současných GPU, včetně hardwarové transformace a osvětlování (T&L) a zejména vlastních shaderových programů běžících na grafické kartě.

Otevírá to zcela nové možnosti pro vývojáře her a grafického softwaru - Nova umožňuje využít grafické karty k výpočtům, které byly dříve na Amize nemyslitelné. Například již vzniklo několik ukázkových her, jež nové 3D možnosti využívají (jmenujme např. Spencer nebo klon Minecraftu Amicraft). Hans de Ruiter sám pomáhá vývojáře motivovat - sepsal sérii názorných tutoriálů „Getting started with Warp3D Nova“, kde krok za krokem vysvětluje programování 3D grafiky na Amize. Tyto návody i celou dokumentaci k Warp3D Nova zveřejňuje na svém webu a blogu ke volnému použití.

Warp3D Nova je dalším projektem zaštítěným firmou A-EON a navazuje na Hansovy práce s RadeonHD ovladači. Hans de Ruiter navrhl také řešení, jak rychle umožnit využití moderních 3D API na Amize - prosadil myšlenku implementovat OpenGL ES 2.0 wrapper běžící nad Nova ovladačem.

OpenGL ES 2 je odlehčená verze standardu OpenGL (zbavená starých zastaralých částí), což značně usnadňuje vývoj ovladačů i překrytí dalších knihoven. Hansova myšlenka se ukázala velmi efektivní: ve spolupráci s dalšími vývojáři (pozn.: port OpenGL ES 2.0 wrapperu zajistil vývojář Daniel „Daytona“ Müßener) získala AmigaOS během krátké doby schopnost spouštět moderní OpenGL aplikace.

Nad tímto základem navíc vznikají i nadstavby poskytující téměř plnou OpenGL kompatibilitu (např. knihovna GL4ES umožňující běh OpenGL 4.x funkcí nad OpenGL ES2). Díky těmto krokům „zkratkou“ dostala AmigaOS 4.x přístup k moderním grafickým technologiím, což výrazně zvýšilo potenciál pro portování her a grafických aplikací z jiných platforem.

Warp3D Nova je průběžně vylepšován - v roce 2021 vyšla verze Nova 1.85, která doplnila podporu dalších shaderových instrukcí a cílí na budoucí implementaci pokročilých funkcí jako jsou geometrické a výpočetní shadery či více vláken. Hans de Ruiter v této souvislosti poznamenal, že Nova se za první roky své existence výrazně posunula kupředu, ale stále je co doplňovat, aby dohnala schopnosti moderních API známých z jiných platforem.

Další přínosy a projekty pro AmigaOS

Kromě RadeonHD ovladačů a Warp3D Nova, které patří k nejviditelnějším počinům, má Hans de Ruiter na kontě i další projekty pro AmigaOS 4.x.

Již v roce 2007 se zapojil do vývoje knihovny MiniGL - odlehčené implementace OpenGL pro Amigu. MiniGL původně vyvinuli bratři Friedenové (hlavní vývojáři AmigaOS) pro potřeby portování starších 3D her, ale Hans se jako nadšenec ujal jejího rozšíření o nové funkce, na které ostatní neměli kapacitu. Během pouhých pár týdnů doplnil do MiniGL podporu display lists (seznamů pro zrychlení vykreslování opakujících se objektů) a v roce 2007 vydal aktualizaci MiniGL 1.5.

Následně kolem MiniGL vznikl malý neformální tým (za účasti Friedenů i dalších vývojářů), který začal pracovat na větším rozšíření schopností této knihovny. Výsledkem byla verze MiniGL 2.x, jež významně rozšířila původní omezený záběr API - přidány byly například NURBS křivky a plošky, podpora výběru objektů a picking (např. funkce gluPickMatrix), projekce a mapování souřadnic (gluProject/gluUnProject), množství nových dotazů (glGet* funkcí), rozšíření GLUT knihovny o podporu událostí klávesnice, textové vykreslovací funkce, režim cel obrazovky pro hry a mnoho dalšího. Hans de Ruiter se tak významně podílel na tom, že vývojáři na AmigaOS měli k dispozici širší část OpenGL funkčnosti ještě před nástupem Nova/GL ES2.

Vedle systémové grafiky se Hans příležitostně věnuje i vlastním experimentálním projektům. Na svém webu publikuje zdrojové kódy různých hříček a testů (např. ukázková implementace 3D grafiky pomocí AmigaOS funkce Composite - tzv. Composite3DDemo).

Také vyvinul benchmarkovací nástroj GfxBench2D, který slouží k měření výkonu 2D grafiky napříč platformami (existuje i verze pro AmigaOS). Jeho web HDRLab slouží jako blog, kde Hans sdílí technické články, novinky z vývoje a své zkušenosti. Lze zde najít například podrobné zápisky z vývoje RadeonHD ovladače (krok za krokem popisující řešení různých problémů) či návody k využití moderních API.

Hans se nevyhýbá ani přímé komunikaci s komunitou - je aktivní na Amiga fórech a sociálních sítích, poskytl několik rozhovorů (např. pro portál Amigans.net či v podcastu AMIcast Krzysztofa Radzikowského) a pravidelně vystupuje na výročních akcích AmiWest v Sacramentu, kde prezentuje pokroky ve vývoji (např. v roce 2016 měl přednášku o grafických novinkách a v roce 2017 veřejně demonstroval funkční prototyp AmigaOS laptopu). Jeho otevřený a vstřícný přístup z něj udělal respektovanou osobnost v Amiga komunitě.

Spolupráce s A-EON Technology a dalšími subjekty

Už bylo zmíněno, že Hans de Ruiter úzce spolupracuje s firmou A-EON Technology, která stojí za hardwarem AmigaOne a softwarovým balíčkem Enhancer pro AmigaOS 4. A-EON nejen financovala vývoj jeho RadeonHD ovladačů, ale také mu svěřila vývoj Warp3D Nova a dalších grafických komponent.

V roce 2014 dokonce A-EON získal do svého vlastnictví všechna práva k RadeonHD ovladačům, aby zajistil jejich další rozvoj a podporu přímo v rámci svých produktů. Hans de Ruiter tak působí jako smluvní vývojář (contractor) pro A-EON / AmigaKit, často je označován jako člen „Amiga Developer Teamu“.

Spolupracuje však i s dalšími - například s vývojáři společnosti Hyperion Entertainment (tvůrce samotného OS), od nichž získal potřebné nástroje a informace pro vývoj ovladačů. Hyperion jej též přizval k testování a implementaci nových funkcí v grafickém subsystému AmigaOS. Hansova práce navazuje i na komunitní open source projekty: inspiroval se otevřenými ovladači z Linuxu a na oplátku Amiga komunita využívá některé jeho výstupy (např. koncept GL ES2 wrapperu, který se stal součástí širšího projektu OpenGL ES 2 for AmigaOS od Daniela Müßenera).

Lze říci, že Hans de Ruiter funguje jako důležitý propojovací článek mezi firmami a komunitou - svými znalostmi pomáhá překlenout propast mezi moderními technologiemi a světem AmigaOS, a to často za podpory komerčních subjektů (A-EON) i ve spolupráci s dobrovolnickými vývojáři.

Jedním z výsledků spolupráce Hanse de Ruitera s A-EONem byl i ambiciózní projekt prototypu přenosného AmigaOS počítače (laptop). Hans na AmiWest 2017 představil koncept DIY laptop kitu pro desku AmigaOne A1222 (Tabor), který získal kódové označení Project PORTIA.

Cílem bylo nabídnout Amiga nadšencům možnost sestavit si výkonný přenosný PowerPC notebook schopný provozovat AmigaOS 4.x s plnou 3D akcelerací díky Warp3D Nova.

Hans (jako CEO a zakladatel své firmy Kea Sigma Delta) tehdy prohlásil, že toto řešení „bude nejrychlejší cestou k plnohodnotnému AmigaOS 4 laptopu v přijatelném čase a nákladech“. A-EON Technology přislíbil pomoc s komercializací projektu a financováním výroby dílů pro kit.

Projekt Portia zaujal mnoho fanoušků - jednalo se o speciální šasi pro Mini-ITX desku A1222 s displejem a baterií, do níž by si uživatelé mohli svou desku zabudovat a získat tak notebook poháněný AmigaOS. Přestože se zatím (k roku 2025) nepodařilo tento produkt dotáhnout do finále (projekt byl po několika odkladech pozastaven), Hans de Ruiter jej označil za „nedokončenou záležitost“, ke které by se rád v budoucnu vrátil. Už samotná idea však ukázala Hansovo odhodlání rozšířit platformu AmigaOS netradičním směrem a ochotu spolupracovat s hardware partnery (v tomto případě A-EON a výrobce desek Varisys) na inovativních projektech.

Filozofie vývoje a současné aktivity

Hans de Ruiter se profiluje jako pragmatický a zapálený vývojář. Jeho přístup k vývoji charakterizuje iniciativa a chuť řešit výzvy, které před platformou Amiga stojí. Nebojí se pustit do obtížných úkolů - ať už to byl vývoj ovladače zcela nové generace, vytvoření moderního 3D API, nebo třeba návrh vlastního hardwaru (laptopu).

Mnohokrát se ukázalo, že právě on „rozlouskl“ problémy, na které si ostatní netroufali, případně je dokázal dotáhnout do konce. Sám v rozhovorech uvádí, že jej na Amize drží právě radost z posouvání jejích možností dál a překračování původních limitů.

V komunitě je ceněn pro svou otevřenost - pravidelně informuje uživatele o novinkách, zveřejňuje testovací verze ovladačů a trpělivě sbírá zpětnou vazbu, aby mohl software vylepšovat. Na svém blogu HDRLab publikuje podrobné technické články, v nichž vysvětluje principy grafických technologií a dokumentuje postupy (např. detailně popsal proces ladění ovladačů, který na Amize ztěžuje absence moderních debug nástrojů - chyby v GPU se projevují zamrznutím bez logu, takže nezbývá než vkládat ladicí výpisy a systém opakovaně restartovat). Díky takovým textům si komunita může udělat představu o komplexitě práce na grafických ovladačích:

„Moderní GPU jsou nesmírně složité - například čip AMD Vega 10 obsahuje 12,5 miliardy tranzistorů a spoustu subsystémů. Každá generace přidává další úroveň komplexity a karty bývají velmi háklivé - jediná drobná chyba může způsobit jejich zatuhnutí…“

- popisuje Hans. Přesto se nenechává odradit a postupně zdolává i tyto překážky.

K roku 2025 zůstává Hans de Ruiter klíčovou osobností v AmigaOS vývoji. Sám poznamenal, že je prakticky jediným aktivním vývojářem grafických ovladačů pro AmigaOS a že tuto roli bere velmi zodpovědně. Nadále spolupracuje s A-EON Technology na udržování a vylepšování ovladačů - do budoucna by rád implementoval například podporu GART/IOMMU (zpřístupnění systémové RAM pro DMA přístup GPU, což by výrazně zrychlilo přenos dat) a využití hardwarových video dekodérů a enkodérů na grafických kartách pro akceleraci přehrávání videa či střih.

Stejně tak volá po modernizaci zastaralých částí grafického subsystému AmigaOS - například přidání podpory pro více souběžných monitorů a pro tzv. „zrcadlenou“ video paměť GPU (VRAM nepřístupná procesoru), což jsou věci ve světě PC samozřejmé, ale AmigaOS na ně teprve čeká.

Kromě práce na Amize se Hans de Ruiter realizuje i mimo tuto komunitu - v roce 2011 založil vlastní firmu Kea Sigma Delta Limited (se sídlem v Wellingtonu na Novém Zélandu), kde působí jako ředitel a vývojář. Firma se zaměřuje na vytváření inovativních projektů v oblasti software i hardware a sdílení know-how - což odráží Hansovu osobní filozofii “tvořit užitečné a zábavné věci s pomocí technologií a pomáhat ostatním dělat totéž“.

Skrze Kea Sigma Delta publikuje Hans také své odborné knihy a materiály. Je autorem několika titulů zaměřených na počítačovou grafiku, např. “Getting Started with Warp3D Nova” či obecnější příručky “Modern Graphics Programming Primer”, v nichž zúročil své hluboké znalosti GPU architektur a které jsou určeny pro širší publikum programátorů. Tyto aktivity mu vynesly renomé i mimo úzkou Amiga komunitu - jako software inženýr a autor se specializací na grafiku a Computer Vision je aktivní na platformách jako LinkedIn či GitHub, kde sdílí své projekty a přispívá do diskusí o moderních grafických API.

Hans de Ruiter tedy i nadále zůstává neúnavným hybatelem dění kolem AmigaOS 4.x. Svou prací umožnil komunitě využívat současný grafický hardware, čímž prodloužil životaschopnost této jedinečné platformy. Jeho jméno je dnes neoddělitelně spojeno s moderní grafikou na Amize a mnozí fanoušci jej považují za jednoho z hrdinů „Nové éry“ systému AmigaOS. S ohledem na jeho dosavadní přístup - kdy se nenechal odradit ani technickými, ani finančními překážkami - lze předpokládat, že Hans de Ruiter bude komunitě Amiga přinášet inovace i v budoucnu. Svým nadšením, odborností a ochotou sdílet znalosti totiž zosobňuje přesně ten typ vývojáře, díky kterému legenda jménem Amiga stále žije.