曲面细分不是全部 诠释6850王者地位

PChome | 编辑: 马振华 2011-03-18 06:00:00原创 返回原文

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3DMARK11诞生 诠释DX11游戏含义

顾名思义,3DMARK是由Furturemark公司开发的一款电脑3D性能测试软件,从首个版本3DMARK99到如今的3DMARK11已有超过十年的历史,几乎一直是伴随着显卡发展更新换代。从3DMARK2001开始,由于其简单易用,兼容出色,开始成为显卡业界广泛认可的性能对比工具,它还时常用于稳定性测试,检测显卡故障。

● 3DMARK11诞生,诠释DX11游戏含义

在2007年以前,3DMARK系列测试软件一直有条不紊地随着微软硬件程序接口更新换代,每一个新DirectX诞生都有相应的3MDARK版本发布。直到2007年,在3DMARK Vantage随着DX10发布往后,将近三年的时间里,3DMARK一直没有更新。但2009年AMD发布首款DX11显卡HD5870的给基准测试领域增添了新活力。很快,在2010年下半年基于DX11应用环境的最新一代3DMARK11出现了。

● Unigine Heaven的局限性

不过3DMARK11并不是仅有的DX11基准测试软件,在它出现一年前,Unigine公司就开发出了用于检测显卡曲面细分性能的基准测试“Heaven”,这便是人们熟知的“天堂”,目前最新版本已升级至2.5。

【上图】Unigine Heaven

曲面细分是DX11中的核心特效,它能以较之前更简单的算法生成大量多边形,从而创造出更贴近现实逻辑的几何建模,使原本单调的贴图部分也变得十分立体逼真。“Heaven”几乎完全就是用来检测曲面细分性能的软件,但DX11并非只有曲面细分,这注定了它作为基准测试的片面性。

不同的基准测试带来不同的对比格局,这也是AMD与NVIDIA显卡在3DMARK11和Heaven中的测试成绩大相径庭的原因,唯一的问题的是作为消费者应该以谁为衡量性能的标准。下面首先让我们对比一下DX11在基准测试与现实游戏中的应用。

曲面细分固然惊艳 但滥用会适得其反

● Unigine Heaven 纯粹的曲面细分

Unigine Heaven2.0场景环境便是通常被用于检测显卡的DX11性能,主要是针对其主要技术Tessellation部分。

下面的两图分别为Tessellation关和开时的几何状态,可以看到后者拥有及其密集的三角形数量,由它们扩展出的层次感极大地丰满了图形细节,更具立体感。

遗憾的是Heaven2.1的测试得分算法过于单一,仅仅依靠曲面细分性能判断显卡的DX11性能是远远不够的。NVIDIA由于Fermi架构由于过于偏重曲面细分的计算,所以在这款测试项目中占优,而其官方也在一直推崇以此为衡量标准,这样显然只能让消费者产生片面的认识。

● 3DMARK11 综合所有DX11技术,特效多样化

在DX11中,相较之前的DX10、DX9所增添的特效绝不仅仅是曲面细分,阴影、光照、贴图置换等等都有了质的进步。其中曲面细分是消耗系统资源最大的部分,如果不分青红皂白地使用,将没有一款显卡能流畅运行游戏。所以各大游戏厂商在设计DX11游戏时总是适当地控制曲面细分的含量,把它用在最需要的场景上。

【上图】DX11曲面细分

3DMARK11融入曲面细分的特效场景,其细腻近似乱真的程度绝不是Heaven所能比拟的,这个场景中即便再强的DX11显卡也只能获得不超过20的fps。既然NVIDIA显卡很擅长DX11,又是什么导致它在3DMARK11测试中落败的呢?

【上图】DX11光照效果

【上图】DX11阴影效果

上面两张图能很好地说明问题,DX11除了曲面细分之外还有很多令人耳目一新的超级特效,比如光照、阴影,而在这些项目中,Fermi架构占不到一丝便宜。3DMARK11作为一款综合性能基准测试,必须紧贴实际游戏应用来衡量,只依靠曲面细分单腿走路的N卡是得不到好成绩的。

DX11特效多姿多彩 以偏概全者必败

● DX11中多姿多彩的特效注定纯曲面细分显卡的落败

接下来我们展示一些典型的游戏场景,说明DX11特效在游戏中有哪些应用。

【上图】《尘埃2》中赛车穿过水塘

前面提到游戏厂商只会适当地加入曲面细分特效,尘埃2就是最典型的例子,除了赛车穿过水塘时激起的波浪和水花极需要这种特效之外,场景中别的部分是没有必要使用曲面细分的。

【上图】地铁2033的DX10模式

地铁2033是对显卡负载极高的DX11游戏,但是游戏中的曲面细分倒不是主要负载来源,主要的光照、微粒和极其细致而逼真的贴图。上图中的游戏场景使用DX10渲染,阴暗而单调。

【上图】地铁2033中的DX11光照效果

开启DX11特效后,光照效果,和反射出空气中的微粒,全部显现出来,这部分亦消耗相当大的系统资源。玩过这款游戏的玩家一定会发现但凡遇到有此特效的场景都会使fps值大幅下降。这些都不是Fermi架构所擅长的,但AMD的Radeon系列却能很好地支持。

厂商宣传都是浮云 游戏评测做裁判

下面我们将从AMD与NVIDIA双方各选出两款面向中高端、主流用户群的产品,对比它们在现今DX11及DX10游戏中的表现。谁才是最智慧的选择,相信在看到测试结果后你心中会有个准确的答案。

AMD后缀名为“50”的产品往往有一个共同的特性,它们保留了同级别“70”的大部分性能,售价却便宜了很多,而且超频性能不俗,往往经过实用超频就能媲美甚至超过后者。在这场测试对比中,我们选择目前市场中炙手可热的两款“50”产品:HD6850与HD5750,分别PK NVIDIA的GTX460与GTS450。

● 测试平台软硬件构成列表

● 测试平台状态设定

为了让所有参测显卡都不舍余力地发挥出应有水平,测试平台中的CPU i7 980X被超频至4GHz,内存三通道运行在DDR3-1600,延迟7-7-7-19-1T。

测试平台准备就绪,下面揭晓测试结果。

DX10基准测试:3DMARK Vantage

● 基于DX10的基准测试:3DMARK Vantage

3DMARK Vantage是专为Windows Vista DX10环境下开发的3D性能测试软件,分为高、中、低三种测试级别,对显卡的计算能力要求和显卡性能在得分中所占的比重也依次递减,通常以中档Performance设定为通用衡量标准。

测试参数设定:

3DMARK Vantage有一项PhysX测试基于NVIDIA物理加速技术设计,拥有CUDA架构的NVIDIA显卡可以借助庞大的并行计算内核帮助CPU大幅度提高这项测试的得分,而使用AMD显卡时则只能依靠效率不佳的CPU计算。参测显卡使用Performance和High模式各测试一遍,驱动中AA/AF选为应用程序控制。

3DMARK Vantage的公正性是普遍受质疑的,原因在于它CPU测试的物理计算部分竟然是基于N卡的PhysX计算,这让N卡在所有的同级别对比中占了大便宜。不过PhysX游戏又是如此稀少,所以3DMARK Vantage便成为得分最不具参考性的一代。

DX11基准测试:3DMARK 11

● 基于DX11的基准测试:3DMARK 11

2010年的最后一个月,Futuremark的大作3DMark 11终于发布,这也堪称2010年Benchmark方面最重磅的炸弹了。作为业内公认的专业图形性能测试工具,3DMark 11会在最短时间内进入所有硬件网站的测试标准,成为衡量市面上所有显卡和PC平台的标准型测试项目——从3DMark 99到3DMark Vantage十多年的时间里3DMark系列都是如此成为图形测试的标准。

Futuremark总是在版本号的前一年推出新软件,这次也不例外,3DMark 11在09年底就诞生了,不过巧合的是,它的版本号应该还有另一层含义——基于DirectX11接口的基准测试软件。

测试参数设定:

运行Performance和Extreme两项测试,分别检验显卡在高低不同负载下的DX11渲染能力。显卡驱动中将AA和AF设定为应用程序控制,分辨率使用测试项目默认设定。

3DMARK11的情形是个大逆转,在综合所有DX11特效的测试环境中,NVIDIA显卡的短腿体现了出来,完全不是红潮大军的对手了。

DX11基准测试:Unigine Heaven2.1

● 基于DX11的基准测试:Unigine Heaven2.1

俄罗斯Unigine公司开发的新款3D性能测试软件,主要针对DirectX11 API设计,同时还兼带DirectX9、DirectX10以及OpenGL3.2.这款测试软件的引擎,在DirectX11模式下可以选择开启或关闭Tessellator(细分曲面技术),这时DX11的重要标志性技术之一,也是DX11相对于以往API的明显提升部分,可使渲染对象拆分得更精细,模型边缘层次感明显,视觉上更加真实。

测试参数设定:

Unigine Heaven2.1的测试运行DX11和DX10两种模式,因为现在和未来一两年内,大型3D游戏将主要基于这两种API设计。测试使用1920×1080分辨率,开启AA/AF,其中DX11模式下的Tessellator(曲面细分)级别设定为Extreme。

Unigine Heaven2.1的DX11测试部分,纯粹的曲面细分让NVIDIA心花怒放,可也就仅此而已,换成DX10模式后立马原形毕露。

DX11游戏测试:《战地:叛逆连队2》

● DX11游戏《战地:叛逆连队2》测试

《战地:叛逆连队2》(Battlefield: Bad Company 2),是EA DICE开发的一款第一人称射击游戏。游戏开发商美国艺电确定2010年3月2日为游戏Xbox 360、PS3、PC版的首发日期。该游戏是EA DICE开发的第9款“战地”系列作品,也是《战地:叛逆连队》的直接续作,在继承前作特性的基础上,强化了多人联机载具对战和团队合作元素的设定。游戏使用加强版的寒霜引擎,加入了建筑物框架破坏和物体分块破坏的支持。

测试参数设定:

这款游戏没有自带Benchmark程序,选择第二关“Cold war”刚开始时长达两分钟的自动过场剧情,使用Fraps软件记录游戏帧率。四款显卡运行在DX11最高画质设定下,测试使用1920×1080分辨率,开启AA/AF。

《叛逆连队2》是较早的DX11游戏,其中只包含少量的DX11特效,总体性能而言AMD阵营略占优势。

DX11游戏测试:《异形大战铁血战士》

● DX11游戏《异形大战铁血战士》测试

《异形大战铁血战士》是一款由Rebellion公司开发的FPS游戏,本作的游戏舞台设定为名叫BG-386的行星,殖民采掘集团在该星球发现了古代金字塔,围绕该金字塔隐藏的巨大秘密异形、铁血战士以及人类3种族再次展开激烈的战斗。游戏的单机游戏模式中玩家可以分别扮演三种种族进行各种族的故事模式,挑战完成种族各自的目的。联机模式中则可以扮演三种族进行对战,扮演不同种族时其视点以及攻击方式都将发生变化。

如果你选择的是海军陆战队,你将体验到前所未有的黑暗幽闭的恐怖,一丝丝光线都会让你激动不已。海军陆战队是人类最后的抵抗阵线,他们被各种尖端装备武装到牙齿。如果你选择的是铁血战士,那么你会以敏捷的身手在高空穿行,从高处伏击你的敌人。尽管铁血战士的装备也非常先进,但都是近战武器,所以你需要与敌人近距离争斗。如果你选择的是宇宙中最致命的物种异形,你最致命的武器就是你捕兽夹一般的嘴和刀刃一般的触手。

测试参数设定:

使用专为这款游戏开发的Benchmark程序,使用Fraps记录游戏帧率,四款显卡运行在DX11最高画质设定下,测试使用1920×1080分辨率,开启AA/AF。

《异形大战铁血战士》很出色地控制了游戏场景中各种特效元素的比例,所以AMD显卡运行这款游戏的效率更胜一筹。

DX11游戏测试:《地铁2033》

● DX11游戏 《地铁2033》测试

《地铁2033》改编自俄国作家Dmitry Glukhovsky的畅销小说,由乌克兰4A游戏工作室开发,采用4A游戏引擎,而且PC版支持nvidia的PhysX物理特效。 2013年,由于大面积的核泄漏,导致几乎所有的人类都被消灭,而且地面已经被污染无法生存,极少数幸存者存活在莫斯科的深度地下避难所里(俄罗斯的地铁站在建造之初就有防空防炸防核防辐射的设计)人类文明进入了新的黑暗时代。直至2033年,整整一代人出生并在地下成长,他们长期被困在“地铁站”的城市。

测试参数设定:

这款游戏没有自带Benchmark程序,人工测试场景选择第一关从爬梯子开始直到消灭三个怪物后拉铁门结束,使用Fraps软件记录游戏帧率。四款参测显卡运行在DX11最高画质设定下,测试使用1920×1080分辨率,开启AA/AF。

《地铁2033》,一个让曾让NVIDIA引以为豪的游戏,现在成为AMD HD6000系列显卡的拿手好戏。通过驱动的更新和架构的微调,HD6800系列的性能在这款游戏中大放异彩。《地铁2033》中其实没有过多的曲面细分,但是大量的其它DX11特调充斥着场景,在更综合全面的Radeon显卡面前,把宝压死在曲面细分上的Geforce显得力不从心了。

DX10游戏测试:《孤岛危机》

● DX10游戏《孤岛危机》测试

《孤岛危机》(Crysis)是一款科幻题材的第一人称射击游戏,此游戏由德国游戏开发商Crytek制作开发,在由美国艺电发行,是孤岛危机三部曲的第一部。《孤岛危机》的背景发生在一群外星机器的船舰在地底被发现,玩家扮演三角洲特种部队中暴龙小队的成员──诺曼(Nomad)进行搜索和撤离的任务。这款游戏对硬件配置尤其是显卡的要求极高,发售没几天便获得“硬件杀手”的称号。

测试参数设定:

使用游戏自带Benchmark程序,所有参测显卡运行在DX10最高画质设定下,测试使用1920×1080分辨率,开启AA/AF。

这款游戏中巨量的精细纹理贴图让AMD显卡中大量的纹理单元发挥了无以伦比的优势。相对而言纹理过滤能力捉襟见肘的NVIDIA显卡就没那么幸运了,作为笔者一直不懂的就是它为何只对自己的CUDA内核数量盲目崇拜。

DX10游戏测试:《战锤40000》

● DX10游戏 《战锤40K:战争黎明之混沌崛起》测试

《战锤40K:战争黎明2》的独立资料片《混沌崛起(Chaos Rising)》将增加血鸦军团的战役,结合20个任务,等级上限将提升到30级,并且加入新的英雄升级模式。这款游戏将角色扮演与即时策略融合的玩法导入新境界,此次将带领玩家一睹星际战士与混沌星际战士可歌可泣的奋战力量,将通过两者的游戏元素为玩家创造更紧张、刺激的游戏经验。

测试参数设定:

使用游戏自带Benchmark程序,所有参测显卡运行在DX10最高画质设定下,测试使用1920×1080分辨率,开启AA/AF。

一款基于DX10的高画质即时战略游戏,AMD驱动中的Caltalyst AI系统大有用武之地,它能根据Mipmap深度提出掉一些不影响人眼视觉的纹理过滤操作,从而起到优化性能的作用。NVIDIA显卡在运行这款游戏时非常蹩脚,表格中的平均帧率或许不能说明问题,但最小帧已经低到严重影响流畅的程度。

● 曲面细分不是全部,想要性价比,想要综合性能,AMD是唯一选择

从第一款DX11显卡HD5870发布之时,AMD的竞争对手就在嘲笑它是“打了膏药的HD4000”,事实上这反而体现了AMD审时度势的水准。曲面细分作为DX11的核心技术固然重要,但绝不会达到充斥游戏全部的程度,甚至连30%也谈不上。因为它仅仅是对特定场景、物体的建模有所帮助:比如水面、崎岖的表面等等,如果盲目使用它则只会为显卡增添不必要的负荷,而画面效果却没有任何提升。

AMD认识到,即便在DX11时代,显卡依然是要为大多数基础的特效做优化性能,所以一直坚持着自己对架构内曲面细分单元数量的控制。从HD5000到HD6800再到HD6900,我们可以看到它一直在有规律地添加Tessellator,使曲面细分能力即能适应当前DX11游戏需求,又不会占用流处理器的空间,做到在任何游戏中都能有效可靠地发挥稳定的性能。

如果你正为600~1200元的显卡产品犹豫不决,记住HD5750与HD6850是你的最佳选择。

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