七年磨一劍!DX11之ATI獨(dú)門絕技全解析
● 2007年R600：Tessellation臥薪嘗膽
現(xiàn)在看來(lái)，R600核心是一款非常失敗的產(chǎn)品，功耗高、發(fā)熱大、性能低、AA效能差，但是當(dāng)R600(320SP)的架構(gòu)擴(kuò)充至RV770(800SP)的規(guī)模時(shí)，就沒(méi)人敢輕易對(duì)這套體系架構(gòu)評(píng)頭論足了。事實(shí)上R600的失敗在于冒險(xiǎn)采用80nm工藝、512Bit環(huán)形總線、以及Shader AA，而其核心架構(gòu)的運(yùn)算能力并不輸給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，因而一直被沿用至RV670、RV770還有未來(lái)的RV870身上。
R600除了完全按照DX10和統(tǒng)一渲染架構(gòu)設(shè)計(jì)外，還整合了一個(gè)特殊的模塊：Programmable Tessellator，可編程拆嵌器。由于這個(gè)可有可無(wú)的模塊占用晶體管并不多，因此AMD之后的全系列DX10 GPU中都集成了可編程拆嵌器。
R600核心架構(gòu)圖
這個(gè)可編程拆嵌器可要比XBOX360高明很多，R600核心能夠根據(jù)3D模型中已經(jīng)有的頂點(diǎn)，根據(jù)不同的需求，按照不同的規(guī)則，進(jìn)行插值，將一個(gè)多邊形拆分成為多個(gè)多邊形。而這個(gè)過(guò)程都是可以由編程來(lái)控制的，這樣就很好的解決了效率和效果的矛盾。
Tessellation技術(shù)讓模型變得更加細(xì)膩
現(xiàn)在我們就更容易理解Tessellation技術(shù)是怎么回事了，它是一種能夠在圖形芯片內(nèi)部自動(dòng)創(chuàng)造頂點(diǎn)，使模型細(xì)化，從而獲得更好畫面效果的技術(shù)。Tessellation能自動(dòng)創(chuàng)造出數(shù)百倍與原始模型的頂點(diǎn)，這些不是虛擬的頂點(diǎn)，而是實(shí)實(shí)在在的頂點(diǎn)，效果是等同于建模的時(shí)候直接設(shè)計(jì)出來(lái)的。
R600的Tessellation技術(shù)支持多種決定插值頂點(diǎn)位置的方法來(lái)創(chuàng)造各種曲面：
1. N-Patch曲面，就是和TRUFORM技術(shù)一樣，根據(jù)基礎(chǔ)三角形頂點(diǎn)的法線決定曲面。
2. 貝塞爾曲面，根據(jù)貝塞爾曲線的公式計(jì)算頂點(diǎn)的位置。
3. B-Spline, NURBs, NUBs 曲線（這三種曲線均為CAD領(lǐng)域常用曲線，在Maya中均有相應(yīng)工具可以生成）
4. 通過(guò)遞歸算法接近Catmull-Clark極限曲面。
有了多種無(wú)比強(qiáng)大的曲面生成技術(shù)，在加上可編程的設(shè)計(jì)，程序員在開發(fā)游戲之初就能根據(jù)需要制定相關(guān)模型采用何種細(xì)分法則，從而避免出現(xiàn)變形和失真的問(wèn)題。
而且，Tessellation過(guò)程被安排在了頂點(diǎn)著色之前，這就意味著Tessellation所創(chuàng)造出來(lái)的頂點(diǎn)全都可以參與Vertex Shader的處理和運(yùn)算。這些頂點(diǎn)所帶來(lái)的所有細(xì)節(jié)，將具備所有特效。
基本的頂點(diǎn)模型，最終生成效果很幼稚
經(jīng)過(guò)Tessellation智能拆嵌之后，模型精細(xì)了很多
拆嵌后再輔以各種陰影及著色效果，從而以很小的代價(jià)達(dá)到CG級(jí)別畫面
在R600發(fā)布時(shí)，AMD拿出了一款CG級(jí)別實(shí)時(shí)渲染的Demo，其中被積雪所覆蓋的山體就是由Tessellation生成的。以往的演示Demo都是片面注重對(duì)主角的修飾，而背景往往只使用簡(jiǎn)單的紋理貼圖，而R600的這個(gè)Demo其背景和環(huán)境的精細(xì)程度甚至超越了主角Ruby。
HD3000/HD4000繼續(xù)支持Tessellation
可惜，時(shí)至今日，只有ATI的官方Demo使用了自家的Tessellation技術(shù)，還沒(méi)有任何一款PC游戲支持這項(xiàng)被孤立于DX10之外的非主流技術(shù)，看來(lái)僅靠AMD還是孤掌難鳴的。
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