教科書(shū)式演示!首款DX11測(cè)試程序解析
泡泡網(wǎng)顯卡頻道10月25日 作為基準(zhǔn)的3D圖形性能測(cè)試軟件,F(xiàn)uturemark 3DMark系列的權(quán)威地位一直都牢不可破,它不但能夠第一時(shí)間對(duì)新的API提供支持,而且在畫(huà)面、美工、和系統(tǒng)需求方面都會(huì)超越同時(shí)代的任何一款游戲。
不過(guò)DX10版本的3DMark Vantage讓人有些失望,很多游戲玩家認(rèn)為3DMark Vantage雖然支持DX10、也極度消耗資源,但畫(huà)面方面似乎還不如DX9C版本的3DMark06,根本無(wú)法同《Crysis》相提并論。而且3DMark Vantage未能與時(shí)俱進(jìn)對(duì)DX10.1提供支持,卻能支持PhysX物理加速卡,測(cè)試項(xiàng)目不夠全面,令人遺憾。
當(dāng)然3D圖形測(cè)試軟件不止3DMark這一款,也許很多人都沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)Unigine Engine(虛擬現(xiàn)實(shí)引擎),但這家小公司一直在不斷的努力并進(jìn)步著,此前已經(jīng)發(fā)布了諸多版本的Demo或者測(cè)試程序,第一時(shí)間對(duì)DX10、DX10.1提供支持并支持Benchmark模式,而且能夠向下兼容DX9及OpenGL,為測(cè)試者提供多種畫(huà)面對(duì)比和性能對(duì)比模式。
Sanctuary(庇護(hù)所DX10)和Tropics(熱帶小島DX10.1)
現(xiàn)在Unigine Engine率先發(fā)布了首款DX11測(cè)試/演示程序——Heaven Benchmark,其中大量運(yùn)用了DX11新增的技術(shù)和指令,看來(lái)在新版3DMark面世之前,Heaven將會(huì)是DX11性能測(cè)試的唯一選擇。
Unigine Engine最新的DX11測(cè)試程序Heaven(天堂)官方畫(huà)面
筆者第一時(shí)間下載了Heaven Benchmark,并對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)單測(cè)試,發(fā)現(xiàn)它不僅僅是一款測(cè)試程序而已,更像是一本教科書(shū)式的DX11新技術(shù)實(shí)時(shí)演示,通過(guò)觀察其震憾的畫(huà)面,您會(huì)對(duì)DX11有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)!
首先來(lái)看看首款DX11測(cè)試/演示程序Unigine Engine Heaven Benchmark官方公布的主要特性和技術(shù):
- 支持DirectX 9/10/11、OpenGL
- 大量使用Hardware Tessellation(硬件鑲嵌細(xì)分曲面)技術(shù)
- 高級(jí)SSAO(屏幕空間環(huán)境光遮蔽)
- 物理學(xué)精準(zhǔn)算法生成的容積云
- 動(dòng)態(tài)天空和光線(xiàn)散射
- 支持ATI Eyefinity多屏顯示技術(shù)
- 行走、飛行交互式體驗(yàn)?zāi)J?/STRONG>
- 基準(zhǔn)測(cè)試模式
● 官方網(wǎng)站:http://unigine.com/download/
● 硬件需求:
- Tessellation技術(shù)需要DX11顯卡(DX10/10.1都不支持)
- Radeon HD 2000、GeForce 7000系列或更好,推薦Radeon HD 4800、GeForce 8系列或更好
- 至少256MB顯存
● 軟件要求:
- .NET Framework 2.0 (Windows版本)
- OpanAL (Windows版本安裝程序中自帶)
- 最新穩(wěn)定版顯卡驅(qū)動(dòng)程序
● 已知問(wèn)題:
- [AMD] OpenGL模式下的Alpha測(cè)試有錯(cuò)誤
- [AMD] OpenGL模式下景深效果不正確
- [NVIDIA] GeForce 7000系列顯卡上色彩精度較低
● Unigine Heaven Demo/Benchmark下載:
目前僅有Windows版本,大小127MB
安裝運(yùn)行都非常簡(jiǎn)單,一路回車(chē)即可,注意一定要安裝隨程序自帶的OpenAL驅(qū)動(dòng),并將DirectX和顯卡驅(qū)動(dòng)升級(jí)至最新版。
Unigine Engine Heaven Benchmark軟件界面十分簡(jiǎn)單,但功能卻比3DMark更為豐富,提供多種靈活的操作模式方便測(cè)試者使用,以下為程序運(yùn)行界面:
- API:DX9、DX10、DX11、OpenGL四種模式
- Shaders:High、Medium、Low三檔
- Tessellation:enabled、disabled,只有DX11顯卡才能開(kāi)啟,進(jìn)入游戲后可使用快捷鍵“F3”實(shí)時(shí)開(kāi)啟或關(guān)閉,方便對(duì)比畫(huà)面差異
- Anisotropy:1/2/4/8/16五檔,各向異性過(guò)濾
- Anti-aliasing:off/2x/4x/8x,支持三種標(biāo)準(zhǔn)的MSAA抗鋸齒模式
- Full screen:選擇以全屏或窗口模式運(yùn)行
- Resolution:支持常見(jiàn)的4:3、16:9或16:10所有標(biāo)準(zhǔn)分辨率,還能手動(dòng)隨意設(shè)定分辨率值,支持多屏或超寬超大分辨率
設(shè)定好所有的模式后,點(diǎn)擊RUN即可進(jìn)入Loading界面:
程序在加載過(guò)程中,CPU只有一顆核心以100%負(fù)載運(yùn)行(和3DMark加載時(shí)完全相同),因此Loading時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng),如今您對(duì)CPU進(jìn)行超頻的話(huà)速度將會(huì)快很多,比如i7超至4GHz只需3-4秒鐘就能進(jìn)去。
在Loading界面上,該程序的常用快捷鍵功能都寫(xiě)的一清二楚:
- F2:開(kāi)啟關(guān)閉線(xiàn)框模式,與F3配合使用可查看模型復(fù)雜度
- F3:開(kāi)啟關(guān)閉Tessellation
- F4:改變鏡頭模式(默認(rèn)、自由飛行、普通移動(dòng))
- F9:運(yùn)行Benchmark測(cè)試程序
- F12:截圖(目前第三方軟件都無(wú)法截獲DX11畫(huà)面,因此內(nèi)置的截圖功能非常實(shí)用)
- 回車(chē):切換至下一種鏡頭移動(dòng)軌跡
- 空格:鏡頭移動(dòng)暫停
- Esc:顯示控制菜單
Loading結(jié)束后,進(jìn)入3D運(yùn)行界面,屏幕左上角有一些菜單:
- Settings:點(diǎn)它和按Esc都會(huì)調(diào)出控制面板
- Environgment:點(diǎn)它下方會(huì)出現(xiàn)24小時(shí)的時(shí)間軸,用以控制日出、燈光、陰影等天氣實(shí)時(shí)變化情況
- Camera:三種鏡頭模式切換
- Sound:開(kāi)啟或關(guān)閉音效
- Benchmark:點(diǎn)它和F9都會(huì)開(kāi)始自動(dòng)測(cè)試程序
- Quit:退出程序
上圖就是通過(guò)Esc或Settings調(diào)出的控制面板,大多都可以通過(guò)快捷鍵或菜單來(lái)實(shí)現(xiàn),下面就正式進(jìn)入測(cè)試環(huán)節(jié),看看這個(gè)“天堂”到底有多美麗。
由于DX11模式下無(wú)法錄像,所以筆者只好退而求其次,使用DX10模式將Heaven Benchmark的全程記錄了下來(lái),大家先看看風(fēng)景和光影效果,關(guān)于DX11所帶來(lái)的新特效,后文我們?cè)僮鲈敿?xì)的對(duì)比分析。
在看完Heaven之后,我們可以回顧一下它的前作Tropics,將DX11和DX10.1兩款Demo做個(gè)簡(jiǎn)單對(duì)比,雖然場(chǎng)景變化很大,但很多特效和技術(shù)都是繼承發(fā)展而來(lái)的。
Tropics展示的是幾個(gè)小島,主要突出全局光照和水面透反射效果,而Heaven則升級(jí)成為漂浮在空中的小城,全局光照和體積云霧得到了完整保留,此外使用最多的技術(shù)就是DX11當(dāng)中的Tessellation(鑲嵌式細(xì)分曲面技術(shù)):
由于之前的視頻使用DX10模式錄制,Tessellation技術(shù)沒(méi)能體現(xiàn)出來(lái),所以只能通過(guò)官方提供的這段演示動(dòng)畫(huà)來(lái)展示給大家看,接下來(lái)就通過(guò)大量高清截圖來(lái)詳細(xì)解讀Tessellation的魅力,雖然是靜態(tài)圖片,但要比視頻更清晰直觀!
● Tessellation效果對(duì)比一:怪獸造型更威猛
開(kāi)啟Tessellation后,翼龍身體上的“斑點(diǎn)”變成了“尖刺”,雖然只是一座雕像而已,但怪物明顯變威猛了許多。身體各部位包括尖刺的平滑過(guò)渡都十分自然,讓人找不出任何模型設(shè)計(jì)的缺點(diǎn),看來(lái)Tessellation自動(dòng)插入頂點(diǎn)并細(xì)分曲面在實(shí)際應(yīng)用中相當(dāng)智能。
上面的GIF動(dòng)畫(huà)只是截圖的一小部分,1920x1080全尺寸畫(huà)面如下所示,建議大家點(diǎn)擊放大仔細(xì)對(duì)比開(kāi)啟Tessellation前后的差別:
通過(guò)線(xiàn)框模式可以直觀的看出,Tessellation的確讓物體模型復(fù)雜了數(shù)十倍甚至上百倍,由此才得以獲得如此精密的細(xì)節(jié)。而且Tessellation不僅僅是對(duì)巨龍的身體有效,周?chē)h(huán)境中的很多景物都不同程度的得到了提升,下面我們接著看其它方面的效果如何。
● Tessellation效果對(duì)比二:凹凸立體感更強(qiáng)
在這幅圖中,大家注意觀察左側(cè)的墻壁(以及凸出石塊的陰影)、右側(cè)的臺(tái)階和下方的鵝卵石路,關(guān)閉Tessellation時(shí),石塊間的縫隙使用傳統(tǒng)的視差映射貼圖技術(shù)渲染而成,也有一定的立體效果,但不夠明顯,而且縫隙間不存在真正的陰影。視角拉的很近的話(huà),立體效果就會(huì)消失,因?yàn)槟侵皇瞧垓_人眼的貼圖而已。
而Tessellation技術(shù)生成的是實(shí)實(shí)在在的頂點(diǎn)和曲面,所有的巖石、臺(tái)階和石塊都是獨(dú)立存在,而不再是平面上的虛擬貼圖而已。一經(jīng)對(duì)比,視覺(jué)反差十分強(qiáng)烈!
由于畫(huà)面內(nèi)石塊數(shù)量太多,Tessellation生成的所有物體都需要被重新渲染和投影,因此性能損失還是很大的。大家可以點(diǎn)擊放大1080p截圖觀察右上角的實(shí)時(shí)幀數(shù),HD5870關(guān)閉Tessellation時(shí)是35幀,開(kāi)啟后只有23幀了。
● Tessellation效果對(duì)比三:虛假貼圖終結(jié)者
傳統(tǒng)的屋頂瓦片就是“紙糊”的,類(lèi)似與生活中用于糊墻的“磚紋、木紋”墻紙,遠(yuǎn)看還行近看一點(diǎn)立體感都沒(méi)有,連小孩子都騙不了。經(jīng)過(guò)Tessellation技術(shù)處理后,凹凸不平、錯(cuò)落有致的瓦片震撼登場(chǎng)!
顯然,這個(gè)屋頂瓦片效果要比前兩個(gè)場(chǎng)景更加夸張,給人極強(qiáng)的視覺(jué)沖擊!看來(lái)Tessellation技術(shù)雖然不是功能較多的,但其用途也是非常廣泛,至少可以完全取代各種各樣“騙人”的貼圖技術(shù)了!
● Global Illumination,全局光照效果
在Heaven之前,DX10.1版的Tropics就已經(jīng)使用了全局光照技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)不是DX11和DX10.1的專(zhuān)利,Crysis也大量使用。但具體實(shí)現(xiàn)的效果如何,還得靠游戲引擎和代碼的優(yōu)化,但不可否認(rèn)的是,DX10.1和DX11效率會(huì)更高、而且實(shí)現(xiàn)起來(lái)更容易。
下面就來(lái)看看Heaven Benchmark的晝夜光照效果,是否接近現(xiàn)實(shí)世界?拖動(dòng)Environgment菜單下方的24小時(shí)時(shí)間軸,就能看到實(shí)時(shí)平滑過(guò)渡的光照效果,當(dāng)然在Benchmark演示中也是完全穿插進(jìn)行的。
在CPU或GPU有能力進(jìn)行實(shí)時(shí)光線(xiàn)追蹤運(yùn)算之前,Global Illumination全局光照技術(shù)依然是非常好的的解決方案。從DX10到DX10.1再到DX11,很多Shader指令都是針對(duì)屏幕空間差值操作進(jìn)行優(yōu)化,從而進(jìn)一步改進(jìn)效果,并提高運(yùn)算效率,平衡Shader和光柵化的負(fù)載,消除瓶頸。
如今流行的SSAO、HBAO和HDAO都是基于全局光照技術(shù)的分支或者變種,也是DX10.1和DX11效率改進(jìn)最核心的技術(shù)。
● Depth of Field,景深效果展示
在HD5800發(fā)布時(shí),AMD就展示了DX11 DirectCompute的一項(xiàng)應(yīng)用——渲染后處理器之景深,通過(guò)官方介紹來(lái)看,使用DX11之后的景深特效消耗資源更少,而且清晰與模糊處理的過(guò)渡會(huì)更加和諧自然,還能消除前代出現(xiàn)的鋸齒或者反差太明顯的不合常理的現(xiàn)象。
Heaven Benchmark中,在鏡頭切換時(shí)大量使用了景深效果,DX9、10、11模式下都支持,如果仔細(xì)看的話(huà)畫(huà)面有所不同,DX11明顯更接近于攝像機(jī)對(duì)焦的效果:
焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)翼龍,背景被虛化,注意看遠(yuǎn)近不同的話(huà),虛化的程度差別很大,完全符合人眼和鏡頭的透鏡成像原理。
這幾張截圖的景深效果非常顯著,完全就像是大光圈鏡頭拍出來(lái)的照片。
● 物理學(xué)煙霧:
流體煙霧也是物理效果的一種,比如《蝙蝠俠:阿卡姆瘋?cè)嗽骸分蠵hysX只開(kāi)中等的話(huà),主要的物理效果就是霧氣。Heaven只是一款演示程序,無(wú)法進(jìn)行互動(dòng),因此我們未能體驗(yàn)它的煙霧與氣流或者人物的交互效果到底如何,不過(guò)靜態(tài)的自由煙霧渲染效果還是很不錯(cuò)的。
● 完全交互式的陰影投射:
樹(shù)木投射在平地上的陰影,注意看居然還有小孔成像的效果
樹(shù)木投射在草叢中的陰影,和直立的草叢互相干涉,再現(xiàn)了真實(shí)世界的投影
● 精細(xì)的紋理貼圖
進(jìn)入DX10時(shí)代之后,游戲中的紋理貼圖分辨率越來(lái)越大,細(xì)節(jié)趨于完美,Crysis、COJ、Stalker等游戲的紋理已經(jīng)不輸給上圖中的截圖了。
Heaven中的紋理貼圖雖然相當(dāng)精細(xì),但也有缺點(diǎn),當(dāng)遇到夸張的Tessellation凸出或者凹陷物時(shí),該位置的紋理貼圖會(huì)產(chǎn)生劇烈拉伸,類(lèi)似于斷層效果,有些畫(huà)面可以蒙混過(guò)關(guān)有些看上去不太協(xié)調(diào),看來(lái)Tessellation插入頂點(diǎn)的高度或深度不宜太大。
● Heaven Benchmark測(cè)試成績(jī)對(duì)比:
由于時(shí)間有限,筆者只用HD5870進(jìn)行了測(cè)試并截取大量高清截圖,未能進(jìn)行主流顯卡之間的性能對(duì)比測(cè)試。所以最后引用國(guó)外網(wǎng)站的測(cè)試成績(jī)來(lái)看看主流中高端顯卡的性能表現(xiàn):
可以看出,打開(kāi)Tessellation的性能損失還是很大的,HD5870下降了38%,HD5770下降了30%。如果拋開(kāi)Tessellation技術(shù)不談的話(huà),DX11和DX10模式下的性能幾乎沒(méi)什么差別,在加強(qiáng)光影效果的同時(shí)反而有微弱的性能提升。兩款N卡的DX10性能還是相當(dāng)不錯(cuò)的,但它們都體驗(yàn)不到DX11效果。
● 總結(jié):Tessellation大放異彩
在首款DX11游戲《BattleForge》中沒(méi)有體現(xiàn)的Tessellation技術(shù),在Heaven Benchmark中完全就是教科書(shū)式的演示,ATI苦心研究多年的Tessellation技術(shù)終于開(kāi)花結(jié)果,這正應(yīng)驗(yàn)了那句老話(huà)——是金子總會(huì)發(fā)光的!
即將發(fā)布的幾款DX11游戲,將會(huì)完全基于Tessellation技術(shù)構(gòu)建——《潛行者:普里皮亞季的呼喚》、《科林麥克雷:塵埃2》、《異形大戰(zhàn)鐵血戰(zhàn)士》這三款大作已經(jīng)放出了不少截圖和視頻,用以展現(xiàn)Tessellation所帶來(lái)的逼真效果。
在DIRT2中,Tessellation技術(shù)的應(yīng)用甚至比Heaven Benchmark還要徹底,隨風(fēng)飄揚(yáng)的旗幟、互動(dòng)的水面(兩項(xiàng)技術(shù)幾乎都可以取代物理引擎了)、還有吶喊的觀眾……全面使用Tessellation技術(shù)構(gòu)建,動(dòng)態(tài)逼真的畫(huà)面超越了以往任何一款賽車(chē)游戲!
DX11和Tessellation距離大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)非常近了,很快HD5000系列將會(huì)大展拳腳,釋放出新一代DX11顯卡的威力!■<
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