新3DMark全、深入测试

新3DMark测试场景解析

新3DMark使用了全新的测试场景，在前文已经反复出现过它们的名字了。在接下来的内容中，本文将对具体测试场景进行解析。目前FutureMark官方没有给出各个场景所使用的技术的详细情况，只是简单地说明了各个场景使用的一些资源情况等，内容还不够丰富。

Ice Strom场景

1.综述

Ice Strom是新3DMark测试中负载轻的一个场景。这个场景的要求也很低，只要显卡硬件支持Direct3D Feature level 9.x，驱动支持WDDM 1.1以及拥有128MB显存即可运行本测试。测试分辨率是1280×720。

从技术角度来说，Ice Strom使用的图形技术大多基于Direct3D Feature level 9.x。至于它和之前的3DMark 06有什么区别，新3DMark白皮书表示，3DMark 06使用的是DirectX 9，并且当时只有高端PC才有机会流畅运行。而新3DMark中的Ice Strom使用的是DirectX 11，是专为中低端PC、笔记本电脑、集成显卡用户以及高性能移动设备设计的。由于需要照顾的设备众多，Ice Strom使用了off-screen渲染，即先渲染好画面，再用缩放的方式在屏幕上完成显示。

2.测试场景

a.在Ice Strom场景中，包含了两个图形测试和一个物理测试

b.是唯一可以在Windows、Windows RT、iOS、Android设备上同时进行横向比较的测试场景。

c.图形测试一：包含了大量的顶点测试内容，像素负载不高。平均下来每帧拥有530000个顶点、18万个需要光栅化的三角形以及大约470万个像素计算。

d.图形测试二：包含大量的像素测试内容，顶点负载不高。平均每帧有1260万个像素计算，相比图形测试一，新加入的像素计算负载来自于粒子、泛光、运动模糊以及streaks（条纹）。此外，本测试中不需要绘制阴影，多边形也大幅度降低，因此顶点测试降低至只有75000个需要计算。

e.物理测试：Ice Strom的物理测试从画面上看是8个泡泡球弹性碰撞的模拟效果测试。在物理测试时，GPU图形部分的负载保持在低值，避免给CPU造成性能影响。4个模拟系统（每个占用一个CPU线程），每个系统有2个软体和2个刚体在一起运动。所有的物理模拟都在CPU上完成，软体顶点数据只在每一帧前更新至CPU处。所有的（包含所有的三个测试场景，不仅仅是Ice Strome）物理测试都使用开源的Bullet物理引擎，并没有使用到GPU模拟。

f.测试引擎：3DMark也给出了一些说明，比如测试使用了传统的渲染方式（目前延迟渲染似乎更流行）；场景更新和可见性计算使用了多线程的方法；所有的绘制命令都是由单线程发出；表面光照使用了镜面反射计算方法；支持的光照种类也比较丰富，包括无阴影的点光源、带有阴影贴图的光照等；支持透明粒子和几何体等。

g.测试设置：可选设置非常少。测试默认没有开启抗锯齿（可选高8x）、阴影贴图也只有1024（可选高2048）、纹理过滤默认使用了三线性过滤（可选AF16x）。

3.测试看点

Ice Strom场景的分辨率较低，采用的只是基本的图形显示技术，画面看起来一般。它没有太多动态光照效果和出色的阴影效果，画面缺乏动感。场景设计方面，IceStrom有点类似3DMark Vantage中太空战的场景，场景方面算是比较有想象力吧。

Cloud Gate

1．综述

Cloud Gate场景的要求也不算高，显卡硬件支持被提升到Direct3D Feature level 10.0，分辨率依旧只能支持到1280×720。和之前的3DMark Vantage相比，Cloud Gate使用的是DirectX11中支持DirectX 10特性的Direct3D Feature level 10.0，拥有更多的现代特性。这个场景需要显卡的显存大于256MB。

2.测试场景

a.包含了两个图形测试和一个物理测试

b.图形测试一：重点测试几何处理器，也包含了一些简单的像素处理。每一帧平均有超过300万个顶点，产生45万个几何基元，终结果是需要做110万个三角形光栅化，像素处理上超过180万个。在测试中体积光照是关闭的（与演示Demo不同），粒子效果依旧保持。图形后处理中增加了基于快速傅立叶变换的泛光和景深效果。

c.图形测试二：重点偏向于像素处理，几何处理会大幅度降低。平均每帧拥有180万个的顶点、34万个几何基元，终处理69万个光栅化三角形。体积照明被打开但也去除了粒子效果，后处理器依旧使用了泛光和景深。

d.物理测试：Could Gate的物理部分场景和Ice Strom完全不同了，主要模拟的对象也从泡泡变成了类似植被、布料的测试。这个部分的测试模拟系统增加到32个，每个系统有4个软体、4个纠缠体和20个刚体，刚体主要用于给软体带来冲击效果，本身是不可见的。此外，每个模拟系统还拥有一个粒子模拟系统。测试耗时20秒，但统计从第8秒开始，前8秒主要用于确保所有的对象都开始参与模拟过程。

e.测试引擎：Cloud Gate的测试引擎来自于Fire Strike，去掉了一些Direct3D Feature level10无法支持的功能，光照叶蓓进一步简化。此外，这个引擎依旧可以运行在Windows RT上，但要求显卡支持Direct3D Feature level 10。

f.测试设置：由于引擎等级明显提高，因此在Cloud Gate中所能设置的对象就大大增多。包括泛光、体积光、环境光、景深、色彩饱和度等设置都出现在测试的设置面板中。默认设置包括4个阴影采样、1024的阴影贴图分辨率、景深质量是“低”，泛光分辨率被设置为1/8。

3.测试看点

Cou ld Gate明显的特点就是光照和阴影效果大幅度提升，至少体积光、泛光效果、景深效果的加入让画面好了很多。用户可以手动设置图形部分并观看Demo来体验一下DirectX 10时代的画面感觉。

Fire Strike

1.综述
Fire Strike是新3DMark测试中使用技术先进的测试场景。它完全基于DirectX 11Direct3D Feature Level 11设计，采用了诸如曲面细分、位移贴图、环境光遮蔽、粒子照明系统、烟雾模拟等先进技术，打造了一个画质极为精美的测试场景。和3DMark 11相比，FireStrike技术应用更为先进，测试分辨率更高，更适合作为当下主流显卡的测试基准使用。

Fire Strike分为Performance（1920×1080的分辨率）和Extreme两种模式。Extreme模式的测试分辨率提升到2560×1440，部分性能选项也大幅度提升，对显卡的性能要求更高，即使是目前顶级的单核心显卡也很难流畅运行该场景，是专门为多路测试系统准备的超级测试场景。当然，2560×1440的分辨率要求显卡的显存容量提升到1.5GB。

2.测试场景

a.包含了两个图形测试、一个物理测试和一个综合测试。

b.图形测试一：测试一的重点是测试几何和照明。在这个测试中，没有景深处理，粒子部分的分辨率减半，关闭了粒子光照系统。在整个测试中使用了100个阴影点光源、140个非阴影点光源。平均每一帧有390万个顶点，其中包含了50万个曲面细分顶点输入，光栅化三角形的数量达到510万个，像素数量达到了8000万个。特别值得一提的是，用于模拟粒子和后处理效果的ComputeShader在每帧中至少会使用150万次。

c.图形测试二：图形测试二重点是测试粒子和GPU模拟，开启了全分辨率的粒子以及粒子动态光照系统。GPU模拟方面生成了两个烟雾区域，需要计算6个阴影点光源和65个非阴影点光源。平均每帧需要计算260万个顶点（包含24万个曲面细分顶点输入）、140万个几何基元、总计580万个光栅化三角形以及1.7亿个像素。在ComputeShader部分，每帧使用810万次，用于粒子、流体和后期处理，后期处理包含景深效果。

d.物理测试：模拟场景看起来比较复杂，实际上从测试成绩来看不如Cloud Gate复杂。本项测试有32个模拟系统，每个CPU核心模拟一个线程。其余部分和Cloud Gate类似。

e.综合测试：综合了图形测试一、二中几乎所有的特效。GPU部分包含曲面细分、体积照明、流体模拟、粒子模拟、快速傅立叶变换泛光、景深等。CPU部分则模拟32个物理体系的刚体，每个体系中所包含的雕像会被分解为113份。此外，还有16个刚体推动分解，但是它们是看不到的。

f . 测试设置：包含了所有项目的设置，包括曲面细分等级和拆分系数等。在Performance设置中，曲面细分等级为中等、表面阴影采样为8个、使用1024分辨率的阴影贴图，体积照明、粒子照明、环境光遮蔽和景深的质量都设置为中等，泛光的分辨率为1/4。Extreme设置就要高很多了，曲面细分等级为高，表面阴影采样提高到16个，使用2048分辨率的阴影贴图，其余所有等级都是高，泛光分辨率保持了1/4不变。

g.测试引擎：新3DMark白皮书使用了很长的篇幅来描述其测试引擎部分所使用的技术。综合来看并没有太多新意，绝大部分内容都是对这些技术的解读和说明。根据白皮书的说明，新3DMark在DirectX 11部分使用了多线程、曲面细分、表面光照、体积光照、粒子光照、粒子变形、景深、透镜反射、泛光、抗锯齿（包含MSAA和FXAA）、烟雾模拟等技术。经常关注本刊的用户想必对这些技术并不陌生。

3.测试看点

Fire Strike场景才是新3DMark真正给用户带来的视觉盛宴。FireStrike中华丽的场景、飞溅的粒子和各种逼真的光特效令人震撼。除了光照效果和曲面细分带来了高精度细节外，对粒子的大量使用成为Fire Strike的重要特点。之前本刊曾多次介绍了几款当前的顶级游戏DEMO，并预言其中的粒子效果必将是未来游戏中重要的图形技术。而现在新3DMark大量使用粒子效果也从一个方面印证了本刊之前的推断。