3DMark 2006

YOM：2006
开发商：Futuremark Corporation
平台：PC
最低系统要求：
操作系统：微软 Windows 2000或XP操作系统
处理器：支持 MMX 的 x86 兼容处理器，2000MHz
内存：（推荐 512MB）
DIRECTX：DirectX9.0c 或更高版本（必需）

这也体现在，该软件包中所谓的“图形测试”中有三个只不过是 3DMark05 游戏测试的改进版本。事实上，新版本与旧版本之间的差异与其说是质的，不如说是量的：在根本性的新功能中，我们注意到对 HDR、均匀阴影贴图的支持，以及对多核的支持 CPU 并专注于使用 Shader Model 3.0，但并非唯一——2 个图形测试中有 2.0 个在 Shader Model XNUMX 中运行。

其余的变化本质上是定量的：再次增加了测试场景的细节、光源的数量、使用的着色器的复杂性、纹理的分辨率等。 因此，3DMark06 的总体概念是专注于兼容 SM3.0 的 GPU。

3DMark06：图形引擎功能

如您所知，3DMark05 开发了一个新的图形引擎，它与之前使用的 MAX-FX 引擎没有任何共同之处，与真实的游戏引擎有更多的相似之处。 3DMark06 引擎是它的修改版，它完全支持 Shader Model 3.0，以及 FP16 格式的纹理和混合。 最后两点仅意味着使用 HDR 的可能性。 Futuremark 预测，高动态范围支持将广泛应用于下一代游戏，尽管目前此类游戏的数量非常少。 与 3DMark05 中一样，构成特定材质的着色器是以 HLSL 格式动态生成的。 然后自动或根据用户定义的配置文件编译它们以最佳匹配系统中安装的 GPU。

SM16 图形测试专门需要 FP3.0 纹理和混合支持。这些测试也使用 FP16 过滤，但如果 GPU 不支持此功能，则使用特殊的着色器来模拟它，这使得基于 Radeon X3.0 的卡能够通过 SM1000/HDR 测试，因为这些 GPU 不支持浮点纹理过滤。 SM3.0/HDR 图形测试使用后期处理，其中包括应用绽放效果、模拟相机中六叶片快门的“星光”效果以及镜头中出现的反射效果到图像中。最后，生成的图像经过色调映射过程，以获得适合传统显示器的正确色彩值。

据开发者介绍，新的测试包使用了 SM3.0 的所有关键特性，除了 vFace 寄存器：

-vpos寄存器
-派生指令
-动态流量控制
-大量的插值器
-大量常量
-更多指令槽
-带有显式 LODVertex 的纹理指令
-从顶点着色器获取纹理（需要通过着色器粒子测试）

自 3DMark2001 以来，Futuremark 的图形测试套件中就出现了动态阴影。 然后使用投影阴影贴图创建它们，这是一种要求不高的方法，但有许多限制，特别是对象不能在自身上投射阴影。 此外，阴影被投射到物体下方的所有表面上，甚至是几层楼以下的房间地板。 3DMark03 使用不同的技术来创建动态阴影，即所谓的模板阴影。 这种方法的工作方式不同：从光源一侧看到的物体边缘被突出显示为没有照明的多边形。 这个多边形的体积中的所有东西都在阴影中。 这种技术没有前一种技术的缺点，允许对象在自身上投下阴影，但它并不通用，仅适用于某些类型的场景和低多边形对象。

事实是，对对象的边缘进行采样（应该成为阴影的体积）是一项相当耗费资源的操作，而形成这些体积的多边形虽然不可见，但消耗了很大比例的场景填充速度。

在 3DMark05 中，应用了一种生成动态阴影的新方法，使用所谓的 LiSPSM-maps（Light Space Perspective Shadow Maps）。 3DMark 通过使用称为级联阴影贴图或 CSM 的不同类型的阴影贴图改进了这项技术。 使用 CSM 可以让您获得屏幕上所有对象的阴影，无论它们的角度如何。

此方法的工作原理是将视锥体沿 Z 轴分成 5 个部分。每个部分都使用标准的 2048x2048 均匀阴影贴图进行着色。如果 GPU 支持深度纹理，则使用D24X8或DF24格式的深度图，否则使用32位浮点表示的纹理的R32F分量作为深度图。硬件着色默认启用（SM24/HDR 测试中的 D8X3.0 除外），但用户可以自行决定禁用。

任何方法都有其缺点。 虽然深度图的分辨率非常高，但有时这还不够，而且像在 3DMark05 中一样，在某些情况下，阴影边缘会出现闪烁——即所谓的投影混叠（projection aliasing）。 当法线方向垂直或几乎垂直于照明方向时，就会出现这种现象。 目前，几乎不可能在没有显着性能损失的情况下摆脱它。

为了平滑新引擎中的阴影边缘，SM3.0/HDR 测试使用了 16 个样本（4x4）的阵列。对于每个阴影边缘像素，该数组都会旋转一个随机角度。拥有 16 个采样点可以提高阴影平滑的质量，但需要额外的硬件资源。点采样用于硬件阴影贴图和 R32F 阴影贴图。 SM2.0 测试使用由 4 个像素 (2x2) 组成的较小核心，但如果 GPU 硬件支持以 D24X8、DF24 或 Fetch4 格式从深度缓冲区进行采样，并且仅进行一次双线性采样。抗锯齿的质量略有不同。如果用户希望比较不同架构的渲染性能，可以禁用硬件阴影映射；在这种情况下，动态阴影始终使用 R32F 深度图创建，并且使用四个样本执行其抗锯齿。

根据 Futuremark 的说法，使用 3DMark06 生成具有深度图的动态阴影是有意义的，因为这种方法已经被游戏开发人员使用并将继续使用。 至于纹理压缩，3DMark06中的所有颜色贴图都使用DXT1算法压缩，alpha贴图使用DXT3算法压缩，法线贴图使用DXT5算法压缩。 不支持特定于 ATI Radeon X3 和更高显卡的 700Dc 方法。

3DMark06：图形基准

新的 Futuremark 包中有四项图形测试，分为两组。 第一个在 SM2.0 框架内工作，第二个设计为受 SM3.0 图形加速器支持。 让我们按顺序从 SM2.0 测试开始。 第一个 SM2.0 图形测试是第一个游戏测试“Return to Proxycon”的返工版本，它是 3DMark05 的一部分。 测试时显示的场景属于科幻XNUMXD射击游戏类型。 一群星际战士在重装甲步兵的支援下攻击并占领了 Proxycon 空间站以提取一些神器（场景可以在模式中看到 Demo). 与原来相比，光源数量显着增加（26 对 8），阴影贴图的分辨率提高，场景细节也变得更高。

与现代射手相比，该测试有些非典型-在后者中，如此大规模的开放空间和战斗很少见。 最引人注目的例子是 Doom III，它有许多狭窄的走廊和任何宽敞房间的罕见间隙。 科幻射击游戏类型的例外今天很少见，但仍然会发生。 例如，在 Starship Troopers 中，您还可以看到帧中有 200-300 个敌人模型的更大场景。

第二项图形测试SM2.0同样并不新鲜——它的前身是第二项3DMark05游戏测试《萤火虫森林》。与以前一样，测试的基础是动态生成的植被，测试中有很多这样的植被。虽然本例中的场景空间非常有限，但由于植被数量巨大，它可以作为良好的性能试验场。 GPU 在应用阴影和处理照明时，评估顶点处理器以及系统中央处理器的效率；）。与同类的3DMark05测试相比，该测试多了一个“萤火虫”，改变了阴影映射方式，并提高了深度图/硬件阴影图的分辨率。

以下两个测试专门使用 SM3.0 配置文件，因此仅适用于支持 Shader Model 3.0 的视频适配器。 第一次SM3.0图形测试无非是对第三次3DMark03游戏测试“峡谷飞行”的重大修改和改进版本。 在这个测试场景中，使用了 HDR，包括在计算反射/折射（折射）时。

和以前一样，水面使用深度雾来创造深度的错觉，但除此之外，它的表面使用两个滚动法线贴图和四个四格斯特纳波函数进行扭曲，导致水看起来非常逼真。 复杂的异质雾用于模拟潮湿的气候。 此外，渲染天空的算法也很复杂。 场景仍然只有一个光源——太阳，但由于峡谷壁规模大、形状复杂，很难应用动态阴影。

第二次 SM3.0 图形测试在以前的 3DMark 版本中是无与伦比的，是全新的。 它以废弃的北极站为例，演示了在大范围内使用 HDR 和动态阴影。 测试的主要特点是天的变化，在此期间可以观察到物体投下的阴影的拉长，这证明了CSM方法的灵活性。 Snow 使用 Blinn-Phong 着色模型、2 个法线贴图和 1 个颜色贴图，以及使其与真实物体几乎无法区分的次表面散射效果。 此外，该测试可以作为图形适配器在使用粒子系统时的性能指标——在它们的帮助下，在场景中模拟了一场暴风雪。

3DMark06：CPU 基准测试

新版 3DMark06 的一大特色是采用了新的计算最终指数的理念。之前的基准测试版本仅基于图形子系统的性能给出最终结果，而 3DMark06 指数则同时基于图形测试和 CPU 测试的读数来计算。也就是说，测试给出的最终分数取决于显卡速度和性能。 CPU.

这一创新源于开发者希望 3DMark06 不仅是确定视频子系统相对性能的基准，而且还是现代 3D 游戏方面整个平台性能的衡量标准。 这种方法有一个完全合乎逻辑的理由：现代游戏应用程序已经开始对图形性能提出相当高的要求，而且对中央处理器的计算资源的能力也提出了很高的要求。 这一趋势预计将在未来持续下去，因为游戏软件开发者将越来越关注物理环境的高质量建模和游戏中运行对象的人工智能等问题。
因此测试 CPU 3DMark06 已成为其不可或缺的重要组成部分。鉴于此，Futuremark 程序员让这项测试更加贴近现实。众所周知，例如，测试 CPU 3DMark05 中的处理器指数与游戏性能几乎没有关系。这并不奇怪：它使用与现实无关的算法来衡量处理器性能。特别是，3DMark05 中的处理器指数是根据处理器执行顶点着色器的结果计算出来的。通常 CPU 这是一个游戏任务，不是吗？
之前的 3DMark 测试在评估处理器性能时存在一个问题，那就是它们没有类似真实游戏中使用的专门算法。在新的 3DMark06 测试中，这一缺陷得到了纠正。3DMark06 处理器测试基于与负载直接相关的特殊算法。 CPU 在 3D 游戏中。
3DMark06 中处理器性能的测量是通过模拟真实的游戏情况进行的，称为红谷基准测试的设计者。 该测试中的动作发生在夹在两座山脉之间的堡垒周围。 这些山脚下，沟壑星罗棋布，高速车沿沟壑驰骋，其任务是突破要塞，避免碰撞，保卫敌军。 这个前哨的防御使用一种飞行坦克，虽然速度很慢，但配备了短程导弹。 总共有 87 个这两种类型的机器人参与了红谷场景。
处理器基准测试期间的图形输出完全由视频子系统处理。 为了减少图形性能对处理器测试结果的影响，使用了 640x480 的分辨率，此外，动态阴影被关闭。 同时，处理器只专注于其典型功能：赋予游戏逻辑、对物理环境进行建模以及赋予机器人人工智能。 Red Valley 中的物理是使用目前在游戏开发者中非常流行的 AGEIA PhysX 库计算的，而机器人的智能是通过解决在图中寻找路径的问题来实现的。


需要注意的是，由于红谷有大量智能机器人，处理器测试有点让人联想到实时策略。 但是，应该理解的是，3DMark06 不应该像现代游戏那样。 该基准测试的目的是模拟未来的游戏应用程序，Futuremark 开发人员认为，这些应用程序将具有比现代游戏更多的活动智能对象。
为了专注于未来的游戏，3DMark06 的开发者们针对最新的双核处理器优化了处理器测试。此外，该测试能够高效地加载和 CPU 拥有大量核心，尤其是在为大量对象寻找最佳路径的任务易于并行化的情况下。通常，处理器测试中的计算按以下方式划分线程：一个线程计算游戏逻辑并控制计数过程，第二个线程用于模拟环境的物理特性，其余线程（其数量取决于系统中计算核心的数量）用于解决寻找最佳路径的问题。
在 3DMark06 中测试处理器时，Red Valley 场景使用不同的算法设置两次参与。 第一次更多的资源用于人工智能建模，第二次重点是环境物理的计算。

3DMark06：理论测试

作为该类别的一部分，3DMark06 包含作为 3DMark05 一部分的所有理论测试，以及两个新测试 - 着色器粒子测试 (SM3.0) 和柏林噪声 (SM3.0)。 顾名思义，这两个测试都需要 Shader Model 3.0 支持才能工作。

着色器粒子测试 (SM3.0) - 有点让人想起 3DMark 2001 中的粒子系统测试，但与它不同的是，它使用了 Shader Model 3.0 的功能。 使用像素着色器计算粒子行为的物理模型，然后使用顶点着色器的纹理采样功能对其进行可视化。 使用欧拉积分计算409600个粒子在介质阻力存在的简单引力场中的轨迹，并检查这些粒子与高度场的碰撞。 除了 Shader Model 3.0 支持之外，该测试还要求 GPU 能够从顶点着色器中获取纹理（vertex texture fetch），因此它仅适用于 GeForce 6/7 架构的卡——ATI Radeon X1000 不支持 VTF。

柏林噪声 (SM3.0) - 使用所谓的三维 Perlin 噪声来模拟真实的云变化。柏林噪声通常是程序纹理和一些建模技术的基础，而且它的受欢迎程度在未来只会增加，因为借助它创建的效果虽然需要很高的计算能力，但对视频适配器内存子系统的要求相对较低，而视频适配器内存子系统的性能增长速度比数学性能增长慢得多。 GPU。本次测试中使用的像素着色器包含 495 条指令，其中 447 条为算术指令，48 条为纹理查找指令。作为参考：符合 SM3.0 标准的最低规格要求支持长度高达 512 条指令的着色器。所有纹理指令均创建分辨率为 32x256 的单个 256 位纹理。其大小仅有64 KB，因此测试对显存的容量和频率要求不高。


所有其他测试，包括批量测试，保持不变。