十载图形见证 3DMark历代进化历程回顾

3DMark 05的推出总算是让FM挽回了公信度，同时也基本上消除了显卡驱动的作弊风波。但是我们也可以看到为了做到公平公正，3DMark 05在技术性上也变得保守得多，完全没有了过去所标榜的技术前瞻性与预测性。当时SM3.0和HDR风头正茂，但很遗憾3DMark 05仍然停留在SM2.0时代，技术性的相对滞后对于3DMark系列来说还是头一回，这也预示着这代Mark的寿命不会长久。小熊在线www.beareyes.com.cn

另一个困扰3DMark 05的问题是，FM在PS/VS负担比例上出现了偏颇，在3DMark 05的测试场景，由于使用了海量的多边形顶点来建模，因此对于显卡的VS性能要求很高，而当时游戏界的实际发展趋势却刚好相反，越来越多的游戏程序员偏向于运用PS来赋予物体表面复杂的虚拟几何细节，所以各种Mapping技术应运而生，而GPU的运算资源也是偏重于PS，那个时代的显卡还未做到统一shader架构，基本上主流显卡的PS/VS资源比率一般在2.5：1以上。3DMark 05的测试过分依赖显卡的VS性能，致使大量的PS资源处于闲置状态，而雪上加霜的是，由于那时候顶点的生成让需要依赖CPU来完成，因此CPU性能也成了影响测试成绩的主要因素，CPU成了拉高分数的主要手段，因此许多人开始质疑3DMark 05测试的意义，可以说这给FM又带来了新的危机。小熊在线www.beareyes.com.cn

为了解决上述3DMark 05存在的两大缺陷，FM在完成05之后就开始紧锣密鼓筹备下一代产品的开发工作，很快3DMark 06就诞生了。虽然被命名为3DMark 06，但实际上其内容只是3DMark 05的加强版，所以称其为3DMark 05 SE或者更加贴切，但不管怎样，3DMark 06仍然是自03以来各方面最为完善3DMark产品。小熊在线www.beareyes.com.cn

针对05存在的两大缺陷，3DMark 06对其进行了重点的改造，首先是全面正式支持SM3.0跟HDR，因为这代产品推出的时候，N/A两大GPU厂商的全线产品均已进入DX9.0C时代，现在支持DX9.0C在不会落下个“有失公允”的口实；其次是针对PS/VS负担失衡的问题，着重加强了PS的使用量。小熊在线www.beareyes.com.cn

由于开发周期较短，3Dmark 06并没有重新制作测试内容，而是保留05的测试场景作为基础，其中显卡测试的前三项均保留了前作的内容，只不过对其分别进行了大幅的技术增强跟改进。而最后一个测试则是全新制作的场景，效果非常出众。小熊在线www.beareyes.com.cn

这里我们还有必要来回顾一下3DMark系列的投影技术发展历程：从3DMark 2001开始，FM开始将动态阴影技术加入到渲染引擎当中，01所采用的就是一种叫projection shadow的贴图实现动态光影的生成，这种方法有很大的局限性，比如不会计算投射面的深度以及层面，但因为计算开销小而成为那个时代的游戏所广泛使用的实时动态投影技术。3DMark 03开始使用stencil shadow（模板阴影），这跟后来Doom3中所用到容积阴影技术基本一致。该技术虽然能够投射精确的影子，但是需要CPU的高度参与，而且对于填充率的需求很大，柔和阴影效果也很难实现，所以一般只能用于室内场景。到了3DMark 05，FM开始转向更加有前景的shadow mapping技术。Shadow mapping算法有很多种，其中05使用的是perspective shadow maps（透视阴影贴图），是depth shadow maps（深度阴影贴图）中的一个分支。在这种贴图技术中，场景会从灯管的法向量方向测量物体相对于光源的法向量正向深度距离，用以测定计算场景中的物体是否落在阴影中，若产生阴影，则位于阴影内的物体不会被任何光源所照亮。3DMark05的场景中，对方向性光源采用了2048×2048 R32F格式的depth map ，如果硬件支持深度模板材质的话，3场景将会使用同样大小的D24X8 depth map 。原则上，这个2048×2048 的depth map 将会被使用两次，第一次会渲染在近镜头处物体的深度 ，另外一次会渲染余下的场景。3DMark05中的点光源采用了512x512x6 的立方贴图用作R32F 格式的深度贴图。perspective shadow maps对于大范围的投影效果相当不错，但仍然存在一些问题，比如阴影的边缘很难柔和化，可以清楚看到大量的锯齿状失真。因此在3DMark 06中，FM重点对投影系统进行改革，采用cascaded shadow maps (CSM)来代替perspective shadow maps，这种shadow map技术通过在玩家视点区域内投射同一分辨率的多张阴影重叠来实现细腻的阴影效果，再加上更高分辨率的shadow map，06中的shadow效果相比05有了巨大的改善。小熊在线www.beareyes.com.cn