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    3DMark 11应用的新技术

    Tessellation曲面细分

      曲面细分技术是DirectX 11中非常重要的存在,也是目前备受关注的DirectX 11主要特效之一。3DMark 11使用了两种类型的曲面细分技术:建立在置换映射图下的详细曲面细分和可选置换映射图下的Phong曲面细分。由镶嵌器产生的详细曲面细分顶峰点基于置换映射图,置换的方向则是顺着正常的几何方向进行;而对于Phong曲面细分,它的顶峰值是通过置换之前基于近似弯曲的表面值而得来,弯曲的表面值则从近似于三角峰值的定位和正常状态下计算而来。

      曲面细分技术的一个特点就是,物体的细节会随着视角的接近而增加,远处的物体只会采用少量甚至不用曲面细分处理。这样的好处是画面不但非常接近真实,而且对显卡的负载亦不会太高。

      3DMark 11采用的是原生DX11引擎,在曲面细分技术的支持下,测试场景的物体表面复杂程度会随着视角的靠近而逐渐增加,让这些物体看起来更加接近于真实。

    Surface lllumination表面光照

      表面光照是漫反射和镜面反射的结合体,包括光线传播介质如空气等也在计算范围当中。通过计算光源的强度、方向,在物体表面形成适当的明暗度和色彩,并投下正确的阴影,就是表面光照技术的主要工作。

    Volumetric  lllumination体积光照

      阳光透过云隙照射出来、灯塔光线穿过薄雾、阳光射入充满灰尘房间等形成的光线效果,都是真实世界中对“体积光照”最好的诠释。

      简单的说,体积光照就是为光线塑造一个“造型”。虽然光线是无形的,但是当光线穿过某些介质的时候,例如穿过薄雾、穿过布满灰尘的空气,由于灰尘等杂质对光的影响,我们就能看到一条光路。

      现在体积光照技术就能把这种现象展现在游戏画面当中。利用光源的方向、亮度,介质的种类、密度的数据,计算出光线在介质中的反射和折射,从而形成非常逼真的光线效果。

    DirectCompute通用计算

      DirectCompute是DirectX 11中的重要功能,其允许通过创建Compute Shaders(计算着色器)以利用显卡的运算能力来处理非图形任务。得益于这一点,部分可以利用GPU运算的任务如后处理效果、物理效果、AI运算等均可交由GPU处理,CPU则全力处理其它程序。

      在最后的Combined Test场景中,画面里面的柔性物体就采用了DirectCompute技术进行运算。在实际应用当中,DirectCompute技术可灵活分配GPU与CPU之间的工作负荷,以免浪费PC的运算资源。

    Multi-threading多线程处理器技术

      多线程处理技术不能算作图形技术的领域,不过现在双核心甚至是多核心处理器已经成为PC标配下,如果图形指令仍然使用单线程模式运行,将大大限制显卡性能的发挥。为此,DirectX 11提供了多线程技术支持,通过调动所有可用的CPU物理核心,增加指令的处理速度,尽可能减少由于指令处理速度不足引起的帧数暴跌的现象。

      多线程技术允许测试程序检测当前可用的处理器物理核心,并为其分配合适的处理任务。一般来说,其中一个物理核心将是主要处理核心,其余核心将辅助其进行数据运算。3DMark 11采用了原生DX11引擎,完全支持多线程技术,多核CPU在载入场景及运行测试的过程中将有一定的优势。

    Depth Of Field景深

      景深是一个后期处理效果,可将观察者的视觉焦点集中到空间的某一点上,即使2D图像也能产生视觉深度的感觉。视觉深度作用是产生背景虚化效果,通过模糊画面焦点以外的背景及物体,突出最引人注目的一点。

      在DirectX 11的景深技术诞生之前,游戏开发人员通常只能使用简单的高斯模糊增加景深效果。不过这种模糊产生的立体深度有限。DirecX 11的景深通过计算光照的位置,对不同位置的图像进行等级不同的模糊化处理,最终形成的图像更加逼真,视觉焦点更加明确。

    Bloom

      Bloom效果是通过改变计算照明频率范围而实现的,可通过快速傅立叶变换将图像信息加入Bloom过滤器,处理后再进行傅立叶反变换获得处理过后的图像。Bloom过滤器可完成模糊,条纹,透镜光晕和失真效果等特效。

    Lens Reflections透镜反射

      该效果与Bloom过滤效果相似,首先通过将过滤器应用到频率范围来计算照明效果,过滤后的结果再划分为几个规模和强度并加入图像当中。这个效果和Bloom一样在相同的像素分辨率上进行,因此完成这两种效果只需进行一次傅立叶变换。傅立叶变换与傅立叶反变换都可以通过计算着色器执行。

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