物盡其用 DX10顯卡游戲性能對比測試

　　作者：三牛

　　2002年，微軟公司制訂的DirectX 9繪圖函數庫標准(以下簡稱DX9)一舉統一電腦游戲的開發標准。此後，為了使游戲開發商能夠營造更逼真的視覺效果，更流暢的游戲表現，微軟公司又開發出全新的Direct X10標准(以下簡稱DX10)，並一舉整合到新一代的Windows Vista操作系統中。DX10似乎更受游戲開發商歡迎，推出不到半年，首批DX10原生游戲已經准備推出。那麼，DX10游戲究竟采用了哪些先進的圖形技術?DX10顯卡在DX10游戲中的性能表現又如何?相信很多朋友都非常感興趣，下面筆者就與大家作一探討。

DirectX10 DirectX9畫面對比

　　一、DX10標准的技術特點

　　相比起上一代的DirectX 9標准，DirectX 10不但有更大的編程彈性，而且進一步提高了3D軟件的運行效率。DirectX 10的主要改進如下：

　　1、使用Unified Shader(統一著色器)設計;

　　2、引入Geometry Shader(幾何著色器);

　　3、降低對處理器的負荷;

　　4、更大的編程彈性;

　　5、硬件規格更嚴格。

　　DirectX 10中的『Shader Model』(著色器模型，又稱渲染器模型)為4.0版，其最大特點是使用『統一著色器』設計，Vertex Shader(頂點著色器)、Pixel Shader(像素著色器)乃至全新引入的幾何著色器都使用相同的指令集，擁有相同數量的指令數和暫存器，讓程序員避免因為著色器的類型不同而分別進行優化的困難，從而大大提高編程彈性和開發效率。

　　硬件使用統一架構的最大好處是，所有著色器由於使用同一組設計，因此設計更加簡單。如果想提高性能只需增加更多的著色器數量即可(因為3D繪圖的並行運算可行性相當高)，也能提高硬件的使用效率。

　　舉例而言，當一個游戲或應用軟件主要需要頂點著色器時，可將GPU中的全部著色器都設置為頂點著色器進行運算。與之相對，在DirectX 9中遇到類似的情況時，像素著色器就會閑置，從而造成資源浪費。

　　正如以往的著色器版本昇級，這次Shader 4.0也大大增加了可供程序員使用的資源，例如『Temp Register』(暫存注冊器)由原來的32個增加到4096個，『Texture』(材質)也從16層提高到128層等等。

　　在以往的DirectX版本中，GPU只能處理從CPU傳來的資料，從開始到結束的過程中GPU都只能處理同一資料，不會從現有的資料內產生出新資料。如果游戲中出現新物品，又或者物品受到破壞而變形時，都需要CPU重新處理。由於在大部分游戲運行時CPU已經極其忙碌，因而影響到游戲的性能表現。而DirectX 10新引入的幾何著色器允許GPU在處理頂點資料後，再通過幾何著色器改變物品外型，從而再產生出新頂點。新頂點也可以通過『Stream Out』(流輸出層)直接寫到內存中，不一定要經過像素著色器處理。當然，除了產生出新頂點外，幾何著色器也能減少不需要的頂點，使物品處理更具靈活性。

　　此外，在DirectX 9或以前版本的DirectX中，最令人失望的是效率欠佳，對處理器的要求過高。因為每一個3D指令都必須先通過CPU處理，給CPU造成相當大的負荷，使游戲中的物品數量不能設計得太多，而且每個物品也不能使用大量的視覺效果。為了解決這個問題，DirectX 10引入全新設計，包括取消以往所有固定功能的API，使API更為『苗條』、效率更高。另外在DirectX 9中，每一次繪圖前都必須再次驗證資源的正確性，而在DirectX 10中則只在物品首次產生時驗證一次，大大降低對CPU資源的佔用。據ATI公司估計，現在API佔用約40%的運行時間，到DirectX 10時則會大幅降低到20%，使CPU能夠有更多時間處理其他工作，從而在游戲內增加更多的物品和視覺效果，使游戲畫面變得更為真實。

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