3DMark11也是浮云!DX11测试工具分析与对比

　　前言：每一代DirectX发展到主流阶段时，总会衍生出不少的标准化测试游戏或者工具，其中3DMark系列就是广为人知的3D基准性能测试软件。但是3DMark迭代间隔年限往往达到数年之久，加上单一的引擎在如今游戏引擎多样化的趋势下失去了评定3D性能的唯一权威性。在之前的应用文章我们已经认为，3Dmark“被测试”依赖于其数据继承性及习惯继承性，和其权威性没有丝毫联系。发散思维后，我们不禁发出一个疑问：谁才是能够真正表现显卡DX11性能的工具？我们应该如何选择DX11显卡来畅玩DX11游戏？

　　DX11游戏的灵魂就是曲面细分，这是我们在前文表达出来的观点。虽然曲面细分不是DX11游戏的全部，但是有无曲面细分技术俨然成为了区分DX11游戏与非DX11游戏的依据；同时，倘若一款游戏不能够充分利用曲面细分技术进行画质的渲染，而更多地利用贴图的渲染，我们也可以认为这是伪DX11游戏。

支持曲面细分技术的DX11游戏阵营正不断丰富

　　在本文，我们将会对至今已发售并且热门的DX11游戏进行介绍，并对能够准确描述DX11的测试软件以及游戏中进行测试过程中的帧数变化解析，找出DX11荷载部分与帧数变化的影响。更加重要的是，针对前文并没有实际的AMD/NVIDIA显卡性能测试，今天我们将会进行涵盖高中低端的DX11显卡在主流DX11性能与测试工具下的性能。

本期测试显卡天梯指引位置如下：

　　在本期测试中，我们首先以显卡天梯图的方式直观地体现出显卡的具体性能以及对比测试显卡之间的性能高低。

　　PConline显卡产品天梯图说明：为了让网友更直观地了解评测显卡的档次，我们引入了天梯图。在显卡天梯图中，我们按产品的性能划分产品档次，段位越高产品档次越高，性能越强。图中“红点”为该系列显卡“公版”产品所在位置。 若评测显卡高于同段位“红点”，则说明该卡的做工性能高于同系列公版产品，若低于同段位“红点”则说明做工缩水。同段位内位置越高，产品的综合实力越强。

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DX11 Benchmark介绍：Stone Giant

　　每一次进行显卡评测时，我们对评测室平台的“常客”也就是测试工具的名称已经耳熟能详，但是它们具体的来历还有所采用的开发引擎技术估计大家也一知半解。下面我们就针对主流的DX11测试工具或者游戏进行简单的介绍。

Stone Giant(石巨人)

　　被玩家喻为画质最华丽的DX11 Benchmark──Stone Giant，免费提供玩家测试显示适配器执行能力与画面效果。Stone Giant属于属Benchmark工具，可测试计算机平台在执行Stone Giant时之实际表现。在工具的主选单内内，玩家除可选择执行解像度与画面比例外，更提供3个等级的Tessellation曲面细分选项，包括High、Medium及Disabled。

开关曲面细分后的画质对比

　　虽然Stone Giant并没有研发成实际的游戏，但是展示Demo展示出来的细分曲面的威力让我们啧啧称奇。如上图，打开曲面细分渲染后，画面石头的渲染立即变得十分的有质感，真实度颇高。从对比可看出这个Benchmark中利用曲面细分进行的渲染占据了整个3D建模很大的比例，所以一直称为国内外玩家或者媒体首推的DX11性能测试工具之一。

DX11 Benchmark介绍：Heaven

　　由俄罗斯Unigine公司研发的全球第一款DX11 GPU测试工具——Unigine Heaven Benchmark最近更新到2.5版本。Heaven Benchmark是一款专门测试DX11效率的软件，这个软件营造出一种悬浮岛场景，其中的龙雕塑、岛上路径、房子、砖块等均大量采用了DX11技术的灵魂也就是曲面细分技术。其营造的天堂般场景氛围在该Benchmark刚推出时就引起了很大的反响。

新版本的Heaven Benchmark

　　Heaven Benchmark主要特性为：支持DirectX 9/10/11和OpenGL、大量使用Hardware Tessellation(硬件曲面细分)技术、高级SSAO(屏幕空间环境光遮蔽)、物理学精准算法生成的容积云、模拟光照环境变化、动态天空和光线散射、行走、飞行交互式体验模式。

依然包含26个测试场景

　　Heaven Benchmark 2.0版本主要修复了1.0版本的Bug，并增加了3个测试场景。而2.1版本则顺应OpenGL 4.0/3.3规范同时发布而推出。.1版本最突出的特点就是加入了对OpenGL 4.0标准规范的支持，包括OpenGL模式下的硬件曲面细分技术的支持，还加入了对多种立体3D模式的支持，包括Anaglyph、Separate Images、NVIDIA 3D Vision、iZ3D等等，此外还进行了一些细节方面的改善和优化。

2.5版本的最大特征就是增加了Pro版本

　　最近Unigine公司发布了Heaven Benchmark 2.5版，2.5版最大的最重要的变化就是增加了Professional Edition(专业版)，面向企业用户、硬件评测人员和发烧友，提供了自动命令行、CSV格式报告、极限压力模式(循环测试)、技术支持、商业使用授权等等普通版所不具备的高级特性。这标志着Heaven Benchmark正式步进商业化。但Unigine也发布了免费的2.5版，具体规格与之前的2.1版类似。

曲面细分技术是Heaven Benchmark的核心

　　无论版本怎么变化，Heaven Benchmark的本质一直没有改变，也就是曲面细分技术作为该工具的核心而出现。一直以来，Heaven Benchmark一直是DX11性能的标准化测试工具。

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精品DX11游戏介绍：《鹰击长空2》

　　《汤姆克兰西之鹰击长空2》(H.A.W.X)由育碧布加勒斯特开发的DX11游戏。这款游戏的前作，也就是《鹰击长空》就给我们留下了深刻的印象。这款游戏与前作最大的区别就是支持DX11技术，在这个技术的强大支持下，玩家可以体验到各国顶级飞机空战的游戏体验 ，并且可以看到非常细腻的空中风景和战机细节。作为最受欢迎的空战游戏，《鹰击长空2》支持DX11特效，无疑让我们更加兴奋。

《鹰击长空》是空战游戏的经典之作

《鹰击长空2》

　　相比第一代，《鹰击长空2》新加入了迎头缠斗、在陆上机场和航母甲板起飞及降落、夜间精确打击任务、控制静谧无声的无人驾驶飞机追踪并摧毁对手、在任务间隙进行空中加油等全新要素。

《鹰击长空2》游戏截图

《鹰击长空2》游戏截图

精品DX11游戏介绍：《失落的星球2》

　　《失落的星球2》承袭前作内容第3人称射击，针对多人连线部分加以强化,并加入4人Co-op连线合作共同对抗巨大异形怪兽“艾克里德（Akrid）”崭新玩法,玩家不只是要正面对抗艾克里德，甚至还要爬上AK小山般的庞大身躯展开攻击。

《失落的星球2》

　　《失落的星球2》以前作完结十余年后因气候暖化而出景观巨变的“EDN-3rd”行星为舞台，透过不同雪贼集团的观点来描述故事剧情 游戏采用 CAPCOM 独自研发并进一步强化的“MT-Framework 2.0”游戏引擎，呈现比前作更为细致美丽的画面，使用该引擎的还有《鬼泣4》和《生化危机5》。

《失落的星球2》采用了大量的曲面细分特效

水花特效渲染是最能考验显卡性能的地方

　　作为DX11游戏《失落的星球2》采用了大量的曲面细分技术，这种技术主要体现在构图表面特效的渲染上、以及水面水花的特效处理。我们一直采用的是该游戏的Benchmark版本进行测试，高负荷的曲面细分渲染以及物理特效渲染对显卡时一大考验。即使是顶级单卡，在面对高清分辨率以及高画质、最高质量DX11特效时的渲染依然是很大考验。

《失落的星球2》能成为标准化测试工具原因在于人性化的成绩界面

　　此外，《失落的星球2》能够一直成为我们的DX11性能测试工具的原因就在于这个Benchmark能提供人性化的测试成绩等级评定还有整个测试场景的波动曲线，让玩家分析DX11的荷载十分有用。

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3DMark11测试工具介绍

　　说到DirectX基准测试工具，怎能没了3DMark11？一直以来，3Dmark系列测试工具一直被广大DIY群体或者媒体所“神话化”。实际上，PConline评测室也有这一种感受，就是3DMark系列测试软件已经发展成“被测试”的性质。如今习惯上3DMark系列已经成为了显卡测试的标配，所以我们不得不保留这个项目，否则完整性会有所欠缺。

3DMark11

Extreme模式下的场景截图

　　3DMark 11使用了两种类型的曲面细分，一是基于置换贴图的细节曲面细分，二是非强制置换贴图的Phong曲面细分。其次，3DMark 11光照效果采用了延迟渲染风格。首先将几何属性渲染成一系列渲染器目标，然后根据深度和法线缓冲加入环境光遮蔽，最后根据这些属性进行光照渲染。此外，3DMark 11渲染器支持景深(Depth of Field)、布隆过滤(Bloom)两大后期处理技术，同时在色调映射步骤还加入了可选的电影胶片颗粒效果。

具体的测试设置

　　自定义测试中可以看到，玩家可以自行调节分辨率、抗锯齿和各向异性过滤、曲面细分、阴影与照明、景深、色彩等各种参数的级别与质量。更加重要的是，3DMark11是加入了物理测试、综合测试，这些测试均加入到总分中。所以，3DMark11并不是仅仅为DX11而测试DX11性能的。

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如何选择最佳的DX11性能测试工具？

　　上面我们介绍了主流4款DX11测试工具或者游戏，也许我们对于DX11游戏的介绍还不够详细，但我们道出了一个特征，就是曲面细分。之前我们已经提到，曲面细分是DX11的灵魂。我们首先从曲面细分的线框图以及打开关闭曲面细分时的画质对比就能看出曲面细分的重要性。

曲面细分是Heaven Benchmark的核心

《失落的星球2》打开关闭曲面细分的对比

　　用通俗的话来说，曲面细分技术就是让画面的渲染更加立体化，并减轻了贴图渲染的负担，让整个DX11画质的构图更加协调，同时让GPU的几何运算的能力集中在更细致的贴图渲染上，从而达到共同营造细致的DX11游戏界面。前面提到的四个DX11测试工具或者游戏就是涵盖了以上的特征，不难看出为何广大媒体为何在进行DX11性能测试时在测试项目中包含这些了。

测试设置中包含曲面细分的开关让玩家DIY测试更直观

　　除了以上的测试工具，那么面对将来的测试项目中，玩家如何选择正确地DX11测试项目呢？尤其对于新购买DX11显卡的消费者来说，容易遇到买椟还珠的情况，此时他们更要正确地选择DX11测试项目了，其中一个重要要素就是测试设置是否提供具体的曲面细分等DX11特效测试项目。更重要的是在打开关闭DX11特效两种情况下能否用肉眼看出明显的画质差距。

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单卡不同DX11荷载测试波动图分析：失落的星球2

　　为了进一步验证前面提到的一些测试工具或者游戏是标准化的DX11性能测试工具，我们还进行了一系列的DX11荷载对比。其中荷载对比包括了同一显卡不同DX11渲染荷载程度的对比，不同显卡在相同DX11渲染荷载程度的对比等等。《失落的星球2》提供了详尽的测试曲线图，极大地方便了我们分析DX11渲染荷载。

测试设置

　　首先是单卡不同DX11荷载测试波动图，测试显卡为GTX570与HD6950，在DX11的曲面细分设置分别为高、低、关。

GTX570在DX11特效开关前后帧数波动图对比

　　从GTX570在DX11特效开关前后帧数波动图对比可以发现，测试初期的怪物浮出水面的过程、中间对怪物表皮特写部分均出现了明显的帧数差，从而导致了高DX11特效与关闭DX11特效后10多帧的差距。可见《失落的星球2》的DX11特效是十分考验显卡的运算能力的。

HD6950显卡在DX11特效开关前后帧数波动图对比

　　HD6950显卡的测试波动图与GTX570的有点不一样。其中在注重DX11特效的场景渲染中，HD6950显卡的掉帧十分严重，尤其在第二个测试部分十分明显，下降幅度达到了50个百分比，并不像GTX570那样掉帧轻微的现象。我们都知道AMD与NVIDIA两家对曲面细分技术的态度不同，所以可以看出重视曲面细分的N卡可以保持不高的掉帧幅度，可见这种显卡的曲面细分运算能力可见一斑。

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双卡相同DX11荷载测试波动图分析：《失落的星球2》

　　为了进一步验证我们的观点，我们还从不同显卡在同一种DX11画质设置进行成绩波动图分析。测试显卡依然为GTX570以及HD6950。

高DX11特效纵向对比

低DX11特效纵向对比

无DX11特效纵向对比

　　从GTX570与HD6950显卡的波动图对比可以看出，GTX570的性能优势还是十分明显的。此外，在高DX11特效的波动图对比可以看出，GTX570显卡的帧数跳跃范围不大，保证了整个游戏画面的渲染的稳定。

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DX11荷载分析：Heaven Benchmark

　　我们继续利用DX11测试工具来分析DX11荷载，下面是Heaven Benchmark。该测试工具提供了自由视角设置与详尽的曲面细分设置，方便了我们调节视角以及对比开关曲面细分时的帧数差。我们利用Fraps工具并带即使帧数截图，以看出DX11特效的荷载对比。测试场景依然为经典的龙雕塑场景。

GTX570在不同细分曲面设置下的静态帧数

HD6950在不同细分曲面设置下的静态帧数

　　将曲面细分设置到满的程度，此时HD6950已经显得吃不消，该密度的曲面细分线框图让该卡的DX11特效渲染遇到了瓶颈。对于GTX570来说，虽然该卡同样遇到了特效越高成绩越低的情况，但是成绩的下降远没有HD6950那么明显。对于不同画质的对比来看，从关闭曲面细分、到打开、再到完全打开，我们可以看到Heaven Benchmark在不同设置下帧数差是十分明显的，这进一步印证了曲面细分对这个测试工具的重要性。

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PConline评测室总结：

3DMark11权威性已缺失

　　如果说之前我们对于3DMark11的介绍是纸上谈兵的话，那么这次3DMark11的性能测试与实际的DX11游戏测试的成绩比例就能看出3DMark11的局限性。就是单一的3D测试引擎再加上涵盖了CPU、CPU/GPU结合的测试项目以概括总分的测试方式难以得到一个排外的公正的DX11性能标准。所以，3DMark11的单一的DX11性能权威性时代已经过去。

3DMark11

　　反而，3DMark11的误导现象是引起我们担心的一个地方。从GTX460与HD6850的测试为例子，GTX460的3DMark总分是略逊色于HD6850的，但是在所有的DX11游戏测试中，公版的GTX460是完完全全领先了公版HD6850的。看到3DMark11对比成绩后，我们担心消费者容易被这个“被权威”的测试工具误导。所以只能火眼金睛，从不同的实际的游戏测试成绩后再作购买结论。

3DMark11的公平性已成疑

DX11游戏才是检验显卡性能的唯一标准

　　由此，我们得出一个结论，就是众多的DX11的综合测试才能得出一款显卡好与坏的结论。不同的游戏引擎、不同的游戏设定、不同的游戏开发者与显卡厂商的配合，都是影响显卡性能发挥的因素。消费者很多时候不能够单独思考就能做出判断，所以更多地依靠公开、公平、公正的多方面专业测试才能得出最终的显卡性能定论。从以上的实际DX11游戏测试中可以看出，在同一定位下，性能方面基本上由NVIDIA显卡胜出。

众多的DX11的综合测试才能得出一款显卡性能高低

　　至于3DMark11本身，我们的定位依然是未来DX11测试的必选项目，这是它“被权威”的性质所决定。当然，我们在评判一款显卡性能高低时，依然以丰富的游戏测试来衡量。而3DMark11的成绩，仅作参考之用。

DX11荷载分析：《鹰击长空2》

　　在《鹰击长空2》的DX11荷载测试中，为了从实际的游戏中感受到曲面细分为画质带来的质的变化，我们分别在打开与关闭曲面细分的环境下不仅进行成绩的对比，而且进行画质上的分析以及找出最能体现DX11渲染特点的部分。由于截图的时间点不是完全相同，所以角度上会有一定差异，但不影响差异的体现。我们主要对比了环境景物效果和飞机本身的效果差异。

远景

远景对比

　　在环境景物方面，曲面细分的作用却是非常明显，通过两个场景100%大小的对比，大家可以明显的看到在开启细分曲面的情况下，山峦的细节丰富的多，更接近实际情况；而关闭细分曲面，则山峦又变回了直棱直角，要不是贴图修饰，就有点碍眼了。

打开曲面细分后的测试成绩

关闭曲面细分后的测试成绩

　　可以看出，开关曲面细分时成绩的差距是巨大的，主要区别就在于环境景物的曲面细分建模渲染上，足见曲面细分特效在《鹰击长空2》3D引擎中的份量。为了达到真实凹凸感效果，需要调用一定的GPU资源来进行渲染，自然帧数上会有所损失。

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DX11荷载分析：Stone Giant

　　Stone Giant提供不同曲面细分选项下的画质，更加入一张相同画面下的线框模式。由红线组成的线框，作用是展示进行曲面细分特效运算时，所包含的多边形数量；数量愈多，画面的细致度与纹理质感将愈高。当曲面细分设定级别提高时，红线的复杂程度及密度也相应提升，对象的纹理与质感亦更强烈。这样的设定刚好给予我们了解不同荷载下DX11特效占用性能的多少。

StoneGiant

开关曲面细分后巨人身上的水晶渲染对比

开关曲面细分后线框图对比，可看出DX11荷载

　　从巨人身上的水晶渲染可以看出，水晶表面的凹凸全靠曲面细分造成。在Disabled状态下，巨人身体的纹理相当粗糙，水晶表面的凹凸感亦欠奉，完全不像天然的水晶。当启用曲面细分后，立体感立即展示出来，而且打开线框显示模式后，更可以多边形渲染数量之多。从复杂的线框图就能看出，Stone Giant营造出的华丽界面得益于曲面细分技术，所以很好地成为了DX11性能测试工具。