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七年磨一剑!DX11之ATI独门绝技全解析

[作者:佚名 来源:泡泡网 时间:2009-6-5我来说两句

  应用了TessellATIon技术的XBOX360游戏画面

  通过为数不多的支持TessellATIon技术的XBOX360游戏来看,细分曲面技术让模型细节变得极为丰富,事实上这些游戏专门挑选了一些动物模型让TessellATIon处理——这显然是它的拿手绝活!

  除了大幅提升模型细节和画质外,TessellATIon最吸引程序员的地方就是:他们无需手动设计上百万个三角形的复杂模型,只需简单勾绘一个轮廓,剩下的就可以交给TessellATIon技术自动拆嵌,大大提高开发效率;而且简单的模型在GPU处理时也能大幅节约显存开销,同时大幅提升渲染速度!

  

  不过,TessellATIon技术依然具有局限性,而且很多游戏开发商都在跨平台开发游戏,对于这项只有XBOX360支持、PS3和PC显卡都不支持的技术不感兴趣,因此支持TessellATIon的XBOX360游戏屈指可数。

  Xenos这颗基于R580核心的特殊DX9C GPU,除了首次支持TessellATIon和当时先进的HDR+AA技术外,还第一次采用了统一渲染架构,这些技术都被ATI改进并沿用到了DX10时代。

  ● 2007年R600:TessellATIon卧薪尝胆

  现在看来,R600核心是一款非常失败的产品,功耗高、发热大、性能低、AA效能差,但是当R600(320SP)的架构扩充至RV770(800SP)的规模时,就没人敢轻易对这套体系架构评头论足了。事实上R600的失败在于冒险采用80nm工艺、512Bit环形总线、以及Shader AA,而其核心架构的运算能力并不输给竞争对手,因而一直被沿用至RV670、RV770还有未来的RV870身上。

  R600除了完全按照DX10和统一渲染架构设计外,还整合了一个特殊的模块:Programmable Tessellator,可编程拆嵌器。由于这个可有可无的模块占用晶体管并不多,因此AMD之后的全系列DX10 GPU中都集成了可编程拆嵌器。

  

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  R600核心架构图

  这个可编程拆嵌器可要比XBOX360高明很多,R600核心能够根据3D模型中已经有的顶点,根据不同的需求,按照不同的规则,进行插值,将一个多边形拆分成为多个多边形。而这个过程都是可以由编程来控制的,这样就很好的解决了效率和效果的矛盾。

  

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  TessellATIon技术让模型变得更加细腻

  现在我们就更容易理解TessellATIon技术是怎么回事了,它是一种能够在图形芯片内部自动创造顶点,使模型细化,从而获得更好画面效果的技术。TessellATIon能自动创造出数百倍与原始模型的顶点,这些不是虚拟的顶点,而是实实在在的顶点,效果是等同于建模的时候直接设计出来的。

  R600的TessellATIon技术支持多种决定插值顶点位置的方法来创造各种曲面

  1. N-Patch曲面,就是和TRUFORM技术一样,根据基础三角形顶点的法线决定曲面

  2. 贝塞尔曲面,根据贝塞尔曲线的公式计算顶点的位置。

  3. B-Spline, NURBs, NUBs 曲线(这三种曲线均为CAD领域常用曲线,在Maya中均有相应工具可以生成)

  4. 通过递归算法接近Catmull-Clark极限曲面

  有了多种无比强大的曲面生成技术,在加上可编程的设计,程序员在开发游戏之初就能根据需要制定相关模型采用何种细分法则,从而避免出现变形和失真的问题。

  

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  而且,TessellATIon过程被安排在了顶点着色之前,这就意味着TessellATIon所创造出来的顶点全都可以参与Vertex Shader的处理和运算。这些顶点所带来的所有细节,将具备所有特效。

  

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  基本的顶点模型,最终生成效果很幼稚

  

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  经过TessellATIon智能拆嵌之后,模型精细了很多

  

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  拆嵌后再辅以各种阴影及着色效果,从而以很小的代价达到CG级别画面

  在R600发布时,AMD拿出了一9 7 3 1 2 3 4 5 4 8 :

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