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3DMark 2006

 

3dmark 6

Année de fabrication: 2006
Développeur : Futuremark Corporation
Plate-forme: PC
Configuration minimale requise
Système d'exploitation : système d'exploitation Microsoft Windows 2000 ou XP
Processeur : processeur compatible x86 avec prise en charge MMX, 2000 XNUMX MHz
RAM : (512 Mo recommandés)
DIRECTX : DirectX9.0c ou version ultérieure (obligatoire)

Cela est également indiqué par le fait que trois des quatre soi-disant "tests graphiques" de ce package ne sont rien de plus que des versions améliorées des tests de jeu 3DMark05. En fait, les différences entre la nouvelle version et l'ancienne ne sont pas tant qualitatives que quantitatives : parmi les nouveautés radicales, on note la prise en charge du HDR, des cartes d'ombre uniformes, la prise en charge des processeurs multicœurs et l'accent mis sur l'utilisation de Shader Model 3.0. , bien que non exclusif - 2 tests graphiques sur quatre fonctionnent dans Shader Model 2.0.

Le reste des changements est de nature quantitative : là encore le détail des scènes de test, le nombre de sources lumineuses, la complexité des shaders utilisés, la résolution des textures, etc. ont été augmentés. Ainsi, le concept général de 3DMark06 est de se concentrer sur les GPU compatibles SM3.0.

3DMark06 : fonctionnalités du moteur graphique

Comme vous le savez, un nouveau moteur graphique a été développé pour 3DMark05, qui n'a rien en commun avec le moteur MAX-FX précédemment utilisé, et avait beaucoup plus de similitude avec les vrais moteurs de jeu. Le moteur 3DMark06 est sa modification, qui a reçu un support complet pour Shader Model 3.0, ainsi que des textures et des mélanges au format FP16. Les deux derniers points ne signifient rien de plus que la possibilité d'utiliser le HDR. Futuremark prédit que la prise en charge de la plage dynamique élevée sera largement utilisée dans les jeux de nouvelle génération, bien que le nombre de ces jeux soit très faible pour le moment. Comme dans 3DMark05, les shaders qui composent un matériau particulier sont générés dynamiquement au format HLSL. Ils sont ensuite compilés pour correspondre de manière optimale au GPU installé dans le système, soit automatiquement, soit selon un profil défini par l'utilisateur.

La prise en charge des textures et des mélanges au format FP16 n'est requise que pour les benchmarks graphiques SM3.0. Ces tests utilisent également le filtrage FP16, mais si le GPU ne supporte pas cette fonctionnalité, alors un shader spécial est utilisé pour l'émuler, ce qui permet aux cartes basées sur Radeon X3.0 de passer les tests SM1000/HDR, puisque ces GPU ne supportent pas la texture filtrage au format à virgule flottante. Les tests graphiques SM3.0/HDR utilisent un post-traitement, au cours duquel l'image est superposée : l'effet de floraison, l'effet d'étoile qui émule un obturateur d'appareil photo à six lames et l'effet de réflexion qui se produit dans les lentilles. Enfin, l'image résultante passe par un processus de mappage de tonalité afin d'obtenir les valeurs de couleur correctes pour les affichages traditionnels.

Selon le développeur, le nouveau package de test utilise toutes les fonctionnalités clés de SM3.0, à l'exception du registre vFace :

-registre vpos
-Instructions dérivées
-Contrôle de flux dynamique
-Un grand nombre d'interpolateurs
-Un grand nombre de constantes
-Plus d'emplacements d'instructions
-Instructions de texture avec LODVertex explicite
-Récupération de texture à partir du vertex shader (nécessaire pour réussir le test Shader Particles)

Les ombres dynamiques sont apparues dans les suites de tests graphiques de Futuremark depuis 3DMark2001. Ensuite, ils ont été créés à l'aide de cartes d'ombres de projection, qui était une méthode assez peu exigeante qui avait un certain nombre de limitations, en particulier, l'objet ne pouvait pas projeter d'ombre sur lui-même. De plus, l'ombre était projetée sur toutes les surfaces sous l'objet, même le sol de la pièce plusieurs étages en dessous. 3DMark03 utilise une technique différente pour créer des ombres dynamiques, les ombres dites de pochoir. Cette méthode fonctionne différemment : les bords de l'objet, vus du côté de la source lumineuse, sont mis en évidence comme un polygone dépourvu d'illumination. Tout ce qui est dans le volume de ce polygone est dans l'ombre. Cette technique est dépourvue des inconvénients de la précédente et permet à l'objet de projeter une ombre sur lui-même, mais elle n'est pas universelle et ne convient bien qu'à certains types de scènes et aux objets low-poly.

Le fait est que l'échantillonnage des bords de l'objet, qui devrait devenir le volume de l'ombre, est une opération assez gourmande en ressources, et les polygones qui forment ces volumes consomment une grande partie de la vitesse de remplissage de la scène, bien qu'ils soient invisibles.

Dans 3DMark05, une nouvelle méthode de génération d'ombres dynamiques a été appliquée, en utilisant les cartes LiSPSM (Light Space Perspective Shadow Maps). 3DMark a amélioré cette technique en utilisant un autre type de shadow map appelé Cascaded Shadow Maps, ou CSM. L'utilisation de CSM vous permet d'obtenir des ombres pour tous les objets à l'écran, quel que soit leur angle.

Cette méthode fonctionne en divisant le tronc de la vue en 5 sections le long de l'axe Z. Chaque section est ombrée à l'aide d'une carte d'ombre uniforme standard de 2048x2048. Si le GPU prend en charge les textures de profondeur, une carte de profondeur au format D24X8 ou DF24 est utilisée, sinon, le composant R32F de la texture à virgule flottante 32 bits est utilisé comme carte de profondeur. L'ombrage matériel est activé par défaut (sauf pour D24X8 dans les tests SM3.0/HDR), mais peut être désactivé selon les préférences de l'utilisateur.

Toute méthode a ses inconvénients. Bien que la résolution des cartes de profondeur soit très élevée, cela ne suffit parfois pas et, comme dans 3DMark05, un scintillement peut se produire sur les bords de l'ombre dans certains cas - ce que l'on appelle l'aliasing de projection (aliasing de projection). Ce phénomène peut se produire lorsque la direction des normales est perpendiculaire ou quasi perpendiculaire à la direction d'éclairement. Actuellement, il est quasiment impossible de s'en débarrasser sans pertes de performances importantes.

Pour lisser les bords des ombres dans le nouveau moteur des tests SM3.0 / HDR, un tableau composé de 16 échantillons (4x4) est utilisé. Pour chacun des pixels de bord de l'ombre, ce tableau est tourné d'un angle aléatoire. La présence de 16 points de référence améliore la qualité du lissage des ombres, mais nécessite des ressources matérielles supplémentaires. L'échantillonnage ponctuel est utilisé à la fois pour les cartes d'ombre superposées matérielles et pour les cartes d'ombre au format R32F. Les tests SM2.0 utilisent un noyau plus petit de 4 pixels (2x2), mais si le matériel GPU prend en charge les échantillons de tampon de profondeur D24X8, DF24 ou Fetch4, un seul échantillon bilinéaire est prélevé. La qualité du lissage est quelque peu différente. Si l'utilisateur souhaite comparer les performances de rendu de différentes architectures, le mappage d'ombre de superposition matérielle peut être désactivé ; dans ce cas, les ombres dynamiques sont toujours créées à l'aide des cartes de profondeur R32F, et leur anticrénelage est effectué avec quatre échantillons.

Générer des ombres dynamiques avec des cartes de profondeur a du sens avec 3DMark06, car cette méthode est déjà utilisée par les développeurs de jeux et continuera à être utilisée, selon Futuremark. En ce qui concerne la compression de texture, toutes les cartes de couleurs dans 3DMark06 sont compressées à l'aide de l'algorithme DXT1, les cartes alpha sont compressées à l'aide de l'algorithme DXT3 et les cartes normales sont compressées à l'aide de l'algorithme DXT5. La méthode 3Dc, spécifique aux cartes ATI Radeon X700 et supérieures, n'est pas prise en charge.

3DMark06 : benchmarks graphiques

Il y a quatre tests graphiques dans le nouveau package Futuremark, qui sont divisés en deux groupes. Le premier fonctionne dans le cadre de SM2.0, le second est conçu pour être supporté par l'accélérateur graphique SM3.0. Commençons dans l'ordre, avec les tests SM2.0. Le premier test graphique SM2.0 est une version retravaillée du premier test de jeu, "Return to Proxycon", qui faisait partie de 3DMark05. La scène montrée pendant le test appartient au genre des tireurs XNUMXD de science-fiction. Un groupe de Space Marines, soutenu par de l'infanterie blindée lourde, attaque et capture la station spatiale Proxycon afin d'extraire un artefact (la scène avec celle-ci peut être vue dans le mode Demo). Par rapport à l'original, le nombre de sources lumineuses a considérablement augmenté (26 contre 8), la résolution des cartes d'ombre a augmenté et le détail de la scène est devenu plus élevé.

Le test est quelque peu atypique par rapport aux tireurs modernes - dans ces derniers, de tels espaces ouverts et batailles à grande échelle sont rares. L'exemple le plus frappant en est Doom III avec ses nombreux couloirs étroits et les rares lacunes de toutes les pièces spacieuses. Les exceptions dans le genre des jeux de tir de science-fiction sont rares aujourd'hui, mais se produisent toujours. Par exemple, dans Starship Troopers, vous pouvez également voir des scènes plus grandes avec 200 à 300 modèles ennemis dans le cadre.

 3DMark 06

Le deuxième test graphique SM2.0 n'est pas non plus nouveau - son ancêtre est le deuxième test de jeu 3DMark05, "Firefly Forest". Comme précédemment, la base du test est la végétation générée dynamiquement, qui est très abondante dans le test. Bien que l'espace de la scène dans ce cas soit très limité, en raison de l'énorme quantité de végétation, il peut servir de bon terrain d'essai pour tester les performances du GPU lors de l'application d'ombres et du travail avec l'éclairage, évaluer l'efficacité des processeurs de vertex, ainsi que le processeurs centraux du système ;). Par rapport au test 3DMark05 similaire, une autre "luciole" est apparue dans le test, la méthode de superposition des ombres a été modifiée et la résolution des cartes de profondeur / cartes d'ombre matérielles (cartes d'ombre matérielles) a augmenté.

3DMark

Les deux tests suivants utilisent exclusivement le profil SM3.0 et ne fonctionnent donc que sur les adaptateurs vidéo prenant en charge Shader Model 3.0. Le premier test graphique SM3.0 n'est rien de plus qu'une version considérablement révisée et améliorée du troisième test de jeu 3DMark03 appelé "Canyon Flight". Dans cette scène de test, le HDR est utilisé, y compris lors de l'élaboration des réflexions / réfractions (réfraction).

Comme auparavant, la surface de l'eau utilise un brouillard de profondeur pour créer l'illusion de profondeur, mais en plus de cela, sa surface est déformée à l'aide de deux cartes normales défilantes et de quatre fonctions d'onde Gerstner, ce qui donne à l'eau un aspect très réaliste. Un brouillard hétérogène complexe est utilisé pour simuler un climat humide. De plus, l'algorithme de rendu du ciel est compliqué. La scène n'a toujours qu'une seule source de lumière - le soleil, mais en raison de la grande échelle et de la forme complexe des parois du canyon, il est très difficile d'appliquer des ombres dynamiques.

3DMark 06

Le deuxième test graphique SM3.0 est sans précédent dans les versions précédentes de 3DMark et est complètement nouveau. Il démontre l'utilisation du HDR et des ombres dynamiques dans de vastes zones en utilisant l'exemple d'une station arctique abandonnée. La caractéristique principale du test est le changement de jour, pendant lequel on peut observer l'allongement des ombres portées par les objets, ce qui est une démonstration de la souplesse de la méthode CSM. Snow utilise un modèle d'ombrage Blinn-Phong, 2 cartes normales et 1 carte de couleurs, et un effet de diffusion souterraine qui le rend presque impossible à distinguer de la réalité. En outre, le test peut servir d'indicateur des performances de l'adaptateur graphique lorsque vous travaillez avec des systèmes de particules - avec leur aide, une tempête de neige est simulée dans la scène.

3DMark 06

3DMark06 : Benchmarks CPU

L'une des caractéristiques du nouveau 3DMark06 est la nouvelle idéologie utilisée pour calculer l'indice final. Alors que la version précédente de ce benchmark donnait un résultat final basé uniquement sur les performances du sous-système graphique, l'indice 3DMark06 est calculé sur la base à la fois des lectures prises lors du test graphique et du test CPU. Autrement dit, la note finale donnée par le test dépend à la fois de la vitesse de la carte vidéo et de la vitesse du processeur.

3DMark 06

Cette innovation est due à la volonté des développeurs de faire de 3DMark06 non seulement une référence pour déterminer les performances relatives du sous-système vidéo, mais également une mesure des performances de la plate-forme dans son ensemble en termes de jeux 3D modernes. Cette approche a une justification tout à fait logique : les applications de jeu modernes ont commencé à imposer des exigences assez élevées non seulement aux performances graphiques, mais également à la puissance des ressources de calcul du processeur central. Cette tendance devrait se poursuivre à l'avenir, car les développeurs de logiciels de jeux accorderont de plus en plus d'attention aux problèmes de modélisation de haute qualité de l'environnement physique et d'intelligence artificielle des objets opérant dans le jeu.
Ainsi, le test CPU dans 3DMark06 en est devenu une partie intégrante et importante. À la lumière de cela, les programmeurs de Futuremark ont ​​rendu ce test plus conforme à la réalité. Ce n'est un secret pour personne que, par exemple, le test du processeur dans 3DMark05 n'avait pas grand-chose à voir avec les performances dans les jeux. Ce n'est pas du tout surprenant: la mesure des performances du processeur s'est faite à l'aide d'algorithmes farfelus qui n'ont rien à voir avec la réalité. En particulier, l'indice du processeur dans 3DMark05 a été calculé sur la base des résultats de l'exécution du vertex shader par le processeur. Une tâche de jeu courante pour le CPU, n'est-ce pas ?
Le problème avec l'évaluation des performances du processeur dans les tests précédents de la famille 3DMark était qu'ils n'avaient pas d'algorithmes spécialisés similaires à ceux utilisés dans les jeux réels. Dans le nouveau test 3DMark06, ce défaut a été corrigé. Les benchmarks CPU 3DMark06 sont basés sur des algorithmes spéciaux qui sont le plus directement liés à la charge CPU dans les jeux 3D.
La mesure des performances du processeur dans 3DMark06 est effectuée en simulant une situation de jeu réelle, appelée les concepteurs du benchmark Red Valley. L'action de ce test se déroule autour d'une forteresse prise en sandwich entre deux montagnes. Le pied de ces montagnes est parsemé de ravins, le long desquels se précipitent des voitures à grande vitesse, dont la tâche est de percer jusqu'à la forteresse, en évitant les collisions et en défendant les forces ennemies. La défense de cet avant-poste utilise une sorte de chars volants, qui, bien que lents, sont équipés de missiles à courte portée. Au total, 87 bots de ces deux types participent à la scène Red Valley.
La sortie des graphiques pendant le benchmark du processeur est entièrement gérée par le sous-système vidéo. Pour réduire l'impact des performances graphiques sur le résultat des tests du processeur, une résolution de 640x480 est utilisée et, en outre, les ombres dynamiques sont désactivées. Dans le même temps, le processeur s'occupe exclusivement de ses fonctions typiques : il se voit confier la logique du jeu, modéliser l'environnement physique et doter les bots d'intelligence artificielle. La physique dans Red Valley est calculée à l'aide de la bibliothèque AGEIA PhysX, qui est actuellement très populaire parmi les développeurs de jeux, tandis que l'intelligence des bots est obtenue en résolvant des problèmes de recherche de chemins dans un graphique.


Il convient de noter qu'en raison du grand nombre de bots intelligents habitant Red Valley, le test du processeur rappelle quelque peu une stratégie en temps réel. Cependant, il faut comprendre que 3DMark06 n'est pas censé être comme les jeux modernes. Le but de ce benchmark est de simuler les futures applications de jeu, qui, selon les développeurs de Futuremark, comporteront un nombre beaucoup plus important d'objets intelligents actifs que les jeux modernes.
Se concentrer sur les jeux de demain a obligé les créateurs de 3DMark06 à optimiser le test du processeur pour les processeurs dual-core les plus modernes. De plus, ce test est capable de charger efficacement un CPU avec un grand nombre de cœurs, d'autant plus que la tâche de trouver des chemins optimaux pour un grand nombre d'objets est facilement parallélisée. En général, les calculs dans le test du processeur sont divisés en threads comme suit : un thread calcule la logique du jeu et gère le processus de calcul, le deuxième thread est impliqué dans la modélisation de la physique de l'environnement, les threads restants (leur nombre dépend du nombre de cœurs de calcul dans le système) résolvent le problème de la recherche de chemins optimaux.
Lors du test des processeurs dans 3DMark06, la scène Red Valley participe deux fois avec des paramètres d'algorithme différents. La première fois plus de ressources sont consacrées à la modélisation de l'intelligence artificielle, la deuxième fois l'accent est mis sur le calcul de la physique de l'environnement.

3DMark06 : épreuves théoriques

Dans cette catégorie, 3DMark06 contient tous les tests théoriques qui faisaient partie de 3DMark05, ainsi que deux nouveaux tests - Shader Particles Test (SM3.0) et Perlin Noise (SM3.0). Comme son nom l'indique, les deux tests nécessitent la prise en charge de Shader Model 3.0 pour fonctionner.

Test de particules de shader (SM3.0) - rappelle quelque peu le test des systèmes de particules de 3DMark 2001, mais contrairement à celui-ci, il utilise les capacités de Shader Model 3.0. Le modèle physique du comportement des particules est calculé à l'aide de pixel shaders, puis leur visualisation est réalisée à l'aide de la fonction d'échantillonnage de texture à partir de vertex shaders. Les trajectoires de 409600 particules dans un champ gravitationnel simple en présence d'une résistance moyenne sont calculées en utilisant l'intégration d'Euler, et une vérification est faite pour la collision de ces particules avec le champ de hauteur. En plus de la prise en charge de Shader Model 3.0, le test nécessite que le GPU puisse récupérer les textures des vertex shaders (vertex texture fetch), il ne fonctionne donc que sur les cartes avec l'architecture GeForce 6/7 - ATI Radeon X1000 ne prend pas en charge VTF.

Bruit Perlin (SM3.0) - utilise le soi-disant bruit Perlin 495D pour simuler des nuages ​​changeants réalistes. Le bruit Perlin est souvent à la base des textures procédurales et de certaines techniques de modélisation, et à l'avenir sa popularité ne fera qu'augmenter, car les effets créés avec son aide, bien qu'ils nécessitent une puissance de calcul élevée, mais chargent relativement légèrement le sous-système de mémoire de l'adaptateur vidéo , dont les performances augmentent beaucoup plus lentement que les performances mathématiques du GPU. Le pixel shader utilisé dans ce test se compose de 447 instructions, dont 48 sont arithmétiques et 3.0 sont des recherches de texture. Pour référence : les spécifications minimales qui correspondent à la norme SM512 nécessitent la prise en charge des shaders d'une longueur allant jusqu'à 32 instructions. Toutes les instructions de texture créent une seule texture 256 bits 256x64. Son volume n'est que de XNUMX Ko, donc le test est peu exigeant quant à la quantité et la fréquence de la mémoire vidéo.


Tous les autres tests, y compris les tests de taille de lot, restent les mêmes.

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