Epic 公司在下一代英伟达「Kepler」GPU 上展示「Samaritan」演示程序

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2012 年 3 月 7 日

作者 Andrew Burnes

在去年的游戏开发者大会上,Epic Games 公司首次展示了令人叹为观止的「Samaritan」演示程序,让人们见识了下一代视频游戏的图形效果。 这段演示描绘了一个未来的夜色场景,采用了大量先进的渲染技术,使面部特征具备平滑的曲面细分和变换效果,利用点光反射打造了逼真的街景,运用微调的焦外成像滤镜使画面可媲美最佳电影导演的作品。唯一的缺点是采用了三块英伟达™ 精视™ (NVIDIA® GeForce®) GTX 580 显卡来实时运行该演示程序。

现在,我们即将迎来 2012 年游戏开发者大会,Epic 公司再次展示了「Samaritan」演示程序,但是这一次有着出乎意料的重大变化。这次该演示在一块下一代英伟达显卡上运行,而非三块英伟达精视 GTX 580。

在演示结束之时,这块神秘显卡的身份才浮出水面,它就是我们备受期待的「Kepler」GPU,即当前 Fermi 显卡的接班人。 尽管没有进一步提供有关 Kepler 的信息,但是该演示明确传递了这样一条信息: 「Samaritan」中的图形效果在不久的将来就能够实实在在地出现在仅配备一块下一代显卡的 PC 系统上。「Samaritan」中的图形效果通常被视为游戏行业未来的展望。

然而并非仅仅是 Kepler 显卡本身使得该演示成为可能。同样重要的是新增了快速近似抗锯齿 (FXAA),这是英伟达开发的一种抗锯齿技术,目的是在多重采样抗锯齿 (MSAA) 的成功基础上实现改进,MSAA 是当今游戏中最常见的抗锯齿形式。 人们利用抗锯齿技术来平滑锯齿边缘和提升视觉保真度,对于打造「Samaritan」中令人难以置信的视觉效果来说,抗锯齿技术十分关键。

尽管 MSAA 十分流行,「但是在这段演示中这种抗锯齿的硬件要求相对较高,因为 Samaritan 采用的是延迟着色。」英伟达高级研究科学家 Ignacio Llamas 与 Epic 公司合作实施了 FXAA 开发,上面的引语就是他对此所作的解释。 通过在最终着色之前将像素属性写到屏幕外的渲染目标上,延迟着色能够实现提前渲染无法实现的复杂而逼真的光照特效。提前渲染是诸多游戏引擎中常用的光照技术。 该技术有两个缺点: 第一是渲染目标需要四倍的显存,因为必须包含每个像素的四次采样信息;第二是延迟着色工作在面积上也增长四倍,包含大量交叉的几何图形。

「如果没有抗锯齿,Samaritan 的光照通道大约需要使用 120MB 显存。 启用 4 倍速 MSAA 会消耗近 500MB 显存,即英伟达精视 GTX 580 显存的三分之一。 这种存储空间压力的增大使得 GPU 的可用显存难以容纳这段演示中的细致纹理,造成分页更多以及显存抖动,有时会降低帧速率。」

「然而 FXAA 是一种基于着色器的抗锯齿技术,不需要更多的显存,因此对于 Samaritan 等延迟着色来说硬件要求更低。」通过节省下来这些额外的显存,开发者可以选择将其用于额外的纹理或其它细节,进一步提升图形保真度。

FXAA 还能够生成比 4 倍 MSAA 更平滑的渐变效果,这一点在 Samaritan 演示程序中尤为明显,如下比较 MSAA 与 FXAA 3 抗锯齿画质的互动对比图像展示了这一点。


点此 链接放大 4 倍速 MSAA 与 FXAA 3 的对比图像,点此查看全景的 1280x720 对比。

可以看到 FXAA 显然更平滑,消除了在场景背景光照下尤其明显的锯齿边缘。


点此链接放大第三张互动对比图像,该对比图像展示了 Samaritan 在关闭抗锯齿以及启用 FXAA 3 抗锯齿下的对比。

如需了解有关 Samaritan 演示、虚幻引擎 3 或者该演示其它方面的更多信息,敬请查看我们 2011 年 5 月发表的 Samaritan 深入剖析

如需了解我们下一代 Kepler 显卡的更多信息,敬请关注 www.geforce.cn

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