3DMark 2006

Año de fabricación: 2006
Desarrollador: Corporación Futuremark
Plataforma: PC
Requisitos mínimos del sistema:
Sistema operativo: Microsoft Windows Sistema operativo 2000 o XP
Procesador: Procesador compatible con x86 con soporte MMX, 2000MHz
RAM: (se recomiendan 512 MB)
DIRECT X: DirectX9.0c o posterior (obligatorio)

Esto también lo indica el hecho de que tres de las cuatro denominadas "pruebas gráficas" de este paquete no son más que versiones mejoradas de las pruebas de juegos de 3DMark05. De hecho, las diferencias entre la nueva versión y la anterior no son tanto cualitativas como cuantitativas: entre las características fundamentalmente nuevas, destacamos la compatibilidad con HDR, los Mapas Uniformes de Sombras y la compatibilidad con multinúcleo. CPU y un enfoque en el uso de Shader Model 3.0, aunque no exclusivamente: 2 de cada 2.0 pruebas de gráficos se ejecutan dentro de Shader Model XNUMX.

El resto de cambios son de carácter cuantitativo: una vez más se ha aumentado el detalle de las escenas de prueba, el número de fuentes de luz, la complejidad de los shaders utilizados, la resolución de las texturas, etc. Por lo tanto, el concepto general de 3DMark06 es apuntar a GPU compatibles con SM3.0.

3DMark06: características del motor gráfico

Como saben, se desarrolló un nuevo motor gráfico para 3DMark05, que no tenía nada en común con el motor MAX-FX utilizado anteriormente y era mucho más similar a los motores de juegos reales. El motor 3DMark06 es su modificación, que recibió soporte completo para Shader Model 3.0, así como texturas y mezclas en el formato FP16. Los dos últimos puntos no significan más que la posibilidad de utilizar HDR. Futuremark predice que el soporte para alto rango dinámico será común en los juegos de próxima generación, aunque el número de juegos de este tipo es muy pequeño en este momento. Al igual que en 3DMark05, los sombreadores que componen un material concreto se generan dinámicamente, en formato HLSL. Luego se compilan para que coincidan de manera óptima con la GPU instalada en el sistema, ya sea automáticamente o según un perfil definido por el usuario.

La compatibilidad con texturas y mezclas FP16 es necesaria exclusivamente para las pruebas de gráficos SM3.0. Estas pruebas también utilizan el filtrado FP16, pero si GPU Si no es compatible con esta función, se utiliza un sombreador especial para emularla, lo que permite que las tarjetas basadas en Radeon X3.0 superen las pruebas SM1000/HDR, ya que estas GPU no admiten el filtrado de texturas de punto flotante. Las pruebas gráficas SM3.0/HDR utilizan posprocesamiento, que consiste en aplicar un efecto bloom, un efecto de "estrella" que emula un obturador de seis láminas en cámaras y un efecto de reflejo que se produce en lentes. Finalmente, la imagen resultante se somete a un proceso de mapeo de tonos para obtener los valores de color correctos para pantallas tradicionales.

Según el desarrollador, el nuevo paquete de prueba utiliza todas las características clave de SM3.0, con la excepción del registro vFace:

-registro posv
-Instrucciones derivadas
-Control de flujo dinámico
-Un gran número de interpoladores.
-Una gran cantidad de constantes
-Más número de espacios para instrucciones
-Instrucciones de textura con LODVertex explícito
-Obteniendo texturas del sombreador de vértices (requerido para pasar la prueba de partículas de sombreado)

Las sombras dinámicas han aparecido en las suites de pruebas de gráficos de Futuremark desde 3DMark2001. En aquel entonces se creaban utilizando mapas de sombras de proyección, un método bastante sencillo que tenía una serie de limitaciones, en particular, el objeto no podía proyectar una sombra sobre sí mismo. Además, la sombra se proyectaba sobre todas las superficies debajo del objeto, incluso sobre el suelo de una habitación varios pisos más abajo. 3DMark03 utilizó una técnica diferente para crear sombras dinámicas, las llamadas sombras extensibles. Este método funciona de manera diferente: los bordes del objeto, visibles desde el lado de la fuente de luz, se resaltan como un polígono sin iluminación. Todo lo que está dentro del volumen de este polígono está en sombra. Esta técnica no tiene las desventajas de la anterior y permite que el objeto proyecte una sombra sobre sí mismo, pero no es universal y solo sirve para cierto tipo de escenas y para objetos low-poly.

El hecho es que muestrear los bordes de un objeto, que se convertirá en el volumen de sombra, es una operación que requiere muchos recursos, y los polígonos que forman estos volúmenes consumen una parte considerable de la tasa de llenado de la escena, aunque son invisibles.

3DMark05 introdujo un nuevo método para generar sombras dinámicas utilizando los llamados mapas LiSPSM (Light Space Perspective Shadow Maps). 3DMark ha llevado esta técnica más allá al utilizar un tipo diferente de mapa de sombras llamado Cascaded Shadow Maps o CSM. El uso de CSM le permite obtener sombras para todos los objetos en la pantalla, independientemente de sus ángulos.

Este método funciona dividiendo el tronco de la vista en cinco secciones a lo largo del eje Z. Cada sección se sombrea utilizando un mapa de sombras uniforme estándar de 5x2048. Si GPU Admite texturas de profundidad; se utiliza un mapa de profundidad en formato D24X8 o DF24; de lo contrario, se utiliza el componente R32F de la textura en representación de punto flotante de 32 bits. El sombreado por hardware está habilitado por defecto (excepto para D24X8 en las pruebas SM3.0/HDR), pero puede deshabilitarse a discreción del usuario.

Cualquier método tiene sus inconvenientes. Aunque la resolución de los mapas de profundidad es muy alta, a veces esto no es suficiente y, como en 3DMark05, en algunos casos puede producirse un parpadeo en los bordes de la sombra, el llamado alias de proyección. Este fenómeno puede ocurrir en los casos en que la dirección de las normales es perpendicular o casi perpendicular a la dirección de iluminación. Actualmente, es casi imposible deshacerse de él sin pérdidas significativas de rendimiento.

Para suavizar los bordes de las sombras en el nuevo motor, las pruebas SM3.0/HDR utilizan una matriz de 16 muestras (4x4). Para cada píxel del borde de la sombra, esta matriz se gira un ángulo aleatorio. Contar con 16 puntos de muestra mejora la calidad del suavizado de sombras, pero requiere recursos de hardware adicionales. El muestreo punto a punto se utiliza tanto para el mapeo de sombras por hardware como para los mapas de sombras R32F. Las pruebas SM2.0 utilizan un núcleo más pequeño de 4 píxeles (2x2), pero si GPU El hardware admite el muestreo del búfer de profundidad en formato D24X8, DF24 o Fetch4; solo se toma una muestra bilineal. La calidad del antialiasing varía ligeramente. Si el usuario desea comparar el rendimiento de renderizado de diferentes arquitecturas, puede desactivar el mapeo de sombras por hardware. En este caso, las sombras dinámicas siempre se crean utilizando mapas de profundidad R32F y su antialiasing se realiza con cuatro muestras.

Generar sombras dinámicas utilizando mapas de profundidad tiene sentido con 3DMark06, ya que este método ya lo utilizan los desarrolladores de juegos y se utilizará cada vez más, según Futuremark. En cuanto a la compresión de texturas, todos los mapas de color en 3DMark06 se comprimen usando el algoritmo DXT1, los mapas alfa, usando el algoritmo DXT3, y los mapas normales, usando el algoritmo DXT5. El método 3Dc, que es específico de tarjetas ATI Radeon X700 y superiores, no es compatible.

3DMark06: pruebas de gráficos

Hay un total de cuatro pruebas de gráficos en el nuevo paquete Futuremark, que se dividen en dos grupos. El primero funciona dentro de SM2.0, el segundo está diseñado para ser compatible con el acelerador de gráficos SM3.0. Empecemos en orden, con las pruebas SM2.0. La primera prueba de gráficos, SM2.0, es una nueva versión de la primera prueba de juegos, "Return to Proxycon", que formó parte de 3DMark05. La escena mostrada durante la prueba pertenece al género de los shooters de ciencia ficción en XNUMXD. Un grupo de marines espaciales, apoyados por infantería con blindaje pesado, ataca y captura la estación espacial Proxycon para obtener cierto artefacto (se puede ver una escena con él en el modo Demo). En comparación con el original, la cantidad de fuentes de luz ha aumentado significativamente (26 frente a 8), la resolución de los mapas de sombras ha aumentado y el detalle de la escena se ha vuelto mayor.

La prueba es algo atípica en comparación con los shooters modernos: en estos últimos, los espacios abiertos y las batallas a gran escala son raros. El ejemplo más sorprendente de esto es Doom III con sus numerosos pasillos estrechos y raras aberturas en habitaciones espaciosas. Las excepciones en el género de los shooters de ciencia ficción son raras hoy en día, pero ocurren. Por ejemplo, en Starship Troopers puedes ver escenas más grandes con 200-300 modelos enemigos en el marco.

La segunda prueba gráfica, SM2.0, tampoco es nueva; su antecesora es la segunda prueba de juego de 3DMark05, "Firefly Forest". Como antes, la base de la prueba es la vegetación generada dinámicamente, de la cual hay mucha. Aunque el espacio de la escena en este caso es muy limitado, debido a la gran cantidad de vegetación, puede servir como un buen banco de pruebas para el rendimiento. GPU Al aplicar sombras y trabajar con la iluminación, se evalúa la eficiencia de los procesadores de vértices, así como de los procesadores centrales del sistema. En comparación con la prueba similar de 3DMark05, esta prueba tiene una "luciérnaga" más, se ha modificado el método de aplicación de sombras y se ha aumentado la resolución de los mapas de profundidad y de sombras por hardware.

Las siguientes dos pruebas utilizan exclusivamente el perfil SM3.0 y, en consecuencia, solo funcionan en adaptadores de video que admiten Shader Model 3.0. La primera prueba de gráficos SM3.0 no es más que una versión significativamente rediseñada y mejorada de la tercera prueba de juegos 3DMark03 llamada "Canyon Flight". Esta escena de prueba utiliza HDR, incluso cuando se prueban reflejos/refracciones (refracción).

Como antes, la superficie del agua utiliza una niebla profunda para crear la ilusión de profundidad, pero además, su superficie se distorsiona mediante dos mapas normales de desplazamiento y cuatro funciones de onda de Gerstner, lo que da como resultado que el agua parezca muy realista. Se utiliza una niebla compleja y heterogénea para simular un clima húmedo. Además, el algoritmo para dibujar el cielo es más complicado. La escena todavía tiene solo una fuente de luz, el sol, pero la gran escala y la forma compleja de las paredes del cañón hacen que sea muy difícil aplicar sombras dinámicas.

La segunda prueba de gráficos, SM3.0, no tiene análogos en versiones anteriores de 3DMark y es completamente nueva. Utilizando como ejemplo una estación ártica abandonada, demuestra el uso de HDR y sombras dinámicas en grandes áreas. La característica principal de la prueba es el cambio de día, durante el cual se puede observar el alargamiento de las sombras proyectadas por los objetos, lo que demuestra la flexibilidad del método CSM. La nieve utiliza el modelo de sombreado Blinn-Phong, 2 mapas normales y 1 mapa de color, así como un efecto de dispersión del subsuelo, lo que la hace casi indistinguible de la nieve real. Además, la prueba puede servir como indicador del rendimiento del adaptador gráfico cuando se trabaja con sistemas de partículas; con su ayuda, se simula una tormenta de nieve en el lugar.

3DMark06: pruebas de CPU

Una de las características del nuevo 3DMark06 es la nueva ideología utilizada para calcular el índice final. Mientras que la versión anterior de este benchmark ofrecía un resultado final basado únicamente en el rendimiento del subsistema gráfico, el índice 3DMark06 se calcula con base en las lecturas obtenidas durante la prueba gráfica y las pruebas de CPU. Es decir, la puntuación final de la prueba depende tanto de la velocidad de la tarjeta gráfica como del rendimiento. CPU.

Esta innovación se debe al deseo de los desarrolladores de hacer de 3DMark06 no sólo un punto de referencia para determinar el rendimiento relativo del subsistema de vídeo, sino también una medida del rendimiento de la plataforma en su conjunto desde el punto de vista de los juegos 3D modernos. Este enfoque tiene una justificación completamente lógica: las aplicaciones de juegos modernas han comenzado a imponer exigencias bastante altas no sólo al rendimiento de los gráficos, sino también a la potencia de procesamiento del procesador central. Se espera que esta tendencia empeore en el futuro, a medida que los desarrolladores de software de juegos comiencen a prestar cada vez más atención a las cuestiones del modelado de alta calidad del entorno físico y la inteligencia artificial de los objetos que operan en el juego.
Así que la prueba CPU En 3DMark06 se ha convertido en una parte integral e importante. Por ello, los programadores de Futuremark han hecho que esta prueba sea más relevante para la realidad. No es ningún secreto que, por ejemplo, la prueba CPU En 3DMark05, el rendimiento de los juegos no tenía mucho que ver con el rendimiento. Esto no sorprende en absoluto: medía el rendimiento del procesador mediante algoritmos artificiales que no tenían nada que ver con la realidad. En particular, el índice del procesador en 3DMark05 se calculaba a partir de los resultados de la ejecución de sombreadores de vértices por parte del procesador. Lo habitual... CPU una tarea de juego, ¿no?
El problema con la evaluación del rendimiento del procesador en pruebas 3DMark anteriores residía en la falta de algoritmos especializados similares a los utilizados en juegos reales. En la nueva prueba 3DMark06, esta deficiencia se ha corregido. Las pruebas de procesador 3DMark06 se basan en algoritmos especiales directamente relacionados con la carga. CPU en juegos 3D.
El rendimiento del procesador se mide en 3DMark06 simulando una situación de juego real, denominada punto de referencia Red Valley por los diseñadores. La acción de esta prueba se desarrolla en torno a una fortaleza intercalada entre dos montañas. El pie de estas montañas está salpicado de barrancos, por donde corren vehículos de alta velocidad, cuya tarea es abrirse paso hasta la fortaleza, evitando colisiones y defendiendo a las fuerzas enemigas. La defensa de este puesto de avanzada utiliza una especie de tanques voladores que, aunque lentos, están equipados con misiles de corto alcance. Hay un total de 87 bots de estos dos tipos participando en la escena de Red Valley.
La salida de gráficos durante la prueba de rendimiento del procesador está completamente a cargo del subsistema de video. Para reducir el impacto del rendimiento de los gráficos en los resultados de las pruebas del procesador, se utiliza una resolución de 640x480 y, además, se desactivan las sombras dinámicas. Al mismo tiempo, el procesador se ocupa exclusivamente de sus funciones típicas: se le confía la lógica del juego, modela el entorno físico y dota a los bots de inteligencia artificial. La física en Red Valley se calcula utilizando la biblioteca AGEIA PhysX, que actualmente es bastante popular entre los desarrolladores de juegos, mientras que la inteligencia de los bots se logra resolviendo problemas de búsqueda de caminos en un gráfico.


Cabe señalar que debido a la gran cantidad de robots inteligentes que habitan en Red Valley, la prueba del procesador recuerda algo a una estrategia en tiempo real. Sin embargo, hay que entender que 3DMark06 no debería ser como los juegos modernos. Los objetivos de este punto de referencia incluyen modelar aplicaciones de juegos futuras que, según creen los desarrolladores de Futuremark, contarán con una cantidad mucho mayor de objetos intelectuales activos que los juegos modernos.
Centrarse en los juegos del futuro requirió que los creadores de 3DMark06 optimizaran la prueba del procesador para los procesadores de doble núcleo más modernos. Además, esta prueba puede cargar y... CPU Con una gran cantidad de núcleos, especialmente porque la tarea de encontrar rutas óptimas para una gran cantidad de objetos se paraleliza fácilmente. En general, los cálculos en la prueba del procesador se dividen en subprocesos de la siguiente manera: un subproceso calcula la lógica del juego y controla el proceso de conteo, el segundo subproceso se utiliza para simular la física del entorno y los subprocesos restantes (su número depende de la cantidad de núcleos de procesamiento del sistema) resuelven los problemas de búsqueda de rutas óptimas.
Al probar procesadores en 3DMark06, la escena de Red Valley ocurre dos veces con diferentes configuraciones de algoritmo. La primera vez se destinan más recursos al modelado de la inteligencia artificial, la segunda vez se hace hincapié en el cálculo de la física del medio ambiente.

3DMark06: pruebas teóricas

Como parte de esta categoría, 3DMark06 contiene todas las pruebas teóricas que formaban parte de 3DMark05, así como dos nuevas pruebas: Shader Particles Test (SM3.0) y Perlin Noise (SM3.0). Como sugiere el nombre, ambas pruebas requieren compatibilidad con Shader Model 3.0 para funcionar.

Prueba de partículas de sombreador (SM3.0) - recuerda algo a la prueba de procesamiento de sistemas de partículas de 3DMark 2001, pero a diferencia de ella, utiliza las capacidades de Shader Model 3.0. El modelo físico del comportamiento de las partículas se calcula utilizando sombreadores de píxeles y luego se representa utilizando la función de muestreo de textura de los sombreadores de vértices. Las trayectorias de 409600 partículas en un campo gravitacional simple en presencia de resistencia ambiental se calculan mediante la integración de Euler y también se verifica la colisión de estas partículas con el campo de altura. Además de ser compatible con Shader Model 3.0, la prueba requiere que la GPU pueda recuperar texturas de los sombreadores de vértices (búsqueda de texturas de vértices), por lo que solo funciona en tarjetas con arquitectura GeForce 6/7; ATI Radeon X1000 no es compatible con VTF.

Ruido Perlin (SM3.0) Utiliza el llamado ruido Perlin tridimensional para simular nubes cambiantes realistas. El ruido Perlin suele ser la base de texturas procedimentales y algunas técnicas de modelado, y su popularidad seguirá en aumento, ya que los efectos creados con él, si bien requieren alta potencia de procesamiento, consumen poca memoria del subsistema del adaptador de vídeo, cuyo rendimiento aumenta mucho más lentamente que el rendimiento matemático. GPUEl sombreador de píxeles utilizado en esta prueba consta de 495 instrucciones, 447 de las cuales son aritméticas y 48 de búsqueda de texturas. Como referencia: las especificaciones mínimas del estándar SM3.0 exigen compatibilidad con sombreadores con una longitud de hasta 512 instrucciones. Todas las instrucciones de textura crean una única textura de 32 bits con una resolución de 256x256. Su tamaño es de tan solo 64 KB, por lo que la prueba no exige el tamaño ni la frecuencia de la memoria de vídeo.


Todas las demás pruebas, incluidas las pruebas de tamaño de lote, siguen siendo las mismas.