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见证显卡的发展!NV 10年40款Demo回顾

    泡泡网显卡频道3月29日 早在半年前AMD抢先推出DirectX 11显卡HD5000系列的时侯,我们便热切盼望NVIDIA尽早拿出Fermi与之对抗。最终经历了无数次发布延期后,NVIDIA终于以GTX480的最终身份向HD5000系列发出了强有力的反击。由我们之前的芯片级评测可以看到新一代旗舰产品GTX480凭借强大的实力,最终使NVIDIA重新夺回了性能王者的宝座。

伴随着GF100核心的发布,NVIDIA又精心设计了几个演示Demo,其中最重要的当属Supersonic Sled(超音速滑撬车)

    NVIDIA在每次发布新品的时候都会公布一些美轮美奂的演示DEMO。这些演示DEMO的设计初衷就是通过完美的3D效果征服每一位观众,让大家对新显卡的性能及技术充满憧憬和期待。所以NVIDIA必定会尽其所能使出浑身解数,在演示DEMO中大量采用显卡的最新、特有、特长技术及架构优势。

    因此,透过显卡的配套Demo可以从一个侧面了解这款芯片所具备的实力。仔细欣赏每款Demo,不但是一件非常赏心悦目的事情,而且可以在轻松愉快的环境下全面理解当年显卡所具备的激动人心的技术。虽然这些技术现在看来可能非常“幼稚”,或者已经过时被淘汰,但是重温当年的辉煌也可以对显卡的技术发展有一个更加深刻的认识!今天我们就来对NVIDIA的Demo进行详细全面的介绍与分析。

    注:本文中所介绍的Demo均可以在NVIDIA官方的超酷专区找到,网友可以直接下载进行体验。

    NVIDIA演示Demo的发展历史是由GeForce256时代开始的,起初仅仅是一些单纯的技术演示,后来开始追求故事、情节和音乐与Demo的和谐与搭配。为此他们和外部的工作室合作引进、借鉴了不少的音乐和情节设计,甚至包括物理引擎。借助这些有益的帮助NVIDIA也一次一次把Demo制作推向高峰。

● 立方体环境影射贴图——水泡泡(Bubble):

    “水泡”这个Demo以现在的眼光来看非常简单,它最低仅需要GeForce 256显卡支持。这是一个纯粹的技术演示Demo,主要用来展示立方体环境影射技术(展现景物反射效果),在Demo中一个水泡在场景中缓缓旋转,周围的景物都反射在水泡表面上。可能你会感到纳闷,明明是一个球体,怎么和立方体扯上关系?试玩一下这个Demo你就明白了:

  

    这个Demo最有意思之处在于互动性,水泡本身在不断的旋转,而水泡的旋转方向正是由鼠标停留位置所控制,鼠标指针离水泡越远旋转速度越快!当然单击鼠标可以让水泡发生各种各样非常奇妙的变化,具体会有何种变化,不亲身体验是体会不到的。看完这个Demo,相信很多人都想知道这种奇妙的效果是如何渲染出来的?Demo除了展示当年最完美的图形画面之外,最重要的作用就是向大家展示技术,通过观察特殊模式可以一清二楚的反应出来:

  

    除了使用鼠标让水泡的形状发生变化之外,Demo还有几个快捷键,可以显示出水泡的各种结构:比如“W”键可以让球体不显示贴图,只显示其顶点构造:

   

    配合数字键“2/3/4”,可以明确地看到顶点越多水泡更接近于球体,而且可以做出更大幅度的变形。由此证明足够多的顶点才是3D物体结构以变化多样性的保证!

立方体的六个面仅仅展示了贴图的构成

    这个Demo主要展示立方体环境影射贴图技术,按“T”键可以把水泡表面的贴图用立方体的六个面分割开来,原来球体表面完美无缝的贴图竟然只用六个面就组成了?显然不是!其实立方体环境贴图只是这项图形技术的名称罢了,真正在Demo中展示出来的画面使用更复杂的多面体细分为无数个小多边形拼在一起的。初中几何里面将圆形看作是边数无穷大的正多边形,这里的球体也可以看作是一个棱角无穷大的正多面体,这在3D领域同样适用!

  

    所以说看这个Demo相当于重温当年立体几何的内容,顶点越多,多面体就非常接近于球体,同时每个面的贴图也更精细!3D图形渲染最主要的就是两方面:空间架构以及物体表面贴图,这个Demo非常形象地做到了。

    从NVIDIA第一个Demo就可以了解到其所有Demo的风格,那就是注重于用户的互动性,而且非常强调图形技术展示,通过非常直观的方式让用户了解到显卡所采用的最新技术,以及新技术带来的完美效果!

● 硬件T&L动态光影——水晶球(Crystal Ball):

与水泡泡Demo不同,水晶球Demo直接全屏模式启动

    DirectX 7时代NVIDIA可以说是如日中天,NV在这期间大力推广GeForce 256显卡,而且首次提出了GPU的概念,技术方面自然是大量展示GPU所带来的革命性的硬件T&L(transform and lighting)渲染能力。

    硬件T&L就是将原本CPU负责处理的光影转换交给了显示芯片,而光影特效处理要占据3D场景的很大比例,这种技术的实现让系统3D性能得到了大幅提高。因此显示芯片也有拥有了同CPU平起平坐的称谓——GPU!

    这个Demo的主体是一个水晶球被托在三个狮鹫之上,狮鹫以及水晶球内部物体的存在就是为了展现动态光影效果。而半透明的水晶球也使用了更加精密逼真的环境影射技术,同第一个单纯展示立方体环境影射贴图技术的水泡泡Demo不同,水晶球Demo将立方体环境影射和硬件动态光影变换这两种在当时来说最顶级的渲染技术完美的结合在了一起,真是用心良苦!

    随着时间的推移,光线会不段变换,而且在水晶球内部还会出现一个坐落在悬崖上的欧式古堡,其小小的窗口随太阳位置忽明忽暗。通过设置菜单还可以有一些别开生面的特殊效果,这些都是围绕着不断变换的光源展示动态光影技术。

    另外一个特别之处就是Demo左上角提供了一组菜单,里面包含了一些特殊效果或者功能选项,比如上面三幅图片就可以在第二列Drawstyle菜单下逐一察看:

    NV的这种Demo菜单功能易用性非常好,第一列“Navigation”(导航)菜单三个选项控制鼠标功能。分别为:以物体重心为圆心视角旋转、自由移动模式和控制光源方向模式。

    这个Demo的介绍就到此为止了,但是小编发现NV之后所推出的绝大多数Demo都采用了这种类似的菜单界面,虽然3D特效技术更新迅速、画面质量大幅提高,但简洁易用的界面还是一代接一代的保留了下来,让人使用起来得心应手,能够将整个Demo的方方面面一览无余,真是极具交互性而且人性化特别好,很大程度上增强了Demo演示所要达到的效果!

● 草(Grass):

    人如其名,“Grass”这个Demo主要展示了一个阳光照耀下10000棵小草组成的场景。虽然现在看来草丛的构造非常简单、土地粗糙、水流和天空简直一无是处。但这个Demo的特色就在于,大规模草丛的摆动和着色还受到了阳光照射、云彩投影和微风的作用,因此让老显卡一次性渲染这么多元素还真比较困难:

有一个巨大的NVIDIA立体Logo

    画面中天空白云使用了多层纹理,阳光具有程序产生的耀斑效果在草丛中显得比较华丽,画面质量还能根据远近的不同采用动态细节处理,虽然草丛简单了一些但整体表现还不错。当然整个Demo的核心技术依然是T&L,首颗GPU所具备的功能自然需要大力宣传才能被用户所接受!

H键调出帮助菜单

    这个Demo还有一些特殊功能和效果,通过H键调出帮助菜单就能够知道:使用鼠标控制前进、后退和左右旋转,空格键控制天气变化,W键显示多变形构成,V键加速移动,X改变天空纹理,R复位。

    这是NVIDIA为GeForce256显卡制作的最后一个DEMO,接下来就进入GeForce 2 Ti时代。

    GeForce 256是NVIDIA第一款DX7显卡,也是业界首款支持硬件T&L(坐标转换与光源)技术的GPU,随着GeForce 256的成功,NV发布了提速版的GeForce 2 Ti系列产品,虽然规格上并没有达到更高,但3D速度大幅提升,因此针对GeForce 2 Ti系列的Demo除了继续演示动态光影变换的效果之外,NV开始提高Demo的渲染难度,让大家意识到只有GeForce 2 Ti才能更好的运行游戏!

● 闪电(Lighting):

    这个DEMO体积小也非常简单,主要表现GeForce2 GTS显示核心所具有的实时的光照特效,你可以看到当闪电轰击带有NVIDIA图标的金属板时火星四溅的情景。

    GeForce 2 Ti是GeForce 256的升级版,核心处理能力大幅提高,但它还是DX7规格GPU,因此主要强调改进的第二代T&L动态光影变换效果!

● 7900GTX都跑不动的老Demo——小树林(Grove):

窗口模式启动

    几只萤火虫在暮色中绕着一棵树周围上下翻飞,每一个萤火虫就是一个动态光源,亮闪闪的划过树间,照耀出不同颜色的树叶。这个Demo也是比较有意思,它的可控制性非常高,左边的控制拉杆可以非常细微的调节树木的结构,另外还有可以热键添加新的元素:

  

depth,树叶繁茂程度

  

balance,树冠的生长方式

  

twist,树干的扭曲方式

  

spread,树冠的拢合程度

  

branch size,树干的粗细程度

  

fullness,树枝的长度和多寡

    这个Demo看似非常简单,但由于将控制权全部交在了用户手中,因此千万不能小看了这个小Demo,当把树叶开最大、最繁茂、树干最粗、树枝最长最多时,NV顶级显卡7900GTX也开始卡了,FPS只能保持在20多帧!

    同大多数NV Demo一样,H键可以调出帮助菜单,其中还有一些特殊功能足以干掉7900GTX显卡!比如数字键1-8控制萤火虫也就是光源的数量;W显示3D建模结构;L改变树叶贴图颜色等:

    这其中最复杂的就是热键G能够调出多颗树木,这才是小树林的真正含义,想想看一颗复杂的树木搭配8个萤火虫就足以让7900GTX不堪重负,那多按几次“G”键,整整一屏幕的树林7900GTX连1帧都跑不动!

    这个小树林Demo的复杂程度应该是以上所介绍过的Demo中最高的一款。不过核心技术没有变化,还是展示T&L光影变换效果。它通过复杂的场景和光源变化重点突出GeForce 2系列改进的T&L引擎,强调当时来说空前强大的核心渲染能力!

● DX7艺术作品——玩具兵(Toy Soldier):

   通过欣赏以前的几个Demo之后,相信大家都会感觉NVIDIA的Demo太过于强调技术的演示,虽然完美的展示了DX7的光影变换效果和N卡出色的渲染速度,但是Demo本身的画面表现力只能说一般,没有给人带来震撼的效果,难道说DX7本身太落后不足以渲染出逼真的3D图像吗?

具有震撼力的Demo来啦!

    玩具兵这个Demo同样是基于GeForce 2系列,不过却是针对GeForce 2 Go芯片推出的。与以往Demo不同的是,这个Demo一开始就给人耳目一新的感觉,画面也是经过精雕细琢,每个玩具兵都刻画得非常细腻:

地板的反光、人偶的影子不断变化

    点击屏幕右上角的Panic按钮,就会放出一只玩具机器人来:

  

玩具兵被吓得满地乱跑

    从娱乐的角度来讲,这个Demo无论风格还是造型设计都非常Q,画面色彩搭配以及场面都非常出色。虽然没有刻意强调技术演示,但也从玩具兵的数量上反映出了GeForce 2 Go强悍的速度以及光影效果!

    GeForce 2 Ti是高端产品,NV为其开发的Demo对显卡要求也比较高,不过当时最经典的产品缺是低端的GeForce 2 MX系列,相信大多数读者都曾用过这款显卡。NV的Demo并没有以往主流用户,因此针对GeForce 2 MX系列NV也开发了一些Demo:

● 人造海怪(Creature):

  

    reature”是一个海下场景,可能NVIDIA是受了刺龙虾外形的启发,开发出了一个类似的海怪,有着血盆大口、獠牙和长长的角。

    这个Demo主要展现阳光透过波涛汹涌的水面折射下来,投射到海怪身上的反射效果和折射效果,在其身上还有着粼粼的波光。从不同角度看过去,海水的颜色也不相同,从侧面看过去,海水是绿色的,从顶部看下去海水是深不见底幽蓝色。

   

顶点、三角形和贴图前表面模型

    相信大家已经看出来了,这个Demo同样主要展示动态光影变换,只不过它对显卡的要求比较低,是专为经典的GeForce 2 MX系列设计的!通过Demo画面左上方眼熟的控制按钮可以调节一些特殊模式。

● 洞穴(Cave):

    “Cave”这个Demo的设计灵感是来自古代原始人的洞穴壁画,跟随着摄像机的移动我们可以看到洞穴上墙壁中如霓红灯般的各种图案,有狩猎的原始人,有神秘的大眼睛,甚至有外星人!当然也少不了nVIDIA的标志。

  

NVIDIA的眼睛无处不在

Demo所采用的图形技术均有介绍

    这个以现在的目光来看显得简单、幼稚的演示Demo当中、包含了各种各样的NVIDIA Logo,同时也包含了大量在当时来说顶尖的3D渲染技术。主要展现了硬件光照、立方体环境贴图、纹理压缩、实时水面渲染、贝塞尔曲线动态细节等技术。如果我们使用“H”键可以调出帮助菜单,它有大量控制命令可用。

    这个Demo是由NVIDIA和游戏厂商Funlabs合作开发的,因此风格与NV以往的Demo完全不同,控制台也非常复杂,这里就不再介绍了。

    这个Demo最特殊的地方就是,如果把它放到Windows的主目录下面可以作为一个屏幕保护,放到Winamp(当年风靡一时的MP3播放器)的plugins目录可以作为一个音乐插件。


● 哥特式礼拜堂(Gothic Chapel):

    哥特式礼拜堂的一个显著特点就是大面积的彩色玻璃窗和窗画,所以这个Demo也就特别适合表现光照效果,那窗前飘过的雾也被透过彩色玻璃窗的色彩斑斓的光线涂上了层层颜色:

    为了达到这个目的,DEMO使用了像素级的光照、立方体环境贴图、粒子系统光照、体积光照、体积雾等一系列技术,使用快捷键“W”后我们还能以线框图的方式看到光照效果是如何构成的:

    这个Demo同上一个洞穴Demo相同,都是由Funlabs和NV共同开发的,因此两个Demo都只要解压就能运行,而且所采用的3D渲染技术也基本一致!

    DirectX 8到来的推出带来了全新的3D渲染方式,那就是直到现在依然流行的像素与顶点分离式渲染。因此NVIDIA的GeForce 3 Ti系列也是紧紧围绕新产品强大的像素与顶点渲染能力而展开:

● 多重贴图原理展示——Principles of Shading:

    “Principles of Shading”这是在GeForce3 Ti推出后用来展示的纯技术Demo,主要演示以NVIDIA的3D标志为样本,从顶点到建模再到多重纹理贴图的全过程,宛如一个生动的建模课程,仔细观看的话能学到不少东西:

这个Demo预置了三种有趣的贴图模式,下面逐一展示

   

这是我们熟悉的顶点、多边形、基础3D模型,建模成功后开始贴图

   

“基础贴图”,“反射贴图”,“基础贴图+反射贴图”

   

基础贴图为凹凸层次贴图,注意右下角的贴图技术介绍

    这种模型的演示过程从左到右依次为:“凹凸层次贴图”,“凹凸层次贴图+反射贴图”,“凹凸层次贴图+反射贴图+罩框贴图”。

   

基础,基础+反射,基础+反射+罩框

    仔细研究这个Demo之后,就对3D建模以及贴图有了更加深入的认识,这个NVIDIA标志又是一个非常经典的纯技术演示型Demo!

● 变色龙(Chameleon):

    变色龙,从字面意义上相信大家已经猜到这也是一个贴图演示Demo,与上一个纯技术型Demo不同,变色龙这个Demo更加生动形象,同时也能给人留下非常深刻的映像:

    NVIDIA的显卡从GeForce3 Ti开始支持DirectX8,正是从硬件T&L开始转变到像素渲染和顶点渲染。变色龙就是用来展示像素渲染先进性的,他结合使用了普通贴图、镜面贴图、反射贴图等多种非常复杂的效果。一条变色龙在丛林中的树干上慢慢爬动,身体皮肤的颜色也根据周围环境的变化由黄色为主依次变为绿色、紫色、银白、透明、棕色乃至骨架状。

   

  

名副其实的变色龙,跟随环境颜色以及纹理千变万化!

  

还有几种非常另类的模型

    值得一提的是,从Chameleon还衍生出一个“ChameleonMark”的测试程序,按照变色龙的皮肤效果可以分为 “real真实”、“shiny光泽” 和“glass玻璃”三种测试,每个测试都可以在1024x768x32、1280x1024x32、1600x1200x32下进行,测试结果保存在binaries目录下的fps.txt文件中,这个小测试程序也可以从NV网站下载,不过现在已经没有任何测试意义,因为主流显卡瞬间就能跑完,快到连变色龙长什么样都看不清楚!

● Zoltar the Magnificent:

    “Zoltar the Magnificent”是用来展示GeForce3 Ti顶点渲染能力的,Demo使用了大约20,0000个三角形来塑造一个国王的头像,在国王说话时在嘴部、两颊、额头都有不同的肌肉运动,就是眼睛周围的皮肤也有着细微的褶皱改变,这些都是以非常复杂的顶点渲染为主来完成的。

人物表情渲染一直是3D技术突破的一大难关

    为了更逼真的描绘国王的面部,还综合使用了普通贴图、镜面贴图和凹凸贴图。当然,通过前面几大技术演示我们可以知道,贴图的基础是大量的顶点和多边形,下面就来看看这个Demo用了多少?

   

    现在就可以非常清楚地看到,在人物面部象素点非常集中,人物非常丰富的表情就是建立在大量顶点之上,当然程序AI设计也是真实表情展现的重要环节!

    GeForce 4 Ti的登场让图形芯片性能再一次大幅提升,面对如此强大的核心渲染能力,NVIDIA开发了多款风格各异、画面精致的Demo,而且NV联合了第三方厂商,在Demo视觉效果大幅提高的同时,让GPU的强大实力完美的展现在了世人面前:

● Grace:

    “Grace”演示了一位正在进行华丽舞蹈的女士。从她脚下的涟漪开始,伴随着音乐,舞者翩翩起舞,裙子随着动作在身上“流动”,手中飞散出无数的泡泡!

    这个Demo是专门用来展示全新GeForce4 Ti 的nfiniteFX Engine II引擎的,Grace女士大量时用像素渲染和顶点着色,身体使用了反射贴图和大量纹理贴图。强大的GPU可以代替CPU进行衣服布料和泡沫的物理运动计算,当舞着停下来时,惯性会让裙子和头上的饰物继续移动。

● Tidepool:

    “Tidepool”用来展示GeForce 4 Ti强大的nfiniteFX II引擎对水面的渲染,在DirectX 8时代对水面的渲染成为了游戏画面水平的高低最重要标志之一。在这个Demo中大量使用了像素渲染来生成水面以及景物的倒影与光线的折射:

 

   注意观察水面与岸边的接合处,右图Z轴凹凸贴图效果很明显

加入水流之后,3D模型的渲染更加复杂

   

    除此之外,在在水面与岸边的接合处更使用了具有精确Z轴的凹凸贴图,使水面和陆地结合的边缘更加细腻与逼真。

● 乌贼(Squid):

 

这个深海怪兽的造型非常值得仔细欣赏一番!

   

复杂的建模,乌贼的结构空前壮观!

    也许是最神秘的地方越吸引人,NVIDIA的创作人员非常钟爱于深海景物,此次他们创作出了一个有着金属光泽透明身体、有着长长的触角、宽大的翅膀的乌贼,或者说更像一个半机械半生命的外星物体,它在海底扇动着翅膀、挥舞着触角、喷吐着大量海水,在茂密的海底植物中穿游。

● 狼人(Wolfman):

实时毛发渲染的动感光泽和深度纹理

    狼人Demo是GeForce4 Ti发布时引起最大轰动的一个DEMO。狼人模型有10万个多边形,关节动画采用了61块骨骼,而且还有8层皮毛。一根根清晰可见的毛发以及完美的反光效果给人前所未有的空前震撼!

  

别忘了它还只是DX8渲染出来的,但这种运动的逼真效果至今依然非常完美

    GeForce 4 Ti的nfiniteFX II 引擎第一次证明了利用每个像素进行照明的逼真皮毛可以应用到高度复杂的动画角色中,并且以高帧速运行。皮毛的颜色和密度使用一个覆盖整个形体的单独纹理贴图来控制,这给皮毛提供了截然分明的外观,而不是千篇一律的样式。nfiniteFX II 引擎的高级像素阴影处理器支持三四种纹理,加速了此类渲染。此外,其双顶点阴影处理器每秒钟能够驱动1亿多个顶点——顶点依然是复杂像素和纹理的保证!

完美的光影效果加上以假乱真的毛发渲染,达到了DX8的最高境界!

    

狼人的模型构成已经复杂到根本无法分辨

    借助nfiniteFX II 引擎,NV又一次提升了高品质视觉效果的水准,同时又提供超强的图形功能。它的双顶点阴影处理器能够驱动类似Wolfman 的角色所需要的复杂类型的几何体,而它的高级像素阴影处理器提升了性能,nfiniteFX II 引擎已经真正实现其为 PC 提供以高速、实时帧频运行的电影品质图形的承诺。

    NVIDIA并没有基于GeForce 3 Ti和GeForce 4 Ti系列的低端产品,经典的GeForce 4 MX系列产品更多的是在GeForce 2 Ti基础上改进而来,但NV并没有遗忘掉低端产品,推出了新的Demo来强调MX系列的优势:

● 龙卷风(Twister):

    龙卷风是一个非常简单的Demo,它主要展示了GeForce 4 MX改进的像素填充率面对多重纹理贴图时的速度提升。

  

    按H调出各种效果幅度或者精度控制,B察看房屋结构,空格重新刷新地面上的房屋,然后让龙卷风虐待。

● Bugs:

    “Bugs”的灵感来自于“星河战士”,Demo中从山脊后面爬出来密密麻麻的红色异型怪虫。这个Demo主要展示第二代光速显存架构和隐面消除对性能的提高。如果已经在控制面板中打开了全屏抗锯齿,那么使用控制面板中的Alias命令就会出现一个方框,方框中图像是没有使用抗锯齿的效果,可以很方便的进行画面对比。

    

    由于是为低端的GeForce 4 MX设计的,因此这个Demo并不复杂,效果也一般。

    NVIDIA从GeForce FX系列显卡开始,进入了DirectX 9时代,下面就来看看NV的首个DX9 Demo是什么样的:

● 蝴蝶仙子(Dawn):

    相信所有人都不会对这位蝴蝶仙子感到陌生,因为当时市面上销售的所有GeForce FX显卡的包装上都有Dawn的身影,也就是从FX系列显卡开始,NV开始走虚拟形象代言人的路线:

  

    为了突出FX系列产品的特色,为了让Demo更具诱惑力,NV在这个Demo身上花费了大量心血。整个Demo拥有18万个顶点和98块骨骼组成的模型,这都是建立在DirectX 9顶点渲染得基础之上,庞大数量多边形的使用使得蝴蝶仙子面部表情非常丰富多彩,身体的动作幅度也更加多姿多彩!

在Demo按W键可以查看蝴蝶仙子的顶点和多边形构成

    人物的表情、肢体动作的复杂程度需要复杂3D建模的支持,而对于显卡来说主要考验顶点渲染管线的处理能力。而真正要让人物看起来更加真实就需要细致入微的贴图,这部分正是由像素渲染管线来完成。

头发和翅膀极具质感,光照效果也颇为不错!

    Dawn的皮肤使用了色彩贴图、镜面贴图、法线贴图等混合处理,为了使其更逼真,在背景光线设计上又使用了高动态范围光照(即现在热门的HDR技术,与现在的SM3.0 HDR比起来当时只能算作是低动态范围)、表面散射、轮廓光照一系列技术。在对Dawn的翅膀刻画上,考虑了光线透过的数量、反射的数量、光线的角度来进行半透明的渲染,这样才营造出一位真正的林中的仙子。

  

栩栩如生的面部表情

    在控制上这个Demo也空前强大,而且延续了NV系列Demo的一贯风格,菜单以及热键定义完全相同,这样更加符合用户的操作习惯。在Demo中,通过鼠标可以随意控制镜头,观察各种光线效果。还可以调出繁多细节的控制面板,能够随心所欲的改变蝴蝶仙子的各种面部表情。

● 食人魔(Ogre):

    食人魔这个Demo是一段时间非常短的动画,主要演示了一个体态肥硕的食人魔和三个小人跳舞嬉戏的情形。同上一个蝴蝶仙子的Demo类似,这个丑陋的食人魔舞姿还是相当不错的,动作流畅非常生动真实。

  

Demo的顶点和多边形构成并不复杂,5200就能流畅运行

    这个食人魔的模型使用了Real-time adaptive subdivision surfaces(实时的自适应子分表面技术),可以依靠减少顶点数据的传输量来大大提高模型的复杂度——所以这个Demo虽然看起来非常复杂,但仅需要FX5200显卡就能够流畅运行!

请放大观察食人魔的夹克,很有质感,光照效果一流!

    而在皮肤刻画上使用了真实反射凹凸贴图、色彩贴图和镜面纹理相结合办法。Demo还应用了shadow map shadow(阴影映射实现的阴影)以及对象自投影,还首次使用了运动模糊技术。

    欣赏了以上两个Demo之后,相信很多人都会觉得Demo的模型不够复杂,没错!因为前面两个Demo就连低端的FX5200显卡都能流畅运行,而接下来要展示给大家的是FX5800专用,画面表现力自然要高出一个档次!

● 玩具(Toys):

    看来无论NVIDIA还是ATI都非常喜欢各种玩具,ATI有X1800XT的玩具店(Toyshop),NV除了前面介绍过的GeForce 2可爱的玩具兵(Toy Soldier)之外。这个FX 5800的Demo也称作玩具,经过体验之后发现果然非常好玩!

    这个Demo描绘了一个摄像头记录下来的两个小小外星人入侵地球的小闹剧,由于摄像头质量不好的原因,出现了很多问题:对焦不准、色调不对、燥点太多等等,最后这个劣质摄像头被两个外星人从桌上推下来,摔坏了——是不是很有意思?

    虽说摄像头质量不好,但还是可以用Demo提供的菜单手动调整对焦、燥点、色温色调的效果——NV的这个Demo正是通过这一卡通、形象的渲染手法,展现出了GeForce FX显卡电影效果所能达到的特技。它使用像素渲染达到了视野景深效果和镜头自动变焦的全屏模糊效果。还使用像素渲染来刻画不同物料的,如:衣服、塑料和木头等的表面质感,NV把这称作真实物料渲染。

● 时光机(Time Machine):

    这个Demo的主角是一辆汽车,但为什么要称作时光机呢?这是因为Demo主要展示的效果就是汽车的老化过程,通过欣赏Demo,时光仿佛回到了上个世纪、又迅速返回现在:

    “Time Machine” 表现的是128位色彩渲染以及Time-based Shaders技术。对象是一辆19世纪50年代的敞蓬小型载货卡车,通俗的说法就是农夫车了。Time-based Shaders是指每种效果只使用一条渲染程序来实现对汽车外观的老化效果,从小面积的车身油漆起泡、生锈到逐渐的大面积生锈直至完全和汽车报废场中一样的模样。整个老化过程是非常平滑的,没有出现什么突然的加速老化现象,这也是只有可编程Shader的引入后才能高效率地实现的。

  

车身的建模极其复杂

    这个Demo重点强调了“完美无暇”车身平滑老化过程,因此小编特意制作了一个GIF动画,但由于256Bit色彩的限制图像色调不全,如果您想要观察更清晰的老化过程图像,还是安装Demo吧!

    可以看出,NV的大部分Demo都是寓教于乐的,具有y定的可观赏性,一眼就能观察出来所采用的3D图形技术,同时人机交互的操作界面一目了然!

    之后NVIDIA发布了GeForce FX 5900系列显卡,虽然都属于FX系列,但5900的核心相对于5800的改进还是非常多的,因此NV也推出了三款全新的Demo来展示加强的性能。很有意思的是,由于FX系列的蝴蝶仙子已经深入人心,所以NV重新开发了蝴蝶仙子的加强版:

● 蝴蝶仙子Ultra版(Dusk):

    Dusk小姐明显要比Dawn小姐穿得多,这是Dusk给我们的第一印象,其次就是整个场景的色调偏灰暗,因为真正含义是蝴蝶仙子在黄昏中跳舞。

    这个Demo是在俄罗斯NV35发布会上展出的,它是Dawn的改进版,表演的舞台从树林中搬到了俄罗斯宫殿,穿上了新的黑色紧身衣,翅膀变成了银灰色,显得更加成熟和艳丽。在激情的旋律下,蝴蝶仙子开始翩翩起舞,动作更加逼真,人物渲染更加复杂。

  

建模就复杂了许多,贴图渲染自然更加精密

    Dusk使用了更复杂的模型和架构,又特意强调了皮肤的渲染和头发的刻画。头发完全符合物理运动规律,使用了顶点渲染和fragment shaders,并结合了各项异性光照。总体来说就是单纯的Dawn升级版,但对显卡的要求更高,NV甚至为5900Ultra和5900推出了两个运行版本。


● 废弃加油站(Last Chance Gas Ultra):

    这个Demo的场景描绘了一个沙漠中被遗弃了的加油站,主要刻画了建筑物随着太阳的升起,光线、阴影等的实时变化过程。

    光线的渲染是根据太阳的位置、云来决定的。天空是由众多因素构成的一个真实物理环境描绘出来的。不同方向的光线与阴影结合使建筑更加逼真,大量的Fragment Shader和高精度纹理不仅描绘了更加细腻的风景,也对渲染管道数量和纹理内存提出了更高的要求,所以NV推荐这个Demo使用5900Ultra,其实5900XT也可以运行,只不过速度比较慢罢了。

  

整个场景使用了一层淡淡的雾化效果,看上去更加舒适,也更逼真一些

    大多数阴影渲染效果都有一个局限性,那就是创造出来的通常都是一个轮廓鲜明的硬边线阴影,而在真实世界里,阴影都是软边线的。现在我们就可以看到,早在FX时代,NVIDIA就提出了软边阴影技术,不过当时GPU性能有限,Demo当中的阴影渲染还是不够理想。不过现在依靠SM3.0技术动态软边阴影已经得到了大量使用!

● 火神(Vulcan):

    “Vulcan”是古罗马神话中一个主管火和锻冶的神,NV的这个Demo讲述了身高力大的Vulcan在锻冶时被一个小营火虫骚扰,大怒的火神使用锤子前去捕捉,但却始终无法奈何这只小虫子,最后反而自己摔倒在地的滑稽故事。

火神居然被小小的萤火虫欺负

    显然这个Demo重点展示了火焰和烟雾的渲染技术,在这个Demo之中,我们看到了媲美CG电影级的火焰效果!火焰和烟使用了体积纹理和渲染生成纹理的技术。另外周围环境使用了多光源光照和阴影技术,皮肤渲染使用了Blinn phong shader技术。

    现在看来,NVIDIA GeForce FX一代是比较失败的产品,不过NV的Demo制作水平还是可圈可点的,在5个Demo当中出现的很多技术比如低等级的HDR和软边阴影现在都得到了大量使用。

    时间进入GeForce 6800时代,6系列是NV近年来最成功的一代产品,那么就来看看6800的演示Demo带来了多少惊喜:

● 美人鱼(Nalu):

    GeForce FX系列的代言人蝴蝶仙子取得了用户的普遍认可,于是在GeForce 6系列产品NV继续推行虚拟形象代言人的做法,美人鱼Nalu的出现可以说让世人为之震惊!

    首先我们不得不佩服NVIDIA的造型设计,完美而性感的身材、飘逸的长发、鱼尾与人身的完美结合、漂亮的鱼鳞设计——这一切都展示出了NVIDIA强大的设计实力以及在Nalu身上投入的心血!

  

看看空前规模的3D模型!

  

最完美的头发渲染!

    Nalu浓密的头发是由一种叫“深度阴影”的技术实时生成的。头发的上部由于光照而发亮,头发的下部则处于黑暗状态;随波荡漾的飘逸长发就要给GPU很大的负担!

    除了令人惊叹不已的头发之外,别忘了Nalu是处在深海之中,光照使用了鳞波荡漾变幻莫测的动态光源,Nalu的身体处在不断游动之中,此时长发和皮肤就会被柔和的阴影所包围。NVIDIA使用了DirectX 9.0c SM3.0标准当中非常重要的“渲染至纹理”技术来达成这一看似不可能完成的渲染!

    如果说“废弃加油站”这个Demo当中“SoftShadows”是小试身手的话,那么在Nalu当中,SoftShadow简直就是无处不在的!Nalu高清晰度的皮肤由高表现度的这色技术来生成,而这种高表现度的渲染技术也可用于生成皮肤所产生的柔和的阴影。相关的着色技术让人物图像表现出更明显的凹凸、彩虹以及发光效果;在最后一步的图像处理中,还应用了一束柔和的光线,这束光线让她的头发和皮肤在屏幕上表现出闪闪发光的效果.

    这个美轮美奂的Demo延续了NV经典的Demo菜单,各项控制功能一目了然,相信观赏过NV以前Demo的朋友很容易上手!当然,Nalu这个Demo绝对是N卡用户不可不看的作品!

    Nalu这个Demo太过复杂,对显卡的要求空前苛刻,即便是现在7800GTX在默认分辨率下都只能跑出20桢左右的速度!所以NV专门为6600系列提供了专用版本,让中低端用户也能感受到SM3.0技术的魅力——NV依然保持了不忘中低端用户的做法!

    Nalu这个Demo可是NV的重头戏,所以无论从哪个方面来说都是完美无暇的!接下来还有两个6800系列的Demo可能无法同Nalu相提并论,但也是相当有趣的,而且包含了丰富的3D图形技术。

● Timbury:

    这里Timbury就是首款给我们展示了真正的高动态范围光照——FP16 HDR技术!

  

    Timbury是一位为了研究昆虫而不惜冒险的生物学家,这个Demo的剧情就是他捉弄一个小虫子,结果被花丛中的昆虫群体而攻之,受惊的教授连退几步从悬崖掉落,幸好有根树藤关键时刻救人一命,此时被捉弄的小虫正在一点点地想要咬断树藤……

    由于目前HDR技术已经成为了显卡领域非常热门的话题,相信大家并不会陌生,从图片当中也可以清晰地看出来。

    在Timbury这个Demo之前,NV和ATI都展示了基于9700/5800的HDR效果,如ATI的“Rendering With Natural Light”Demo,可能很多人以为只有SM3.0显卡才具有HDR功能,实际上除了16位浮点精度的HDR之外,16位整数、8位浮点/整数都可以用来进行HDR运算,也就是说早期DX9显卡都能支持HDR,但是光照的动态范围远不如SM3.0的16位整数HDR!

● Clear Sailing:

    “Clear Sailing”演示的是一艘海洋中的双桅帆船,但实际上主角并非帆船,NV的用意在于展现清晰逼真的海浪渲染效果!

    Demo展示的是6800强大的顶点渲染和fragment shaders性能。其中海洋场景由逐个顶点和逐个像素的波浪效果运算处理所生成;船在海面所产生的阴影由逐个像素运算处理技术所生成;海浪所产生的泡沫由顶点渲染所生成,这种泡沫由海浪的大小所控制,具有动态的表现效果;飞溅的浪花是根据船的航行特征由一种模拟粒子运算来生成的;

在水面下了不少功夫

  

    船被周围的光线所照亮,彩色贴图、凹凸贴图和实时阴影贴图被应用于场景架建。

    右上角的两个按钮,还可以观察帆船被轰炸是木屑横飞的情形,或者是开炮时船身倾斜的真实现象。

    由于现在大家已经都看惯了3DMark06当中几近完美的水面渲染效果,所以Clear Sailing当中的海浪虽然运用了非常复杂的顶点建模,但确实是无法同一年后的3DMark06相比,因为他们之间本来就是不可比的。平心而论,Clear Sailing的海浪效果加上动态模糊技术之后,鳞波以及船尾泡沫渲染的还是比较出色。

    终于轮到强大的7800系列出场了,在7800GTX发布初期,24条管线这一强大的规格令人激动不已,当然NV也需要更加绚丽、更加复杂的Demo来展示GeForce 7系列超强的3D性能!

● Luna:

    蝴蝶仙子Dawn和美人鱼Nalu都给NV带来了很好的GeForce品牌宣传效果,让新一代产品的形象能够迅速深入人心,于是在全新的GeForce 7系列产品中NV继续贯彻虚拟美女战术——Luna MM诞生!

  

两代显卡虚拟代言人Nalu和Luna

    GeForce 6系列形象代言人为美人鱼Nalu,而GeForce 7系列的MM取名为Luna,NV的取名真有意思,娜虂和露娜还真都挺顺口!

    Luna是一个拥有华裔血统的黄皮肤MM,这可能与NV CEO是华人有关吧!不管怎么说黄种美女更加符合中国人的审美习惯,虽然Luna的衣着并不如之前的Nalu和蝴蝶MM暴露,但惹火的身材和漂亮的面孔在用户中的吸引力大增,尤其是在国内!

    这个Luna Demo演示了一件很简单的事情,小Luna一步步走向天梯,在尽头等待她的却是三位外星守护者,Luna被他们的守护神选中成为新的女祭司。经过简单的仪式之后,原本纯情可爱、冷艳的Luna变得更加成熟、妖艳,黑色的头发和白色的衣服变成了NV御用的绿色!

    看完了美妙绝伦的Demo,接着就来看看在这个100多兆的Demo当中都包含了什么激动人心的图形技术。总体来说,Luna沿用了Nalu当中的Demo设计理念,那就是大量使用光影效果、超级复杂的头发渲染和半透明效果。

3D渲染都要从建模开始,显然Luna的模型比Nalu又复杂了许多!

    由于7800和6800都能够支持最新的DirectX 9.0c和SM3.0技术,所以Demo当中并没有让人耳目一新的图形技术出线。NV主要是通过异常复杂的Demo来展示7800强悍的处理能力!Luna技术演示用230条指令长、64位色深的着色器创建出了一个非常自然的人物,面部的光泽、嘴唇和毛发的反光都栩栩如生。在Luna衣服反光的边角处,甚至用到了330条指令!

无论你怎么旋转镜头,Luna总是会面对着你

    到了7800一代,HDR已经成为了必备之物;而Luna的衣服和三位守护着的肉身都使用了半透明处理;Luna的头发进一步展示了NV Demo设计能力和GPU的强大处理能力;另外在变身过程中还使用了位移贴图技术,使得碰撞过程立体感更加强烈!

● Mad Mod Mike:

    很显然,故事的主角是一位喜欢NVIDIA显卡的疯狂电脑玩家,这位胖胖的哥们能够用粗鲁的方法将自己的电脑改造成非常具有创意的造型,同时也能让电脑发挥最强的性能!由于他专业的电脑动手能力,Mad Mod Mike几乎成为了广大电脑玩家顶礼膜拜的偶像——这当然是Demo的剧情。

这么破的机箱、如此粗暴的方法,能改造成什么样?

好强好有创意的造型

用的什么显卡?

很显然是6800U SLI,因为那个年代还没有7800,哈哈!

    最为幽默之处就是Mike正在观看Nalu的Demo,还有他家墙上贴了蝴蝶仙子和美人鱼Nalu的壁纸,一位绝对N饭!

最后这位Mod狂人的作品又一次获得冠军!

    这个Demo主要强调了7800多达24条像素渲染管线的强劲性能!Mad Mod Mike的风格与Luna简直截然相反,Luna是尽可能的渲染出接近真人的完美效果,而Mad Mod Mike刻意采用了卡通漫画式的风格,大量使用了景深、辐射光照等效果,使得场景有一种朦胧美感!虽然是卡通风格,但主角皮肤以及衣着都渲染得细致入微!当然简简单单的剧情也是挺有意思。

● G80的形象代言人——Adrianne

    时代在变、技术发展一日千里,但美女策略是桓古不变的,似乎只有渲染出更真实的美女才能打动消费者的芳心!NVIDIA在GeForce 8上继续采用美女作为DEMO的载体,而且这是首次选择了真人美女模特作为对象,在电脑图形虚拟世界中尽可能的还原真实面貌:

    启动DEMO,随着走秀背景音乐的响起,迎面走来一位身材惹火的妙龄美女,并不断地改换POSE、翘首弄姿,和谐的肢体动作和丰富的表情与真人毫无二致!

    GeForce FX/6/7系列的形象代言人都是纯虚拟美女,而到了GeForce 8一代NVIDIA选择了真人模特Adrianne Curry作为G80的形象代言人,通过数百台摄像机从不同角度采集了她的脸部表情、颈部和身体动作,包括移动、猫步、谈话等等;然后将这些肢体动作、面部表情、眼神以及头发使用最新的3D图形技术构建出来,最后通过强大的G80实时渲染出来!

    NVIDIA选择真人美女作为渲染对象,其用意非常明显,就是要让世人见识到新一代GPU可以渲染出真假难辨的影视级效果,达到3D渲染的最高境界!而以往的纯虚拟角色只能说一代比一代强,画面更精美细节更完美,但画面的真实程度和现实世界还是有很大的差异。

DEMO的控制热键

    这款DEMO提供了4种演示场景,可以通过数字键1/2/3/4随时切换,它们分别代表:身体全景角度、仅面部角度、自由模式和面对镜头模式。

模式1,远景全身角度

    在模式1下,美女模特配合背景音乐来回走台步,主要用来突出和谐的肢体动作和行为。在自动演示过程中可以随时按下“P”键给她拍照,左边的5个胶片就会纪录最近的5次拍摄。

拍照过程经过艺术化处理

模式2,近景面部特写

    在模式2下,Adrianne会左右环顾观众,时不时地抛个媚眼,面部表情始终保持微笑状态,头发也是在随风飘动。此时主要突出丰富的面部表情、炯炯有神的眼睛、逼真的细节和完美的头发渲染。

模式3,自由模式

    在模式3下,您可以自由的欣赏Adrianne全身上下的任何部位,拖曳鼠标左键改变视角方位、拖曳鼠标右键改变视角远近、空格可以随时暂停。上图我们可以看到Adrianne的头发是一根根的独立渲染出来,每根头发都可以独立的散射光线!

    随时按下“W”键可以观察人物的实际模型,可以看到头发果然是最复杂的部分,而多变的眼神以及丰富的表情都是建立在细致入微的3D框架基础上,而身体皮肤部分就相对简单一些。

● 虐待+蹂躏——Froggy(青蛙):

    一开始我们就能看到这只可爱的青蛙坐在湖中央,不过很快您就会发现他并不可爱而是可怜,无论您怎么蹂躏它毒打它,它都无动于衷、稳如泰山的坐在这里,可谓是周瑜打黄盖,所以您千万不要内疚,接着打——

    点击鼠标左/右键,通过鼠标手势可以赏青蛙几个耳光,它那富有弹性的皮肤就会偏移很远,然后迅速归位。你可以拍打青蛙的任何一个部位,来观察它奇特的皮肤渲染模式,当然过程中会伴随着响亮耳光声和青蛙呱呱叫声。

    另一种折磨青蛙的方案就是揪住它的皮不放,然后青蛙就会做出一些无济于事的反抗动作。青蛙的任何一个部位都可以被随意的拉扯,变形非常夸张但皮肤依然非常完整!由此反映出了这个青蛙的皮肤渲染与众不同!

眼球都快被掏出来了!

    青蛙DEMO不同于以往任何一款游戏的皮肤渲染,它可以说是Adrianne面部皮肤的增强版,通过实际拍摄青蛙的黏性皮肤,NVIDIA使用了更深度的多层纹理渲染以及凹凸反射技术构建了超级弹性的外观,然后通过交互性的DEMO展现出来,使得这个DEMO很有创意而且技术性很强!

按W键查看3D模型

    这个青蛙DEMO还是为了突出G80统一渲染架构的特性,通过弹性的青蛙皮肤反映出统一渲染架构是极具弹性的,G80无论着重处理顶点/像素/纹理/几何等等都能够达到更高的效率,而以往的GPU在不同游戏中的性能反差就会比较大,核心负载不均匀!

● Human Head

    Human Head这款Demo并没有使用DirectX 10 API,而是专业绘图常用的OpenGL API,因此只要在Windows XP下就能运行。事实上NVIDIA历代技术演示Demo大都使用了OpenGL界面。

真正电影级实时渲染!NV最新DEMO解析

    该Demo下载安装之后桌面会出现两个快捷方式,一个直接运行Demo,另一个用来设置分辨率和超级采样倍数。8800Ultra显卡使用最高倍超级采样的情况下依然能够保证20FPS以上的流畅画面!而8600GT即便用最低模式运行起来也比较卡。

真正电影级实时渲染!NV最新DEMO解析

    Human Head顾名思义就是展示一个人头,这个Demo通过多层纹理贴图、表面散射、HDR、动态阴影技术绘制了一个真假难辨的人类头部/脸部皮肤,这一切都是建立在8800Ultra可怕的Shader性能基础之上!

真正电影级实时渲染!NV最新DEMO解析   真正电影级实时渲染!NV最新DEMO解析

按W键查看3D模型构架,Human Head对比Adrianne

    实际上Human Head的人物建模并不比Adrianne复杂,但其画面效果却远远超越了我们的想象!之所以能够达到以假乱真的地步,最关键的一项技术就是多层皮肤贴图。

真正电影级实时渲染!NV最新DEMO解析

    在这个Demo中总共使用了多达17层纹理贴图合成了细致入微的头部皮肤!每一层纹理贴图的分辨率都是4096×4096像素,这样即便是以很近的视角观察人物皮肤,也不会出现失真的情况。如此一来,DEMO的每一帧图像都要对4000多万个像素进行着色,每秒渲染12亿个像素,而且使用了超长像素指令。

真正电影级实时渲染!NV最新DEMO解析

通过鼠标或者隐藏参数调整

    除此之外HDR效果也得到了完美展现。DEMO使用了两个独立的点光源投射在人头上,这两个光源可以通过鼠标随时改变方位及色彩,然后动态的反映在多层皮肤上,通过表面散射技术生成完美无暇的阴影。混合纹理以及动态光影对Shader性能和显存带宽都有苛刻的要求,G80核心在Shader以及纹理方面的性能都得到了大幅提升,而8800Ultra凭借高频率性能又提升了一个档次,由此得以在高分辨率和高画质下流畅运行。

● 首款GPU物理加速DEMO——Box of Smoke(烟雾箱):

    DEMO的场景非常简单,一个透明的箱子里面有一团烟雾在随机飘动,烟雾的形状也随着不停的碰壁而改变。虽然渲染质量一般,但这团烟雾给人的感觉就是非常符合生活中的实际情况,这就是属于流体力学范畴的复杂运算,依靠GPU进行物理加速,从而反映出烟雾的真实轨迹。

 

    如果你觉得随机运动的烟雾难以捉摸,那么可以通过拖曳鼠标左键控制烟雾的飞行方向。由于这个DEMO非常小而且7300GT级别的显卡都能运行,所以建议大家下载尝试。

  

    按下快捷键N,在箱子中会出现由气体构成的NVIDIA LOGO,然后将鼠标轻轻扫过,LOGO就会模糊起来,最后充斥在整个箱子,使箱内变得混沌起来:

    按下快捷键S,箱中就会有清澈的水,然后您随便用鼠标做一些动作,复杂的水面效果以及溅起的水花就是这个过程的重点,这依然是流体力学的物理加速运算。

    总的来看,烟雾箱这个DEMO的虽然画面质量很一般,而且不支持AA/AF等特效,但反映出来的结果却是非常和谐流畅,高度符合现实生活中的流体运动效果。NVIDIA仅仅通过一个6MB的小程序就展示了GPU物理加速技术,反映出G80的架构非常适合进行物理加速处理,从而解放不适合此项重任的CPU!

● GTX280:Medusa Demo

    GTX280虽然仅支持DX10没有升级到DX10.1,但在性能和特性方面都有了长足的进步,因此NVIDIA发布了更加强大的演示Demo来展示实力,这个Demo叫做美杜莎:

    这个Demo的人物造型设计可以说是意味深长,从美杜莎的身上我们很容易看到6800Ultra Nalu和7800GTX Luna的影子。


    美杜莎Demo是一小段剧情,描述了一位寻宝冒险者被美杜莎杀害的过程:这位冒险者来到神殿之后发现了很多无头石像,但在美杜莎出现之后,他被美杜莎美丽的相貌所吸引,警惕心不复存在;美杜莎主动献出宝物,冒险者不由自主地放下了手中的武器;此时,美杜莎偷偷的施展石化技能,自下而上冒险者的身体慢慢的变成了石块,等他意识到了为时已晚;可怜的冒险者成为了神殿的又一尊石像,神殿宝物完璧归赵,最后美杜莎终于露出了她那恐怖的真实面目,并用蛇尾将冒险者头部击碎……

    美杜莎Demo的特色:超逼真的人物面部表情和肢体动作;高精度多层纹理贴图+超高多边形构成复杂的周边环境;大量使用烟、灰、雾、动态模糊等复杂着色;GPU物理加速:液体流动、衣物运动、火焰效果、破坏效果等;HDR、软阴影、全局光照等光影特效无处不在。

● GTX480主打Demo:Supersonic Sled

    伴随着GF100核心的发布,NVIDIA又精心设计了几个演示Demo,首先我们来看看最重要的Supersonic Sled(超音速滑撬车)。

    此次NVIDIA的Demo不同于以往任何一个,首先它是有真实历史作为背景的,而不是架空虚构;其次它既是个Demo又是个小游戏,而且还很耐玩,在展示技术实力的同时寓教于乐,非常高明!最后它还直接支持简体中文界面,方便中国玩家体验。

    然后正式进入Demo界面,NVIDIA的Supersonic Sled(超音速滑撬车)就是以当年的火箭车作为蓝本,设有一个液体燃料的主推进器,搭配四个固体燃料助推器,还有一个减速用的固体反推器。

    玩家的任务就是以最快的速度到达终点,而且在轨道尽头紧急刹车停下来不至于坠落山谷,这样才能获得有效成绩。整个过程需要玩家灵活运用火箭助推器和反推器,和朋友一起竞速会很有意思。

    在轨道车运行过程中,两边景物的动态模糊效果非常不错,营造出了一种超高速的感觉,运行速度不同动态模糊的程度也有所差别。此时如果暂停的话,四周又会变得无比清晰。

    虽然这个小人的模型比较简单,但在在轨道车高速运行中,人物面部表情和肢体动作都会产生一些有意思的变化,比如他会双手合一祈祷不要被撞死、因为加速度太高而临时性失重、脸部惊恐的表情还有皮肤被气浪吹变形等等。

    以往的游戏或者Demo,都片面注重对人物主体的刻画,而忽视整个场景的大背景。而此次Demo的环境,比如山脉和峡谷都是由Tessellation技术生成的,可以根据玩家视野的远近动态调整细节,大幅提升了画面表现力又不至于造成性能下降。

● GTX480 Demo:RagingRapidsRide

    这也是一款小游戏,要大家控制小船在崎岖不平的峡谷中穿梭,看谁在最少的时间内超越最多的旗帜。如果您不想玩的话,Demo会自动循环跑,整个过程展示水流与峡谷、船的交互效果,船撞到墙上产生的力反馈,还有撞破旗帜后的物理效果。

    操作起来非常简单,但路线完全是随机生成的,PhysX的效果在流体运动中展现的淋漓尽致。原来PhysX不仅仅局限于爆炸、布料这些方面,处理流体计算已经互动效果才是最有趣的应用。

    GTX480运行该Demo非常流畅,GTX285也不差,N卡用户一定要亲身体验一下才能感受到PhysX的真正魅力,这是以往PhysX游戏中都不具备的。

● GTX480 Demo:Island11震撼的水面效果

    除了主打的Supersonic Sled Demo外,GTX480还有两个专门用作技术展示的小Demo,相当于DX11 SDK,主要演示了Tessellation技术的两种另类应用。

    首先来看看Island11这款小Demo,NVIDIA使用Tessellation技术构建了不可思议的水面效果:

不开Tessellation感觉就是一潭死水,远处的山体棱角分明,太假

默认的Tessellation细分曲面级别为50级,画面已经很惊人了

Tessellation细分曲面调到最高的100级,更加波澜壮阔了

    如果您还认为水面渲染效果最好的引擎是Crysis,那就OUT了,看看Island11中的截图吧,足以秒杀以往任何一款游戏中的水特效。如此惊艳的画面正是拜Tessellation技术所赐,只要细分出足够多的曲面,水面的动态效果就更逼真。如果不使用Tessellation的话,复杂的模型足以让任何一款显卡渲染到崩溃。

这是不开Tessellation时场景的初始模型,比较简单,要求很低

打开Tessellation后,细分出无数多的曲面,让水面和岛屿细节超级丰富

    Tessellation的目的就是让硬件根据软件的要求自动拆分出顶点和曲面,从而以较少的模型实现非常丰富的细节,直接建立复杂的模型当然可以,但代价非常恐怖。

    Tessellation当然也会消耗资源,主要取决于GPU当中Tessellator模块的处理能力,如果能力有限则性能下降很大,如果处理能力特别强那么性能损失就会很少。因此新一代DX11 GPU的设计重点就在于平衡Tessellator和Shader部分的负载。

● GTX480 Demo:Hair飘逸的长发

    还记得6800Ultra美人鱼Nalu那一头飘逸的长发吗?那可纯粹是用暴力模型堆积出来的效果,由于要求太高,时至今日都没有什么游戏使用这种方法来刻画毛发效果。直到DX10时代,有了几何着色之后,可以通过简单的复制粘贴方式来营造一些比较短的毛发效果,但对于长发依然无能为力,因为一根根头发之间相互干涉的交互效果并不容易实现。

    DX11时代,NVIDIA使用Tessellation技术攻克了这一难题,启动Hair Demo之后的动画马上给人耳目一新的感觉:

    同样是基于Tessellation技术的演示Demo,上一页Island11中细分水面的效果大家很容易理解,而在这款Hair中大家很难想像到被称为“细分曲面”的这项技术居然可以被用来“细分头发丝”!?

    关闭阴影之后,FPS大幅提升,看来造成性能下降的主要原因并非是Tessellation的效率关系,而是由于模型太过丰富,光线经过如此众多头发之后的计算量非常大。看来如果要将头发Tessellation技术应用在实际游戏中的话,由头发所产生的光影应该适当的缩水,不然就会消耗太多的GPU资源。

短发似乎更为出色,而且性能更好(毕竟干涉计算量下降了)

    如果把Tessellation关闭的话,就看到了这样一副惨不忍睹的画面,这实际上就是这个女孩“真实”的头发数,前面大家看到的稠密的秀发都是用Tessellation技术虚构出来的。

    一般来说,在视角拉远时,为了降低GPU负载,Tessellation技术会自动减少“复制”出来的头发数量,此时人物的头发太少影响视觉效果,为了弥补这个不足,特意设计了加宽头发的功能,从而保证远距离观察时头发的稠密程度,此时由于距离较远,玩家很难注意到这些细节的变化。

    通过这幅截图,大家就可以非常清楚的看到,原来密密麻麻的头发都是一组一组的,每一组头发其实都只有一根是真实的,其它的几十跟都是由Tessellation自动生成。在受到空气流动或者摇头动作时,头发是以真实的头发丝为核心、以Tessellation生成的组为单位运动,当然这些细节如果不刻意指出的话很难察觉。

● GTX480 Demo:Design Garage——第一个民用级光线追踪演示程序

    相信很多人都是第一次看到真正的光线追踪效果是什么样的,感谢NVIDIA在GTX480发布时为我们提供了这样一款震撼的演示Demo。

    该Demo内置了一些名车的模型,还有相关的场景,我们可以自由的将其组合以获得很好的显示效果。这个光线追踪程序结合了传统的光栅化渲染,在普通模式下的速度很快,切换视角之后几乎实时就能渲染出来,但如果开启HQ模式的话,就开始了真正的光线追踪渲染,我可以非常直观的看到屏幕上一个个像素点在改变颜色和反光。

    在2560x1600的顶级分辨率下,渲染一帧画面大概需要等待几分钟到十几分钟,虽然时间较长但却非常值得,最终获得的画面跟照片几乎没有差别!

普通模式

HQ模式

    光线追踪Demo内置了一个超音速火箭车的模型,通过开关HQ模式可以清楚的看到反光效果的差距。

普通模式

HQ模式

    事实上普通模式下的画质已经要强过当前所有游戏了,但与真正的光线追踪模式下还是有不小的差距,大家可以点击放大仔细对比。其中HQ模式还有一些像素没有渲染完毕,就被笔者截取下来了。应该适当降低分辨率这样渲染速度会快很多。

    该Demo操作非常简单,主要用来展示光线追踪的效果与新显卡的性能,手头有高端N卡的朋友不妨试试看,绝对让您大开眼界!


● 总结:

    至此,NVIDIA大多数演示Demo就介绍完了,通过这些新旧Demo我们不仅了解NVIDIA的技术实力,更可以了解显卡的发展历史,而且在欣赏Demo的同时感受到乐趣,并且学习到一些显卡3D渲染技术。一举多得,何乐而不为呢?■<

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