14 лет назад 31 мая 2005 в 21:35 93

Для тестирования игровой производительности системы существует мощный специализированный пакет 3D Mark 2005. Результаты таких тестов применительно к разным видеокартам и системам постоянно публикуются в компьютерной прессе. Но как понимать эти результаты, что означают тесты, параметры и опции, которые в нем используются; наконец, как провести подобный тест самому и корректно сравнить его с тестами других пользователей или оценить последствия очередного апгрейда?

В сравнении с версией 2003 интерфейс программы изменился мало, но добавились новые функции, доступные в Pro- или Business-версии. Полный цикл игровых, процессорных и синтетических тестов занимает около десяти минут. Если же вы хотите просто получить результат, выберите только три игровых теста, и время работы программы сократится более чем вдвое. Но прежде чем запускать тесты, попробуем разобраться с настройками.

НАСТРОЙКИ
Settings

– Разрешение экрана можно устанавливать от 320×200 до 1600×1200. Но помните, что для LCD-мониторов желательно, чтобы разрешение картинки совпадало с “родным” разрешением экрана, иначе качество изображения резко снижается. – Anti-Aliasing – режим полноэкранного сглаживания позволяет устранить эффект “рваных” краев при рендеринге косых линий. При этом сцена рендерится в зависимости от режима с разрешением в два или четыре раза большим, чем нужно для вывода на экран. При последующем масштабировании цветовая информация усредняется, и мы получаем намного более реалистичное изображение со сглаженными кривыми. Правда, за это приходится платить возрастающими системными требованиями. Узнать подробнее о различных технологиях полноэкранного сглаживания можно из очерка по адресу anti-alias.da.ru.

– Texture Filtering – фильтрация текстур. Это алгоритмы, обеспечивающие обработку текстуры в зависимости от расстояния камеры до объекта. При этом детализация текстур при удалении от 3D объекта будет падать, а при приближении – увеличиваться. Фильтрация устраняет возникающие при этом искажения и артефакты. Самое высокое качество изображения достигается при использовании анизотропии 16 уровня, а максимальная производительность – при билинейной фильтрации. Режим Optimal позволяет 3D Mark самостоятельно выбрать уровень фильтрации в каждой конкретной сцене в зависимости от разрешения текстуры и сложности модели. Подробнее об алгоритмах текстурной фильтрации читайте в статье www.dig.ru/rus/dw/505.htm.

– VS Profile/PS Profile (Вертексные шейдеры/Пиксельные шейдеры). Здесь вы можете выбрать версию используемых при рендеринге вертексных и пиксельных шейдеров. При этом можно сравнивать производительность и качество картинки в зависимости от версии. Одним из уникальных свойств пакета является то, что это первая программа, имеющая поддержку шейдеров третьей версии. Правда, для этого вам потребуется видеокарта класса GeForce 6800, так как даже самые новые продукты ATI имеют поддержку шейдеров только второй версии. Но Futuremark не подыгрывает NVIDIA: во-первых, в настройках можно выбрать версию шейдеров вручную, а во-вторых, поддержка Pixel Shaders 3.0 не принесла победы в тесте видеокартам GeForce 6800 (об этом ниже).

Rendering Option
– Force full precision – по умолчанию в 3D Mark шейдерные программы выполняются с незначительной погрешностью. Если отметить данный параметр, все вычисления производятся точно. Впрочем, на глаз разницу вы вряд ли заметите.

– Disable DST – позволяет отключить поддержку технологии Depth-Stencil Texture, оптимизирующей рендеринг динамических теней. Опция может пригодиться при тестировании разных видеокарт, у части которых нет DST – тестирование будет проходить в равных условиях. Заодно можно оценить насколько DST влияет на производительность. Особое внимание при этом стоит уделять игровому тесту Firefly Forest.

– Disable Post Processing – отключение дополнительной обработки уже отрендеренных кадров с помощью пиксельных шейдеров. Так реализуется рассеянное освещение, эффекты переосвещенности ярких поверхностей, фокусная глубина камеры и другие “кинематографические” эффекты. Если постобработку отключить, результаты теста станут выше, но сама картинка выйдет тусклой и намного менее реалистичной. Для сравнения взгляните на иллюстрации: левая – с включенной постобработкой, правая – без.

– Force software vertex shaders – все вертексные шейдеры будут рендериться только в режиме программной эмуляции. Это значительно снизит результаты тестов, зато обеспечит хорошую нагрузку на процессор, что пригодится при стресс–тестировании системы и просто для определения эффективности связки CPU+видеокарта.

– Fixed frame rate. В стандартном режиме картинка выводится с той же скоростью, что и рендерится. При этом события в кадре могут происходить в замедленном или, наоборот, ускоренном темпе в зависимости от мощности аппаратуры. Если же задать фиксированное число кадров в секунду, скорость будет постоянной, но если ускоритель не будет справляться, изображение станет двигаться рывками.

– Color mipmap – подсвечивает разным цветом mipmap-уровни детализации текстур: от ярко-красного (высокодетализированные) до темно-синего (низкодетализированные). Это полезная функция при визуальном определении качества фильтрации текстур.

– Repeat & Loop – здесь можно задать число повторов тестов, при этом полученные результаты усредняются, что обеспечивает более высокую точность тестирования, устраняя случайные элементы. Также эта опция незаменима для стресс-тестирования новых или разогнанных комплектующих.

Image quality
Данный раздел позволяет сохранить один или несколько кадров из любого игрового или синтетического теста в заданную папку. Это пригодится для получения скриншотов высокого качества с целью последующего более детального анализа или просто украшения Рабочего стола. Настройки графики абсолютно идентичны разделу Settings.

Помните, некоторые шейдерные эффекты, такие как дым или взрывы, каждый раз синтезируются немного по-разному, что обусловлено особенностями их программного кода. Если вы задумали сохранить последовательность кадров, проверьте наличие свободного места на жестком диске, так как один тест Firefly forest, будучи покадрово сохраненным на HDD, занимает более 2 Гб. Группы кадров совсем нетрудно преобразовать в видеоролик – для этого вам потребуется программа VirtualDub (www.virtualdub.org) или любой другой видеоредактор.

Опция Reference rasterizer позволяет использовать программный движок DirectX для получения идеальных референсных скриншотов. При этом нетрудно заметить отличия в картинке 3D-акселераторов разных моделей и производителей.

Кроме того, скриншот можно сделать в любой момент теста или при просмотре демо-ролика, нажав клавишу F12. Картинки сохраняются в формате BMP в папку Screenshots, в той же директории, где установлен 3D Mark. Но сохранение кадров во время тестирования делает результат теста сомнительным.

Grafs
Для работы “графопостороителя” вам потребуется установленный Microsoft Excel – с его помощью вы сможете строить сложные хронологические графики с выводом числа кадров в каждый момент времени теста. Кроме FPS можно рассчитывать число полигонов, вершин, пакетов и т. д. Сравнение таких графиков наглядно покажет даже незначительные отличия в производительности разных видеокарт. Имеет смысл сохранять графики 3D Mark 2005 в архиве, чтобы после очередного апгрейда сравнить прирост производительности.

Filtering&Anti-Aliasing
Этот режим поможет наглядно оценить, как ваша видеокарта справляется со сглаживанием и фильтрацией текстур, и выбрать для себя оптимальный режим. Синтезируется простая трехмерная сцена – коридор, уходящий в бесконечность, где с помощью кнопок F1-F12, а также Home/End, Page up/Page down можно менять настройки, параметры фильтрации и сглаживания. Пробелом включается вращение картинки, а стрелками вперед/назад можно перемещаться по коридору. Учтите, людям, страдающим эпилепсией, не стоит злоупотреблять этим тестом!

ИГРОВЫЕ ТЕСТЫ 3D MARK 2005
В составе пакета три игровых теста, пять синтетических сцен и один тест на производительность Batch-пакетов. В отличие от предыдущих версий 3D Mark все сцены выполнены на одном движке и используют схожий набор DX9-технологий, у каждого из которых, впрочем, есть свои особенности (тесты в виде видеороликов можно найти на 3dmark-movie.da.ru).

Return To Proxycon
В 3D Mark 2003 первый игровой тест назывался Battle for Proxycon (“Битва за Проксикон”) – небольшой отряд с боем прорывался к спасательным капсулам. В новой версии мы возвращаемся на станцию Проксикон, чтобы увидеть новый эпизод космической войны.

На этот раз станция подверглась нападению космических пиратов. Неожиданно выскользнувший из гиперпространства крейсер застал защитников комплекса врасплох, и несколько десантных ботов успели проскользнуть в закрывающиеся двери ангара. Здесь и разворачивается основная битва между вражеским десантом и местной службой безопасности. Плазменные импульсы, высекающие из стен искры, – падают сраженные десантники… Насмерть стоят защитники станции и даже отбивают первую волну нападающих, но тяжеловооруженные солдаты с плазменными автопушками решают исход битвы. В демо-режиме ролик идет дольше: показывают, как захватчики пробираются по коридорам станции и вскрывают один из контейнеров с ценным грузом.

Основная задача теста – имитировать современные игры в жанре FPS-шутер, в которых все чаще демонстрируются обширные пространства с большим числом действующих лиц. У теста восемь источников освещения: два направленных, остальные точеные. Динамические тени создаются на основании карт с разрешением 2048х2048, при этом для упрощения расчетов учитываются только два направленных источника света. Большинство материалов в тесте – это металлические поверхности, использующие Bump Mapping и Blinn-Phong.

Firefly Forest
Сцена “Лес светлячков” с реалистичным моделированием природы стала визитной карточкой пакетов 3D Mark еще со времен версии 2001. Сюжет достаточно незатейлив: темной ночью в глухой чаще хвойного леса летает яркий зеленый светлячок, озаряя ветви деревьев, траву, камни и другие объекты.

Пожалуй, на сегодня это самая реалистичная сцена природы, доступная домашним системам. Лес выглядит столь правдоподобно во многом благодаря динамическим теням, которые и являются основой данного теста. Моделирование природы становится все более насущной задачей современных игр, действие которых переносится из тесных подземных коридоров в пустыни, джунгли и т. д. Видеокарте GeForce 6800 в этом тесте определенно идет на пользу наличие технологии UltraShadow II, поэтому Firefly Forest с данными ускорителями идет лучше других тестов.

В сцене два источника света: направленный свет луны и точечный источник – сам светлячок. Здесь используется технология PST, обеспечивающая лучшее качество и правильное геометрическое отображение теней в зависимости от формы, расположения и угла освещения объекта. В зависимости от расстояния используется динамическое изменение детализации объектов. В сцене большое количество объектов с собственной физической моделью: крона деревьев, ветки и каждая травинка покачиваются под легким ветерком.

Canyon Flight
Дирижабль, словно из книг Жюль Верна, пролетает над водами глубокого каньона или фьорда. Водная гладь безмятежно колышется, и лишь крики чаек нарушают неспешный полет воздушного корабля. Но в тихом омуте, как известно, черти водятся. В третьем игровом тесте роль чертей играют гигантские летающие змеи – вас ждет увлекательный поединок экипажа корабля с морским чудовищем.

Корабль включает ускорители, и, преодолев все трудности, храбрые моряки добираются до своей цели – прекрасного города с белыми башнями. Единственное, что немного портит впечатление – не слишком выразительная одежда экипажа и полное отсутствие эмоций у людей. Над ними пролетел гигантский морской змей, а на лицах – ледяное спокойствие.

Каждый игровой тест 3D Mark 2005 показывает нам все более объемные сцены – от залов и коридоров космической станции к простору сумеречного леса и, наконец, огромное открытое пространство Canyon Flight. Даже в современных играх столь детализированные пространства такого размера встретишь нечасто.

В сцене Canyon Flight всего один источник освещения – солнце, но освещаемая поверхность поистине гигантская. На первый взгляд кажется, что стены каньона выполнены с использованием обычного Bump Mapping, но это не совсем так. Как известно, поверхности Bump Mapping не отбрасывают теней, а здесь мы видим полный набор оптических эффектов. Это достигается использованием пиксельных шейдеров и сложного многокомпонентного материала с просчетом динамических теней, применением карты цветности, нормалей и диффузной тени.

Вода также заслуживает внимания. По сути, эта та же шейдерная вода, что и в тесте Mother Nature в 3D Mark 2003, но теперь она использует карты преломлений и отражений. Рендеринг каждого кадра выполняется в шесть тактов, благодаря чему достигается реалистичное отражение стен каньона. Эффект глубины реализуется объемным туманом, делающим объекты более размытыми и темными (степень этого эффекта зависит от глубины). В сцене есть небольшой ляп, как раз связанный с водой – поверхность удивительно спокойная, только небольшая рябь, и даже когда в нее врезается огромная туша змея, не возникает никакого волнения.

СИСТЕМА ПОДСЧЕТА БАЛЛОВ
В подсчете баллов участвуют только игровые тесты, но поскольку все они используют одинаковый движок (в отличие от предыдущих версий), тесты стали равнозначны. Конечный результат высчитывается по формуле: (GameTest1*GameTest2*GameTest3)^0,33*250=Очки.

ДРУГИЕ ТЕСТЫ
Игровые тесты построены таким образом, что процессор задействован только во время подготовки данных для теста, а рендеринг в самой сцене выполняется только видеокартой, что обеспечивает большую достоверность результатов, уменьшая влияние сторонних программ. Однако в реальных играх процессор активно вовлечен в процесс для расчета искусственного интеллекта союзников и врагов, реакции окружающей среды на действия игрока и т. д.

В 3D Mark всего этого нет, зато есть тест процессора – CPU Tests, где игровые тесты рендерятся программно в разрешении 640×480. Пользы от теста мало, он все равно достаточно сильно зависит от установленной видеокарты, к тому же 3D Mark никакой оценки производительности CPU, кроме числа FPS, не дает. Для тестирования процессора и системы в целом у Futuremark припасен отдельный продукт – PC Mark.

Синтетические тесты пригодятся для тестирования отдельных функций видеокарты, на конечный балл они не влияют, но помогают определиться с выбором видеокарты:

– Fill Rate (“Скорость заполнения”) – определяет скорость текстурирования. Тест имеет два режима: наложение одной текстуры на 64 поверхности и 8 текстур на 8 поверхностях. В сравнении с предыдущими версиями 3D Mark в этой значительно снизилось качество текстуры, очевидно, чтобы уменьшить влияние пропускной способности шины памяти.

– Pixel Shader (“Скорость обработки пиксельных шейдеров”) – для этого теста разработчики выбрали фрагмент стены каньона из третьего игрового теста. Никаких других объектов в кадре нет, только стена и источник освещения. Именно в этом тесте наиболее заметна разница в картинке и производительности при использовании пиксельных шейдеров разных версий.
(Рисунок:Syntetic/shader.tif)

– Vertex Shader (Скорость обработки вертексных шейдеров) – этот тест определяет производительность вертексных шейдеров видеокарты. Он состоит из двух частей. Первая – “Простые шейдеры” – показывает четыре высокодетализированные модели морских чудовищ из третьего теста, в сцене нет текстур и только один источник освещения. Вторая – “Сложные шейдеры” – демонстрирует огромное количество травинок, каждая из которых колышется, имитируя проносящийся над поляной ветерок. Нельзя не отметить, что даже в современных играх столь сложные сцены пока не используются, так что не удивляйтесь скромным результатам – тест рассчитан на будущее.

Batch size test (“Тест размера пакетов”) – данные для построения сцены считываются с жесткого диска и отсылаются видеокарте в виде пакетов, содержащих описания координат треугольников для форматирования полигонов. Чем больше размер пакета, тем быстрее рендерится сцена. В идеале вся информация должна умещаться в одном пакете, однако это не всегда возможно. Тест последовательно показывает шесть сцен с пакетами разного объема, включая 8, 32, 128, 512, 2048, 32768. На производительность видеокарты в данном тесте значительно влияет версия драйверов.

СВОДНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ ВИДЕОКАРТ

Как мы тестировали
Чтобы увидеть 3D Mark в действии, мы сделали блиц-тест 19 видеокарт с AGP- и PCI-Express-интерфейсом. Для максимальной сводимости результатов мы использовали стенды со следующими конфигурациями:
Материнская плата AGP – ASUS LGA775 P5P800 Intel 865PE
Материнская плата PCI-Express – ASUS LGA775 P5GDC Pro Intel 915P
Процессор – Intel Pentium 4 3800 МГц, шина: 800 МГц, кэш:1024 кб
Память – DDR 1024 Мб Kingston PC3500 (2×512 Мб в двухканальном режиме);
Жесткий диск – 40 Гб IDE Seagate 7200 [ST340014A]
ОС
– Windows XP Pro Service Pack 1 Драйверы
– NVIDIA Force Ware 66.93/ATI Catalyst 5.1.
Тестирование проводилось в 3D Mark 2005 Free Edition со стандартными настройками.

Результаты видеокарт NVIDIA
Явными аутсайдерами оказались продукты серии FX 5900 со скоростью рендеринга менее одного кадра в секунду. Причем в реальных играх эти карты показывают намного меньшее отставание от своих старших собратьев: все дело в том, что NVIDIA оптимизирует код драйверов для достижения максимальной производительности своих топовых продуктов, а FX – это уже пройденный этап. Сегодня мощности FX 5900 вполне достаточно для большинства уже вышедших игр, но с будущими продуктами могут возникнуть проблемы, что и показывает тест. Промежуточным звеном оказалась видеокарта Asus GeForce 6800 Gamers Edition, основанная на дизайне 6800 Ultra и имеющая те же частоты, но лишь 12/5 задействованных конвейеров. Лучше все же немного доплатить и приобрести 6800 GT с полным набором конвейеров.

Результаты видеокарт ATI
Стабильно высокие результаты показывают видеокарты от Asus, что неудивительно, так как эта компания выпускает продукты неизменно высокого качества и со слегка завышенными частотами. Как и ожидалось, видеокарта Radeon X850 не стала технологическим прорывом, это слегка доработанное ядро X800. По производительности X850 обходит X800 менее чем на 5%, а вот разрыв в цене превышает $150. Кстати, при анализе скриншотов оказалось, что у ATI отражения и текстуры удаленных объектов выглядят более четко.

Все видеокарты с PCI-Express превосходят продукты с аналогичным ядром, но с интерфейсом AGP, так что APG уже достигла своего предела и современным Hi-End акселераторам уже недостаточно ее пропускной способности. Несмотря на наличие в 3D Mark 2005 поддержки шейдеров третьей версии, видеокарты GeForce 6800 не смогли одержать верх, и вершина таблицы осталась за ATI. Учтите только, что более или менее смотрибельным 3D Mark 2005 становится при результате около 3000 очков, так что пусть вас не обманывает сравнительно приличное итоговое положение видеокарт среднего звена.

Таким образом, если основываться только на результатах 3D Mark 2005, оптимальной по соотношению цена-производительность можно считать карту Albatron GeForce 6800 ($230-250), которая отлично справляется с Doom 3 и Half-Life 2 в разрешении 1024×768 на максимальных настройках качества. Скорее всего, мощности этого ускорителя будет достаточно в течение как минимум ближайших трех-шести месяцев. Если же вы хотите иметь более солидный запас по производительности, то стоит остановить свой выбор на видеокартах серии Radeon X800 Pro ($450-495) желательно с интерфейсом PCI-E.

ОБЪЕКТИВНЫ ЛИ ТЕСТЫ 3D MARK ОТНОСИТЕЛЬНО РЕАЛЬНЫХ ИГР?
Данный вопрос постоянно поднимается как представителями компаний, так и обычными пользователями. На первый взгляд, нет. 3D Mark – это синтетический движок, имеющий мало общего с обычными игровыми программами. Вдобавок, при рендеринге строго заданных сцен появляется возможность оптимизировать драйверы именно для рендеринга данного теста. Лишнее тому подтверждение – крайне низкая производительность в 3D Mark 2005 видеокарт FX 5900, хотя сама по себе видеокарта не настолько слабая. С другой стороны, достоверность теста намного возросла благодаря защите от читерства, работе только с видеокартами DirextX 9, поддержке шейдеров версии 2.0 и выше, а также возможности указывать режим их работы вручную, что наряду с остальными настройками позволяет тестировать видеокарты разных компаний в сходных условиях.

Таким образом, хотя тесты и синтетические, они предъявляют высокие требования ко всем узлам современных ускорителей, поэтому доверять им можно, но с оговорками: видеокарта, показывающая стабильно высокие результаты в 3D Mark, скорее всего, будет неплохо справляться и с игровыми приложениями. Однако тут нужно учитывать наличие оптимизаций игры под продукцию той или иной компании, как это было с Half-Life 2, которая показывает лучшие результаты с видеокартами ATI, или Doom 3, у которой в фаворитах NVIDIA. Поэтому балл 3D Mark должен быть важным, но не решающим фактором при выборе видеокарты. Надо обязательно оценить производительность того или иного акселератора в конкретных задачах и играх. Сделать это до покупки помогут подробные обзоры сайтов www.3news.ru, www.overclokers.ru, www.radeon2.ru, www.nvworld.ru.

Системные требования 3D Mark 2005
CPU – Pentum 4 2.4 ГГц/Athlon 64 2800+/Athlon XP 2800+
Оперативная память – 512 Мб DDR
Видео – DirectX 9 совместимая видеокарта со 128 Мб видеопамяти и поддержкой шейдеров 2.0 и выше
Операционная система семейства Windows с установленным Direct X 9.0c

Терминология
– Шейдер – это микропрограмма, которая пишется на языке, подобном ассемблеру. Она обрабатывает входящий поток графических данных для последующего рендеринга и вносит в них определенные изменения. Это позволяет моделировать реалистичные материалы, эффекты среды и освещения. Шейдерные инструкции выполняет либо чип видеокарты, либо CPU в режиме эмуляции.

– Bump Mapping – создание неровностей на модели на основе светлых и темных участков текстуры. Широко используется для создания реалистичных материалов и придания им шероховатостей, выбоин и т. д. В отличие от реальных деформаций модели элементы Bump Mapping не создают теней.

– Blinn-Phong – шейдер, обеспечивающий реалистичные гладкие блестящие поверхности с правдоподобными эффектами отражения.

Скандал из-за 3D Mark 2003
Интересно, почему версия 3D Mark 2005 появилась уже 2004 году? Скандал разгорелся из-за пресловутых шейдеров. В 3D Mark 2003 использовались шейдеры версии 1.4, аппаратная поддержка которых есть только у видеокарт ATI, что автоматически давало им значительную фору. Ведь если видеокарта не поддерживает шейдеры 1.4, то тест автоматически проходит с шейдерами 1.1. Следовательно, ускоритель будет работать практически вдвое медленнее, поскольку для создания изображения ему потребуется не один проход, а два.

В сущности, NVIDIA просто следовало запретить запуск 3D Mark 2003 на уровне драйверов и сообщить, что ни о какой объективности с их видеокартами в 3D Mark 2003 не может быть и речи. Вместо этого NVIDIA выпустила новую версию драйверов с оптимизациями, искусственно повышающими производительность их видеокарт в 3D Mark 2003. Разгорелся скандал: обе стороны обвиняли друг друга в предвзятости и подтасовке результатов.

В конце концов, Futuremark выпустил патч, отключающий все программные заточки, а NVIDIA – новую версию драйверов, включающих их обратно, и все пошло по кругу. Результаты теста стали плясать от версии к версии, не говоря уже об отсутствии какой-либо сводимости результатов. Так как Futuremark живет на прибыли от лицензионных версий теста (а кому нужен необъективный тест?!), было решено ускорить работу по выпуску 3D Mark 2005.

Померяемся попугаями?
Результаты тестов 3D Mark и других тестовых пакетов, выдающих абстрактные баллы, в России часто называют “попугаями”. Название пришло из старого мультфильма, где удава мерили в мартышках, слонятах и попугаях. В последних удав неизменно получался длиннее…

С появлением в 3D Mark 2001 возможности публиковать результаты в интернете этот и все последующие пакеты быстро превратились в своеобразную разновидность киберспорта. Соревнование идет в количестве набранных очков и публикации результатов на сервере Futuremark, в основном на фронте разгона комплектующих. Тут уж все средства хороши: платы перепаиваются для подачи запредельных напряжений, а для охлаждения компонентов используются системы, основанные на воде, фреоне и даже жидком азоте.

Редакция благодарит
компьютерный центр DNS (www.dns.vl.ru) за оборудование, предоставленное для тестов.