DirectX 11显卡裁判 《3DMark 11》解析

体积光照更真实

《3DMark 11》中的光照渲染采用了延迟执行方式。在这种计算方式中，先得到的是渲染对象的几何属性，接着软件会根据目标的深度值和法线缓冲渲染出环境光遮蔽、反射、散射、深度信息等，终的视觉效果会综合所有因素来汇总计算。同时，在光线计算中，《3DMark 11》为那些没有受到阴影遮蔽影响的点光源启用两个绘制调用，其中一个绘制调用会处理那些不会和视角发生互动的点光源；而另一个绘制调用则相反，它主要用于处理那些能够和视角发生互动的点光源。对一些定向光源来说，《3DMark 11》也使用了一个绘制调用，并且会根据光照照射的渐进来生成阴影，这样会让终的阴影处理效果更为柔和。

而在玩家颇为关心的表面光照和体积光照上，《3DMark 11》的处理也相当出色。在《3DMark 11》中，表面光照模型由漫反射率模型和镜面高光反射率模型结合而成，并考虑了环境光衰减的因素。体积光照的处理则要复杂一些，它模拟了朝向观察者的一束散射光线通过介质传导到观察者眼中的情况。这种模拟利用了一个专门的体积光线投射模型，并相应参考了光线散射和光线衰减。在实际计算中，噪声函数可以调节体积光照的光线密度。每一帧的体积光线需要两个纹理数组，分别储存适合光线密度预渲染数据，以及基于预计算密度的累积透射比数据。这两个纹理数组随后被采样计算并得到体积光照的相关信息。终，在多个影响因素的共同计算下，《3DMark 11》就可以对任何角度的体积光照进行计算，并取得出色的计算效果。

景深处理不可少

景深是体现3D画面立体感的关键，为了得到一个漂亮的景深效果，Furmark特别通过以下七步运算对《3DMark 11》的景深效果进行了处理：

无处不在的体积光照，是《3DMark 11》的重要应用。

1.首先，为屏幕上每一个像素计算模糊半径，并存储在一个全分辨率DXGI_FORMAT_R16_FLOAT纹理中；

2.1/2分辨率和1/4分辨率的景深纹理由半径纹理和原始光照纹理得到；

3.判断像素是否超出焦点清晰区域，如果是，则将其纳入缓冲区；

4.缓冲区中的数据将被几何着色器处理成六边形虚化的效果；

5.重复步骤3和4，并生成面向不同虚化半径的、全分辨率，1/2分辨率，1/4分辨率的图像数据；

6.各个小区域里的纹理数据终会汇集起来进行统一处理；

7.这些汇集的虚化图像将会和原始光照交互合成，终就能得到处理完成的景深场景。

从《3DMark 11》的实际效果来看，景深效果还是得到了很大的体现，但效果还显得颇为生硬，焦外虚化扩散效果也不够理想。

《3DMark 11》所有图形测试场景都应用了景深技术，可见Furmark认为景深技术将在未来游戏中得到普遍应用。

这可能和它采用的处理方法有关，《3DMark 11》在景深处理上使用了几何着色器，而我们看到的AMD的景深处理演示中，则采用了DirectX 11的DirectCompute。不过目前还没有太多的信息来确定这两种方法的具体差异，但就从景深效果来看，《3DMark 11》的景深效果是不够令人满意的。

两大特效助画质

Bloom效果是类似于HDR的一种加强光线动态范围的计算方法。不过它和真正的HDR相比还有很大差距，但由于其计算要求低，视觉效果也很不错，因此被游戏和测试软件广泛使用。在《3DMark 11》中，Bloom效果通过使用快速傅里叶变换，将光照转换为频率域，并应用Bloom滤镜处理、DirectCompute计算得到。另外，在《3DMark 11》中出现了大量的镜头反射效果，这种效果在真正的单反相机或者视频拍摄中被称之为“鬼影”或者“耀斑”，有些时候需要尽可能避免。但3DMark 11为了加强真实性，还是将其纳入画面效果中。镜头反射效果也是利用滤镜处理，同样需要DirectCompute执行计算。