3DMark06 - co nowego?
3DMark06 trochę niemiło zaskakuje. Gdy tylko uruchomimy program po raz pierwszy, odnosimy dziwne wrażenie, że wciąż mamy do czynienia z poprzednią wersją narzędzia. Zmieniły się co prawda ekrany tytułowe pomiędzy poszczególnymi testami, ale same testy są takie same. Przynajmniej na pierwszy rzut oka.
Trzy spośród czterech podstawowych animowanych sekwencji przeniesiono z 3DMark05. Sceny oczywiście zmodernizowano (o tym za chwilę), ale generalnie to znane ze poprzedniego 3DMarka animacje. Dodano jedną zupełnie nową scenę. Ponadto 3DMark06 udostępnia zupełnie nowy test procesora i specjalizowane testy wybranych funkcji (większość z tych testów także przeniesiono z 3DMarka05). Program jest wizualnie na tyle podobny do starego 3DMarka, że powinien nosić nazwę 3DMark05 SE. Zwłaszcza, że już wcześniej Futuremark wydawał nowe re-edycje swoich narzędzi z dodatkami SE (3DMark2001 SE) czy MAX (3DMark99 MAX).
Ale co tak naprawdę nowego zobaczymy w 3DMark06? Test wreszcie w bardzo dużym stopniu korzysta z modelu cieniowania 3.0 (Shader Model 3.0). Dwie spośród czterech animowanych sekwencji wymagają karty graficznej zgodnej sprzętowo z SM 3.0, w więc akceleratora klasy GeForce 6, GeForce 7 lub Radeon X1000. Jeśli takową kartą nie dysponujemy, w nowym 3DMarku zobaczymy tylko dwie pierwsze sceny. W ten oto sposób 3DMark06 stara się zasymulować gry 2006 roku. Ponieważ obaj producenci układów graficznych oferują już sprzęt klasy SM 3.0 dostępny w każdej kategorii cenowej, wreszcie na większą skalę powinny zacząć się pojawiać tytuły korzystające z SM 3.0. Wciąż jednak większość gier zapewne ograniczać się będzie do wykorzystania SM 2.0.
Drugą istotną nowością jest intensywne wykorzystywanie renderingu HDR (High Dynamic Range). Umożliwia on znaczne poszerzenie dostępnej skali barw, a co za tym idzie, uzyskanie wielu nowych efektów, jak oślepiające, jaskrawe rozbłyski czy widoczne szczegóły w bardzo ciemnych partiach obrazu. Producenci gier są zgodni: HDR to jedna z najfajniejszych funkcji, jakie powinniśmy zobaczymy w akcji w wielu grach tego roku. Dotychczas po HDR sięgano bardzo niechętnie, gdyż dostępne karty graficzne były po prostu za wolne do grania z włączonym HDR. Najnowsze akceleratory umożliwiają już komfortowe granie z włączonym HDR, chociaż układy GeForce 6 i GeForce 7 nie potrafią pogodzić HDR z wygłądzaniem krawędzi (to sprzętowe ograniczenie tych procesorów graficznych).
Jedną z bardzo istotnych zmian w 3DMark06 w stosunku do wersji 05 programu jest zastosowanie zupełnie nowego podejścia do cieni. 3DMark05 wykorzystywywał perspektywiczne mapy cieni, które generalnie sprawdzały się bardzo dobrze i umożliwiały uzyskanie realistycznych efektów. 3DMark06 idzie o krok dalej. Tym razem twórcy programu sięgnęli po nowy sposób generowania cieni. Wykorzystują kaskadowe mapy cieni CSM (Cascaded Shadow Maps). Umożliwiają one stworzenie realistycznych cieni niezależnych od kąta padania światła. Cała scena dzielona jest wzdłuż osi Z na pięć sekcji, a każda z nich cieniowana jest niezależnie przy pomocy map o rozmiarach 2048x2048, zapisywanych w formacie D24X8 lub DF24 (względnie R32F, jeśli układ graficzny nie obsługuje sprzętowo tekstur głębi). Tak duży rozmiar map pożera całą moc wypełniania układu graficznego. Z tego względu 3DMark06 jest o wiele mniej czuły na zmianę trybu graficznego niż poprzednie wersje programu.
Po raz pierwszy w historii serii 3DMark zmienił się system wyliczania wyniku końcowego. Dotychczas opierał się on na kilku testach, symulujących rzeczywiste gry (Game Tests). Poprzednie wersje programu mierzyły średnią liczbę klatek wyświetlanych w ciągu sekundy dla każdego testu, po czym posługując się prostym wzorem przeliczały fps na wynik w jednostkach "3DMark". Nowe podejście w 3DMark06 polega na tym, że animacje Game Tests nazywają się teraz Graphics Tests (testy grafiki), gdyż w głównej mierze uzależnione są one właśnie od wydajności karty graficznej. 3DMark06 po raz pierwszy przy obliczaniu wyniku końcowego bierze pod uwagę także wynik testu procesora (CPU Test). Autorzy programu wyszli z założenia, że obecnie wiele nowych gier jest ograniczonych właśnie przez procesor, a nie kartę graficzną, ze względu na skomplikowane symulacje sztucznej inteligencji czy fizyki przeprowadzane w czasie rzeczywistym właśnie przez procesor. Dlatego, jak twierdzą przedstawiciele Futuremark, uwzględnienie procesora w wyniku końcowym jest kluczowe w nowym 3DMarku.
W sumie zatem na wynik końcowy składają się trzy podstawowe elementy: testy w sekwencjach SM 2.0, testy w sekwencjach SM 3.0 wykorzystujących efekty HDR, a także testy procesora. 3DMark06 działa także na kartach graficznych klasy SM 2.0 (serie Radeon X850, X800, X700, X600, 9800, 9600, 9700 itd. oraz cała linia GeForce FX), jednak wówczas do wyniku końcowego zaliczane są tylko rezultaty testu SM 2.0 i testu procesora.
Kolejną istotną zmianą jest zwiększenie standardowej rozdzielczości z 1024x768 do 1280x1024. Producenci kart graficznych coraz bardziej przyzwyczajają nas do grania w wysokich rozdzielczościach, a 1280x1024 jest natywnym trybem graficznym dla monitorów LCD 17" i 19", które są w tej chwili najpopularniejsze.
Ponieważ prosiło o to wielu użytkowników 3DMarka, do wersji 06 powraca... gra. Nie jest to może gra bardzo ambitna, jeździmy futurystycznym czołgiem i naparzamy do uciekających przed nami samochodzików, jednak można się trochę rozerwać. Kto ustrzeli więcej samochodzików w przeciągu pięciu minut, ten lepszy. Swoje wyniki można dodawać do internetowej bazy, więc zapewne znajdą się zapaleńcy, którzy będą bić rekordy w nowej grze :-)
3DMark06 to jednak przede wszystkim benchmark kart graficznych i procesorów, i to na tych jego funkcjach skupimy się w tym artykule.
Składniki programu
3DMark06 składa się z czterech testów graficznych (Graphics Tests), dwóch testów procesora i szeregu testów przeznaczonych do mierzenia wydajności poszczególnych jednostek układu graficznego.
Testy graficzne zgrupowane są parami: pierwsza para to testy oznaczone SM2.0, druga - HDR/SM3.0. Wszystkie testy wymagają do uruchomienia karty graficznej sprzętowo zgodnej z DirectX 9.0, a dwa ostatnie - karty spełniającej wymogi Shader Model 3.0.
SM2.0 Graphics Test 1: Return to Proxycon
Scena jest identyczna z tą, którą widzieliśmy w 3DMark05. Kosmiczni piraci atakują statek towarowy przewożący cenny ładunek. Ochrona statku próbuje się bronić, jednak najeźdźcy tym razem wspierani są przez potężne cyborgi - pół ludzi, pół roboty, uzbrojone w ciężkie karabiny. Po krótkiej wymianie ognia (a raczej... lasera ;-)) ochrona statku zostaje wyeliminowana przez piratów.
Test symuluje gry typu "strzelanka widziana z pierwszej perspektywy" (First Person Perspective Shooter), jednak w odróżnieniu do obecnych gier tego typu, których akcja rozgrywa się najczęściej w ciasnych i wąskich korytarzach, tutaj kosmiczni żołnierze walczą w przestronnym hangarze. Umożliwiło to zmieszczenie bardzo wielu postaci na raz na ekranie. Pozwala to zatem ocenić rozgrywkę w trybie wielu graczy. W wielu grach "multiplayer" grafika znacznie zwalnia, gdy na ekranie pojawia się na raz więcej niż dwóch-trzech graczy.
W stosunku do tej samej sceny z 3DMark05 zastosowano nowe tekstury, dodatkowe obiekty rzucające cienie, więcej źródeł światła oraz wspomnianą wcześniej, nową metodę generowania cieni (przy pomocy kaskadowych map cieni).
Return to Proxycon wymaga karty graficznej zgodnej sprzętowo z SM 2.0.
SM2.0 Graphics Test 2: Firefly Forest
Ta scena również pochodzi ze starego 3DMarka. Przedstawia las w środku nocy, oświetlony jedynie przez księżyc w pełni i dwa wesołe światełka (w 3DMark05 było tylko jedno światełko), które przelatują między gałęziami drzew, muchomorami i starymi pniami. Choć cała akcja sceny dzieje się na otwartej przestrzeni, widzialność nie jest zbyt duża. Kamera osadzona jest między drzewami. Jest dość ciemno, więc widzimy tylko najbliższe drzewa, paprocie i grzyby, które rozświetlają zielone i różowe światełka. Gałęzie drzew leniwie poruszają się na wietrze.
W nowej wersji sceny poprawiono nieco niektóre tekstury, zmodernizowano silnik graficzny i zastosowano nową metodę generowania cieni. Dodatkowe światełko umieszczono w celu większego obciążenia karty graficznej.
Szczególną uwagę powinniśmy zwrócić na roślinność znajdującą się przy samej ziemi. Jej gęstość dobierana jest w zależności od odległości od kamery. Niezwykle istotne są też dynamiczne cienie. Scena idealnie przedstawia zalety kaskadowych map cieni (CSM).
Składniki programu c.d.
HDR/SM3.0 Graphics Test 1: Canyon Flight
To chyba najbardziej charakterystyczny test dla 3DMarka05, a - jak się okazuje - także dla 3DMarka06. Niesiony przez balon statek przypominający konstrukcje opisane przez Juliusza Verne'a przelatuje przez kanion wypełniony wodą. W morskich głębinach czuwa ogromny potwór. Wtem stwór przeprowadza atak na statek. Jego załoga próbuje się bronić i oddaje w kierunku potwora salwę z armat. Strzały nie robią na monstrum żadnego wrażenia. Na szczęście pierwszy atak jest nieudany. Potwór za drugim razem próbuje chwycić paszczą statek, jednak temu udaje się umknąć w ostatniej chwili dzięki specjalnym silnikom odrzutowym.
Scena została przedłużona o kilkadziesiąt sekund dodatkowej animacji, gdy statek po ucieczce przed potworem wlatuje na obszar gęsto zabudowanego miasta.
Canyon Flight przeszedł bardzo wyraźny "face-lifting". Zmodernizowano silnik testu, dodano rendering HDR, wykorzystanie kodu SM 3.0, zastosowano nową metodę generowania i filtrowania cieni. Poprawiono wiele tekstur. Test działa tylko na kartach graficznych zgodnych sprzętowo z SM 3.0.
Nowa wersja Canyon Flight wygląda bardzo efektownie, głównie ze względu na intensywne wykorzystanie HDR, heterogenicznej mgły, światła rozproszonego przez atmosferę, efektów podpowierzchniowego rozpraszania światła (sub-surface scattering) powodującego, że skóra morskiego smoka wygląda znacznie bardziej realistycznie. Tę scenę zdecydowanie warto zobaczyć.
HDR/SM3.0 Graphics Test 2: Deep Freeze
Deep Freeze to jedyny nowy test. Scena przedstawia opuszczoną bazę gdzieś na Antarktydzie. Widzimy opuszczone baraki i pojazd do odśnieżania. Choć cała sekwencja dzieje się za dnia, opuszczona baza sprawia bardzo mroczne wrażenie. Wkrótce zachodzi słońce i pogrąża całą scenę w ciemności.
Scena przede wszystkim demonstruje zastosowanie renderingu HDR na bardzo rozległych przestrzeniach. Widzimy ponadto bardzo realistyczne cienie, które w pełni pokazują moc kaskadowych mapy cieni. W teście ponownie pojawia się heterogeniczna mgła i efekty cząsteczkowe, wykorzystane do zasymulowania zamieci śnieżnej. W śniegu także zastosowano efekt podpowierzchniowego rozpraszania światła.
CPU Test 1 & 2: Red Valley
W 3DMarku06 pojawiły się dwa zupełnie nowe testy procesora. W labiryncie utworzonym przez skały porusza się 87 różnorakich pojazdów (roboty, czołgi, kosmiczne "samochody"). Pojazdy starają się przemieszczać przez skalne korytarze w kierunku zamku wmurowanego w skały, chronionego przez czołgi. Czołgi starają się zestrzelić nadjeżdżające "samochodziki".
Wszystkie najważniejsze operacje w teście rozbito na kilka niezależnych wątków: przetwarzanie fizyki (wykorzystano bibliotekę AGEIA PhysX), algorytm wyszukiwania optymalnej ścieżki (D* Lite) i sztuczna inteligencja. Jeśli dysponujemy procesorem dwurdzeniowym, wątki zostaną przyporządkowane obu rdzeniom, przez to uzyskana wydajność w teście będzie znacznie wyższa niż na procesorach jednordzeniowych.
Testy procesora przeprowadzane są w niskiej rozdzielczości (640x480) tak by wyeliminować wpływ karty graficznej.
Testy dodatkowe
W 3DMarku06 wykorzystano wiele testów znanych z wersji 05 programu. Dodatkowo pojawiły się dwa nowe testy: Shader Particles Test (SM3.0), który do uruchomienia wymaga sprzętowego wsparcia dla funkcji Vertex Texture Fetch (VTF) i nie działa na kartach Radeon (nawet X1000) oraz Perlin Noise (SM3.0) do generowania tekstur proceduralnych (działa na wszystkich kartach zgodnych z SM3.0).
3DMark06 Demo
Tradycją w serii 3DMark jest efektowne demo. To w wersji 06 programu przedstawia wszystkie cztery testy graficzne, w dłuższych wersjach niż wykorzystane podczas benchmarkowania, dodatkowo udźwiękowione (świetna muzyka!).
Dla wszystkich osób, które chciałyby zobaczyć 3DMarka06 na żywo, przygotowaliśmy filmy w formacie XviD do pobrania:
- SM2.0 Graphics Test 1: Return to Proxycon (111 MB)
- SM2.0 Graphics Test 2: Firefly Forest (27 MB)
- HDR/SM3.0 Graphics Test 1: Canyon Flight (79 MB)
- HDR/SM3.0 Graphics Test 2: Deep Freeze (15 MB)
Pierwsze testy
Pierwsze testy przeprowadziliśmy na komputerze z procesorem Athlon 64 FX-60, który zainstalowaliśmy na płycie MSI K8N Diamond. Zmierzyliśmy wyniki 16 popularnych kart graficznych.
Najwyższe wyniki uzyskały karty zgodne z SM 3.0. Ciekawe, że 256-megabajtowa wersja GeForce 7800 GTX rozprawiła się z Radeonem X1800 XT.
Spójrzmy na testy cząstkowe składające się na powyższy wynik.
Pierwsze dwa testy SM 2.0 działają na wszystkich kartach graficznych. Ponownie najlepszy okazał się GeForce 7800 GTX, który uzyskał wynik wyższy nawet niż o pół roku młodszy Radeon X1800 XT.
W testach SM 3.0 oblały niestety starsze Radeony ze względu na brak wspacia dla Shader Model 3.0.
Test procesora zwrócił bardzo zbliżone wyniki na wszystkich kartach graficznych, z niewielką przewagą kart GeForce.
Podsumowanie
3DMark06 znów stanie się standardem wśród benchmarków 3D. Używać go będą wszyscy: od producentów układów i kart graficznych, producentów procesorów, poprzez dystrybutorów i sprzedawców sprzętu aż po zwykłych użytkowników komputerów.
3DMark06 ma symulować zachowanie się naszych pecetów w grach 2006 roku, szczególnie tych najbardziej wymagających. Rację mają ci z Was, którzy często powtarzają na forum, że "w 3DMarka się nie gra" (chociaż w przypadku wersji 06 twierdzenie to przestaje być prawdziwe, bo program ma wbudowaną grę ;-)). Nie mają racji te osoby, które twierdzą, że wyniki z programu nijak mają się do rzeczywistości. Jak już to wielokrotnie wykazywaliśmy w naszych artykułach, rezultaty z 3DMarka03 i 05 przekładają się na wyniki w grach i chociaż w niektórych tytułach kolejność kart graficznych na wykresach może się nieco różnić, to gdyby uśrednić wyniki testów ze wszystkich gier okazuje się, że uzyskamy kolejność prezentowaną przez 3DMarka.
Już począwszy od dnia dzisiejszego w naszym laboratorium korzystać będziemy z nowego programu. Was także zachęcamy do zapoznania się z nim. Nie przejmujcie się jednak niskimi wynikami. 3DMark06 stara się bowiem pokazać najgorszy możliwy scenariusz, który może się sprawdzić w przypadku nielicznych tytułów tego roku. Tak wymagających gier spodziewać się można raczej w roku przyszłym i wtedy rzeczywiście obecne karty graficzne, na których płynnie działają wszystkie gry, mogą stać się za wolne.