GeForce4 в 3DMAX

Введение

Недавно объявленные платы на новых GPU от NVIDIA, несомненно будут представлять интерес для множества дизайнеров, не имеющих возможности работать на профессиональных платах.
Как мы знаем, при работе в 3DMAX не имеют значения такие факторы, как мощность T&L блока, пропускная способность памяти или количество текстурных блоков на конвейере или число самих конвейеров. А GeForce4 отличается от GeForce3 вдвое более мощным T&L блоком, улучшенной технологией рабты с памятью и большими частотами работы процессора и памяти. Таким образом, GeForce4 Ti4600 c точки зрения пользователя это по сути разогнанная до частот 300/650 плата на GeForce3.
В данном обзоре я сравнил результаты, показанные видеокартой NVIDIA GeForce4 Ti 4600 c результатами плат, основанных на чипах предыдущего поколения NVIDIA – SUMA GeForce3 Ti500 и ELSA Gloria DCC. Первая плата основана на широко известном игровом видеопроцессоре NVIDIA GeForce3 Ti500 и тактирована 240Mhz по ядру и 500Mhz по памяти. Вторая плата, производства компании ELSA основана на профессиональном «варианте» процессора GeForce3 – NVIDIA Quadro DCC. Эта плата имеет более низкие, соответствующие «классическому» GeForce3 частоты – 200/460Mhz, однако главный ее плюс - оптимизированные под 3DMAX драйверы. Подробнее об ELSA Gloria DCC можно прочитать в соответствующем обзоре.

Как мы тестировали

Для оценки скоростных показателей я воспользовался теми же самыми тестами, что и в прошлых обзорах. Напомню, что эти бенчмарки являются рекомендованными для тестирования в 3D Studio MAX самой компанией производителем программы.
Начиная с этой статьи я отказался от тестирования видеокарт со включенным сглаживанием линий, так как все современные видеокарты выполняют сглаживание линий без потерь производительности.

Конфигурация тестового стенда:

Процессор – Pentium 4 2.2GHz
Материнская плата – Abit TH7II
Память – 1024Mb PC800 RDRAM
Видеокарты – NVIDIA GeForce4 Ti4600, SUMAGeForce3 Ti500, ELSA Gloria DCC
Жесткий диск – 20Gb IBM DTLA 7200rpm

Программное обеспечение

Windows 2000 SP2
3ds max 4.26 (OpenGL rendering), 1024x768 32bit

Драйверы

Для GeForce3 и GeForce4 – Detonator XP версии 27.20
Для ELSA Gloria DCC - Detonator XP версии 27.20 и Elsa Maxtreme версии 4.0

Бенчмарки

1. Первый бенчмарк является “стресс-тестом” – в четырех окнах проекции проигрывается анимация сцены. Однако, методы рендеринга (Rendering Method) разные. В двух верхних окнах сцена представлена в виде “Wireframe” (то есть в “проволочном” или “каркасном” режиме), в левом нижнем “Smooth + HighLights” + “Edged Faces” (в затененном режиме с выделенными гранями), в правом нижнем нижнем - “Smooth + HighLights”:

Эта сцена содержит весьма немного полигонов – всего 28 тысяч, однако из-за одновременного проигрывания анимации во всех четырех окнах, “общий” fps весьма мал.

Полигонов: 28868
Источников света: 1
Режим: Wireframe, Smooth+Highlights

При одновременном отображении анимации во всех четырех окнах проекции очень большая нагрузка ложится на центральный процессор, в результате чего разница в мощности видеокарт нивелируется. Как мы видим, оптимизация драйверов под 3DMAX дала в этом случае даже больший прирост производительности, нежели наращивание тактовых частот.

2. Второй бенчмарк представляет собой сцену с семью базовыми геометрическими объектами, общей сложностью в десять тысяч полигонов.

Шесть объектов статичны, один медленно перемещается по сцене, “проходя сквозь” другие объекты. Этот бенчмарк проверяет корректность отображения “пересечения” объектов и скорость, с какой драйвер и “железо” видеокарты справятся с этим.

Полигонов: 9712
Источников света: 1
Режим: Smooth+Highlights

Этот бенчмарк совершенно не загружает ни CPU, ни GPU и показывает скорость и «правильность» реализации отображения пересекающихся по оси Z объектов, отображаемых в окнах проекции (отсюда и поистине чудовищные значения fps, показанные всеми картами). В случае некорректной реализации функций отображения наложения и перекрытия объектов в драйверах или в «железе» видеокарты, скорость перерисовки этой анимации падает до 10-20 fps, в нашем же случае мы видим, что все видеокарты успешно прошли этот тест.

3. Сцена третьего бенчмарка содержит шар, который очень медленно передвигается на фоне геометрии в 15000 полигонов.

Шар нигде не пересекает другие объекты. Так как шар передвигается очень медленно, то “правильный” драйвер будет вносить очень небольше изменения в каждый кадр. Другими словами, этот бенчмарк проверяет способность видеоплаты не перерисовывать в каждом кадре необновляемые объекты.

Полигонов: 15653
Источников света: 1
Режим: Smooth+Highlights

Аналогичное предыдущему бенчмарку положение – снова наращивание тактовых частот не дает преимущества перед в полтора раза медленной платой, но с оптимизированными драйверами.

4. Этот бенчмарк показывает возможности видеокарты обрабатывать очень сложную геометрию Бенчмарк показывает производительность видеокарт в режиме Smooth+HighLights в сценах со сложной геометрией.

Полигонов: 200270
Источников света: 1
Режим: Smooth+Highlights

И снова производительность GeForce4 равна производительности GeForce3, а оптимизированные драйвера обеспечивают Gloria DCC просто бешеный прирост.

5. Пятый бенчмарк тестирует возможности видеоплат по обработке исключительно сложной геометрии. На этот раз число полигонов почти удвоилось и составило почти 376 тысяч. На той же самой “поверхности” теперь стоят дома.

Этот бенчмарк способен “поставить на колени” любую видеокарту – средний fps не превышает трех кадров. Сам файл создавался, конечно же не при fps=3, дома создавались по отдельности в разных файлах и при “установке на грунт” неиспользуемая часть геометрии “отключалась” для повышения производительности.

Полигонов: 376875
Источников света: 1
Режим: Smooth+Highlights

Во втором геометрическом бенчмарке положение аналогично положению в предыдущем бенчмарке. Не такой большой прирост при использовании Maxtreme драйвера объясняется недосточной геометрической производительностью центрального процессора системы (напомню, что T&L блок видеокарт в 3DMAX не используется).

6. Бенчмарк, тестирующий скорость обработки множественных источников света. Так как большинство видеокарт не поддерживает более 8 источников, то этот тест и еще два последующих содержат 8 источников света разных типов. В этом тесте 8 источников света типа SpotLight, перемещаясь, освещают своебразный “астероид”:

Следует заметить, что отображение освещенности, созданной источниками типа Spotlight – намного более ресурсоемкий процесс, нежели отображение освещенности, созданной источниками света типа Omni и Directional.

Полигонов: 39600
Источников света: 8
Режим: Smooth+Highlights

Первый бенчмарк, в котором сказываются повышенные частоты GeForce4 – задача освещения «астероида» в первую очередь нагружает GPU видеокарты, а GPU GeForce4 Ti4600 работает на гораздо большей частоте, чем GPU остальных видеокарт. Однако, стоит отметить, что более медленная по тактовой частоте GPU, Gloria DCC за счет оптимизации драйверов показала лучший результат, чем более быстрая GeForce3.

7. Тот же “астероид”, только теперь он освещается восемью источниками света типа Directional. Источники света типа Directional “медленнее” чем Omni, но “быстрее”, чем источники света типа Spotlight.

Полигонов: 39600
Источников света: 8
Режим: Smooth+Highlights

8. Опять тот же самый “астероид” и опять восемь источников света. Теперь это источники типа Omni, самые “быстрые” источники света в 3DMAX.

Полигонов: 39600
Источников света: 8
Режим: Smooth+Highlights

По итогам тестирования видеокарт в бенчмарках освещения видно, что повышенная на 25% частота GeForce4 относительно GeForce3 дала прирост в 10% производительности.

9. Сцена с “легкой” геометрией и единственным источником света, всего в четыре с половиной тысячи полигонов, занимающая все окно проекции - это бенчмарк скорости растеризации в режиме Smoth+Highlights.

Во время перемещения камеры видеокарта должна проводить растеризацию больших и малых полигонов (относительно экранного размера)

Полигонов: 4684
Источников света: 1
Режим: Smooth+Highlights

Как и в предыдущих бенчмарках, превосходство GeForce4 над GeForce3 укладывается в 10%, а оптимизированные драйверы Gloria DCC позволяют при в полтора раза меньших частотах показывать сходный результат.

10. Бенчмарк, показывающий скорость работы видеокарт с текстурами. Файл содержит множество текстур и минимум геометрии. Бенчмарк представляет из себя вращающийся шар, с 48-ю текстурами наложенными на его грани.

Минимум геометрии и максимум текстур этой сцены максимально показывают скорость обработки текстур видеокартой.

Полигонов: 224
Источников света: 1
Режим: Smooth+Highlights

Первый тест, в котором GeForce4 удалось добиться заметного превосходства над GeForce3. Однако, снова профессиональная плата Gloria DCC обеспечивает сравнимую производительность.

11. Полностью текстурированная комната, внутри которой перемещается камера. Этот бенчмарк наиболее приближен к реальным приложениям, так как содержит множество текстур, непростую геометрию и несколько источников света. Этот бенчмарк показывает возможности видеокарт при обработке непростых сцен в режиме Smooth+Highlight.

Полигонов: 12413
Источников света: 8
Режим: Smooth+Highlights

12. Анимированные “волны” с наложенной текстурой показывают скорость обработки и модификации текстур.

Полигонов: 880
Источников света: 1
Режим: Smooth+Highlights

В обоих текстурных бенчмарках тенденция повторяется – примерно 10% превосходство GeForce4 над GeForce3 и лучшие результаты у Gloria DCC благодаря оптимизированным под 3DMAX драйверам.

13. Бенчмарк меряет скорость работы в режиме Wireframe. 111 тысяч полигонов в режиме wireframe станут серьезным тестом любой современной видеокарты.

Полигонов: 111270
Источников света: 1
Режим: Wireframe

Все вышеописанные бенчмарки рекомендованы для тестирования видеокарт компанией производителем 3DMAX, однако, как мы видели, они тестируют возможности видеокарт по отдельным функциям, и среди них нет “общих” тестов. Поэтому я добавил еще один бенчмарк - это сцена с восемью источниками света, 61371 полигоном и множеством прозрачных плоскостей. Сложность этого файла вполне типична на сегодняшний день, весь файл вместе с текстурами занимает более 6Mb. Анимация построена для наиболее лучшего тестирования - камера перемещается по комнате, захватывая все объекты. Вот как выглядит первый кадр после окончательного рендеринга:

Я использовал эту сцену для тестирования видеокарт как в режимах Wireframe, так и Smoth+Highlights. Поэтому получилсь два бенчмарка:

14. Сцена в режиме Wireframe

Полигонов: 61371
Источников света: 8
Режим: Wireframe

15. Та же сцена в режиме Smooth+HighLight

Полигонов: 61371
Источников света: 8
Режим: Smooth+HighLight

Выводы

Как мы видим, простое повышение тактовых частот уже не дает не только сравнимого, но и во многих случаях сколько-нибудь заметного повышения производительности. Из этого можно сделать весьма простой вывод – GeForce4 это в первую очередь игровая карта, и ждать от нее существенного повышения производительности в 3DMAX относительно GeForce3 не стоит.