3DLABS Oxygen против NVIDIA GeForce3 в 3dsmax4

Введение

В одном из прошлых материалах, посвященных анализу работы различных игровых видеокарт в программе трехмерного моделирования 3DStudio MAX я писал:

В данный момент на рынке для конечного пользователя сосуществуют два класса видеокарт – так называемые “профессиональные” и так называемые “игровые” акселераторы. “Профессиональные” платы согласно весьма распространенному мнению бесполезны в играх, и чрезвычайно эффективны в различных “профессиональных” программах трехмерного моделирования, а “игровые” ни на что кроме “игрушек” не способны. Хочу сразу предупредить, что в этой статье я ни в коей мере не оспариваю возможности “профессиональных” акселераторов в других программах трехмерного моделирования, однако, мнение о значительном превосходстве и, более того, необходимости “профессиональных” видеокарт для работы в 3DMAX необоснованно.

После публикации этой статьи я получил массу писем с просьбами подробно сравнить результаты «игровых» плат с «профессиональными». Естественно, сравнение «игровых» и «профессиональных» карт планировалось, однако, охватить одним материалом все профессиональные видеокарты невозможно, поэтому для начала я сравнил наиболее многообещающие платы производства 3DLABS из линейки OXYGEN (GVX420, GVX210, GVX1 Pro) с “игровыми” платами на процессорах NVIDIA. Я не стал подробно переписывать с сайта производителя в этот обзор всевозможные спецификации и характеристики плат Oxygen, так как они несут в себе исключительно мало полезной информации. Впрочем, читатели обзора о Quadro2 Pro помнят, что на сайте NVIDIA в разделе “профессиональных” видеокарт дела обстоят не лучше. Также я не буду специально останавливаться на драйверах карт линейки Oxygen – во-первых драйвера этих плат унифицированы, а во-вторых несмотря на то, что драйвера предлагают на выбор множество предустановок, якобы оптимизированных под специальные приложения, например 3DMAX, MAYA, Lightwave, применение этих предустановок не дает никакой пользы при работе в 3DMAX – скорость плат Oxygen в бенчмарках совершенно не менялась, какую бы предустановку я не выбирал.

Как я тестировал

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. В этом обзоре я не стал выносить описание бенчмарков на отдельную страницу, а расположил их последовательно, с результатами плат для каждого теста. Как всегда, я привел результаты в форме “результат без антиалиасинга/результат с аниалиасингом”. Естественно, я снимал результаты с антиалиасингом только в тех случаях, когда это имело смысл – 3ds max 4 может сглаживать только линии и только в режиме WireFrame, и, если включить антиалиасинг при других режимах представления окон проекции, то результат: как качество изображения, так и количество fps меняться не будет. Сразу скажу, что отличий в качестве изображения, выдаваемого платами Oxygen от «игровых» плат в окнах проекции я не нашел.

Конфигурация тестового стенда:

Процессор - Athlon 1200Mhz
Материнская плата – Asus A7M266
Память – 256Mb PC2100 DDR SDRAM
Видеокарты – Oxygen GVX420, Oxygen GVX210, Oxygen GVX1Pro, GeForce2MX, GeForce3
Жесткий диск – 15Gb IBM DTLA 7200rpm

Программное обеспечение:

Windows 2000 SP2
3ds max 4 (OpenGL rendering), 1024x768 32bit

Драйверы:

Для плат Oxygen версии 2.16 691
Для плат на чипах NVIDIA версии 12.41

Сравнение скоростных характеристик.

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”:
Также я включал сглаживание для окон проекции, представленных в режиме Wireframe (Enable Anti-Aliased Lines in Wireframe Views). Так как только верхние окна проекции представлены в этом режиме, то на нижние окна эта опция не влияла. Результат “со сглаживанием” приведен через косую черту. 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

В этом стресс-тесте, даже самая слабая GeForce2MX примерно равна Oxygen GVX420. Заметьте, что при включении режима сглаживания линий скорость не падает только у GeForce3 и Oxygen GVX420.

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

В этом бенчмарке все видеокарты, кроме GeForce3 показали примерно одинаковые результаты. Это объясняется тем, что этот бенчмарк синтетический и ориентирован в первую очередь на проверку корректности драйверов, скорость «железа» здесь вторична. Однако, как мы видим, GeForce3 на высоте, а GeForce2 MX не сильно уступает Oxygen GVX420.

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

Результаты в этом бенчмарке полностью аналогичны результатам в прошлом бенчмарке – снова лидирует GeForce3, а GeForce2 MX почти не отстает от Oxygen GVX420

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

В этом геометрическом бенчмарке все платы 3DLABS показали примерно одинаковый результат. Платы на чипах NVIDIA демонстрируют превосходство 10-40%.

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

Посмотрите на результаты – снова все платы 3DLABS показывают одинаковый результат! Такое впечатление, что драйвера этих плат не оптимизированы для обработки тяжелой геометрии. GeFоrce3 опять впереди.

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

В этом бенчмарке отставание «профессиональных» плат просто огромное. Создается впечатление, что при разработке драйверов возможность работы с источниками света типа SpotLight просто не учитывалась.

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

В этом бенчмарке результаты плат Oxygen намного лучше, чем в прошлом, но отставание от плат на чипах NVIDIA все равно слишком велико.

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

Этот бенчмарк опять говорит о явных проблемах в драйвере плат Oxygen – отставание от «игровых» плат на чипах Nvidia слишком велико. Таким образом, платы 3DLABS провалили два бенчмарка осещенности из трех.

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

И снова огромное превосходство GeForce3. Однако, ничего удивительного в этом нет. Этот бенчмарк измеряет скорость растеризации, т.е. условия наиболее приближены к игровым – очень мало геометрии и текстуририруемые и освещаемые объекты во весь экран.

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

В этом текстурном бенчмарке положение «профессиональных» плат несколько лучше, однако все равно они отстают от игровых в разы.

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

В этом бенчмарке геометрия примерно также сложна как и текстуры, и отрыв плат на чипах NVIDIA резко сокращается по сравнению с предыдущими тестами.

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

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

Примерно такое же положение, что и в прошлом бенчмарке, и это объясняется тем же - в этом бенчмарке модифицируется геометрия, а значит значительная нагрузка по ее обсчету ложится на CPU, что в определенной степени нивелирует превосходство видеокарт на чипах NVIDIA.

13. Бенчмарк меряет скорость работы в режиме Wireframe. 111 тысяч полигонов в режиме wireframe станут серьезным тестом любой современной видеокарты. Как и в первом тесте, я провел этот тест с антиалиасингом.

Полигонов: 111270
Источников света: 1
Режим: Wireframe

Этот бенчмарк содержит слишком много геометрии, отображенной в режиме WireFrame. Поэтому результаты всех карт примерно одинаковы, так как обработка геометрии ведется силами CPU, а мощности Athlon 1200Mhz явно не хватает для того, что бы видеокарты проявили весь свой потенциал.
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 (этот же файл использовался при сравнении производительности OpenGL и Direct3D). 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

В этой комплексной сцене платы 3DLABS показали неплохие результаты. Однако, отсутствие падения производительности при переходе к режиму со сглаженными линиями мы видим только у «игровой» платы GeForce3.

15. Та же сцена в режиме Smooth+HighLight

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

И снова, как во всех бенчмарках в режимах Smooth+Highlights «игровые» карты впереди с большим отрывом.

Выводы

Что мы имеем в итоге? Во-первых сразу видно, что все три платы 3DLABS: Oxygen GVX 420, Oxygen GVX 210, Oxygen GVX1Pro не смотря на то, что стоят соответственно примерно 2000, 1400 и 700 у.е., показывают примерно одинаковые результаты, не различающиеся в большинстве бенчмарков более чем на 20%. Во-вторых мы видим, что “игровые” платы имеют огромное преимущество в бенчмарках с режимами Smoth+Highlights, особенно в бенчмарках освещенности и растеризации. Результаты в этих бенчмарках «профессиональных» плат меньше в разы результатов, демонстрируемых «игровыми» платами. Правда, в бенчмарках с большим объемом геометрии, особенно в режимах WireFrame это превосходство нивелируется и иногда опускается до 10%. В первую очередь это объясняется тем, что всю работу по обсчету координат полигонов проводит центральный процессор. Кроме того, нельзя забывать, что «профессиональные» платы и их драйвера оптимизировались именно для обработки тяжелой геометрии в каркасном режиме, а задача «игровых» плат состоит в максимально быстром освещении полигонов и наложении всевозможных эффектов. Однако, подводя итоги, мы видим, что «профессиональные» платы с треском проиграли – OxygenGVX420 стоимостью более 2000 у.е. оказывается в большинстве бенчмарков не лучше самой обычной GeForce2 МХ, стоимость которой составляет сегодня около 50 у.е. Почему такое могло получиться? Я объясняю это тем, что производители «профессиональных» видеокарт попросту обленились. Смотрите сами: наиболее быстрая плата 3DLABS – Oxygen GVX420 выпущена околок года назад с рекомендованной ценой в 2500 долларов. Сегодня ее цена в Москве составляет более 2000 у.е. И весь этот год эта плата остается флагманским продуктом 3DLABS. А что за год произошло с «игровыми» платами? Был выпущен чип GeForce2 GTS и платы на его основе. Год назад платы с GeForce2 GTS c 32Mb памяти стоили более 300 у.е., сегодня – около 100, то есть подешевели в три раза. Кроме того, появились платы на GeForce3, который быстрее в 3dsmax своего предшественника до 50%. И цены этих плат успели упасть с начальных 600 у.е. до чуть более 300 у.е. сегодня. Таким образом, мы видем, что рынок “игровых” плат куда более динамичен, а в силу этого “игровые” платы очень быстро наращивают частоты GPU, что является очень важным для 3dsmax. Также игровые платы стремительно обрастают как невостребованными сегодня “функциями будущего”, так и весьма полезными возможностями, например, продвинутыми технологиями кеширования, примененными в GeForce3. Год назад мы бы стравнивали Oxygen GVX420 с GeForce2 GTS и GeForce256, и в подавляющем большинстве бенчмарков плата 3DLABS победила бы GeForce265, а сегодня из-за нерасторопности 3DLABS мы сравниваем ее платы уже с GeForce3. И именно этой нерасторопностью объясняется то, что в этом материале мы увидели, что «профессиональные» платы стоимостью в сотни и тысячи долларов в лучшем для них случае показывают результаты, сравнимые с «игровой» GeForce3.