3DMark 2006

제작 년도 : 2006
개발자: Futuremark Corporation
플랫폼 : PC
최소 시스템 요구 사항 :
운영 체제: Microsoft Windows 2000 또는 XP 운영 체제
프로세서: MMX를 지원하는 x86 호환 프로세서, 2000MHz
RAM: (512MB 권장)
DIRECT X: DirectX9.0c 이상(필수)

이 패키지의 소위 "그래픽 테스트" 네 가지 중 세 가지가 3DMark05 게임 테스트의 개선된 버전에 불과하다는 사실에서도 이를 알 수 있습니다. 사실 새 버전과 이전 버전의 차이점은 질적인 측면보다는 양적인 측면에 있습니다. 근본적으로 새로운 기능 중에는 HDR, 균일 그림자 맵, 멀티 코어 지원 등이 있습니다. CPU Shader Model 3.0을 사용하는 데 중점을 두었지만, 전적으로 Shader Model 2 내에서 실행된 그래픽 테스트의 2.0분의 XNUMX에 불과했습니다.

나머지 변경 사항은 본질적으로 정량적입니다. 테스트 장면의 세부 사항, 광원 수, 사용된 셰이더의 복잡성, 텍스처 해상도 등이 다시 한번 증가되었습니다. 따라서 3DMark06의 전체적인 컨셉은 SM3.0 호환 GPU를 대상으로 하는 것입니다.

3DMark06: 그래픽 엔진 기능

아시다시피 3DMark05용으로 새로운 그래픽 엔진이 개발되었는데, 이는 이전에 사용했던 MAX-FX 엔진과 공통점이 전혀 없고 실제 게임 엔진과 훨씬 더 유사했습니다. 3DMark06 엔진은 Shader Model 3.0과 FP16 형식의 텍스처 및 블렌딩을 완벽하게 지원하는 수정본입니다. 마지막 두 점은 HDR 사용 가능성에 지나지 않습니다. Futuremark는 현재로서는 그러한 게임의 수가 매우 적지만 높은 동적 범위에 대한 지원이 차세대 게임에서 일반적이 될 것이라고 예측합니다. 3DMark05에서와 마찬가지로 특정 재질을 구성하는 셰이더는 HLSL 형식으로 동적으로 생성됩니다. 그런 다음 자동으로 또는 사용자 정의 프로필에 따라 시스템에 설치된 GPU와 최적으로 일치하도록 컴파일됩니다.

FP16 텍스처 및 블렌딩 지원은 SM3.0 그래픽 테스트에만 필요합니다. 이러한 테스트에서는 FP16 필터링도 사용하지만 GPU 이 기능을 지원하지 않는 경우 특수 셰이더를 사용하여 이를 에뮬레이션하며, 이를 통해 Radeon X3.0 기반 카드가 SM1000/HDR 테스트를 통과할 수 있습니다. 이러한 GPU는 부동 소수점 텍스처 필터링을 지원하지 않기 때문입니다. SM3.0/HDR 그래픽 테스트에서는 후처리를 사용합니다. 후처리에는 블룸 효과, 카메라의 XNUMX날 셔터를 에뮬레이트하는 "별" 효과, 렌즈에서 발생하는 반사 효과를 이미지에 적용하는 작업이 포함됩니다. 마지막으로, 결과 이미지는 톤 매핑 과정을 거쳐 기존 디스플레이에 대한 정확한 색상 값을 얻습니다.

개발자에 따르면 새로운 테스트 패키지는 vFace 레지스터를 제외하고 SM3.0의 모든 주요 기능을 사용합니다.

-vPos 레지스터
-파생된 지침
-동적 흐름 제어
-다수의 보간기
-많은 수의 상수
-더 많은 명령어 슬롯
-명시적 LODVertex를 사용한 텍스처 명령
-버텍스 셰이더에서 텍스처 가져오기(셰이더 파티클 테스트를 통과하는 데 필요)

동적 그림자는 3DMark2001 이후 Futuremark 그래픽 테스트 제품군에 나타났습니다. 그 당시에는 투영 그림자 맵을 사용하여 생성되었는데, 이는 여러 가지 제한 사항이 있는 상당히 까다로운 방법이었습니다. 특히 개체가 자체적으로 그림자를 투사할 수 없었습니다. 또한 그림자는 물체 아래의 모든 표면, 심지어 몇 층 아래의 방 바닥에도 투사되었습니다. 3DMark03은 동적 그림자를 생성하기 위해 소위 스텐실 그림자라는 다른 기술을 사용했습니다. 이 방법은 다르게 작동합니다. 광원 측면에서 보이는 개체의 가장자리는 조명이 없는 다각형으로 강조 표시됩니다. 이 다각형의 볼륨 내에 있는 모든 것은 그림자에 있습니다. 이 기술은 이전 기술의 단점이 없으며 개체가 스스로 그림자를 드리울 수 있도록 허용하지만 보편적이지 않으며 특정 유형의 장면과 저폴리 개체에만 적합합니다.

사실 그림자 볼륨이 될 개체의 가장자리를 샘플링하는 것은 리소스 집약적인 작업이며, 이러한 볼륨을 형성하는 다각형은 눈에 보이지는 않지만 장면 채우기 속도의 상당 부분을 소비합니다.

3DMark05는 소위 LiSPSM 맵(Light Space Perspective Shadow Maps)을 사용하여 동적 그림자를 생성하는 새로운 방법을 도입했습니다. 3DMark는 Cascaded Shadow Maps(CSM)이라는 다른 유형의 그림자 맵을 사용하여 이 기술을 더욱 발전시켰습니다. CSM을 사용하면 각도에 ​​관계없이 화면의 모든 개체에 대한 그림자를 얻을 수 있습니다.

이 방법은 뷰 프러스텀을 Z축을 따라 5개 섹션으로 분할하여 작동합니다. 각 섹션은 표준 2048x2048 균일한 섀도우 맵을 사용하여 음영 처리됩니다. 만약에 GPU 깊이 텍스처를 지원하고 D24X8 또는 DF24 형식의 깊이 맵이 사용되며, 그렇지 않은 경우 32비트 부동 소수점 표현의 텍스처의 R32F 구성 요소가 깊이 맵으로 사용됩니다. 하드웨어 셰이딩은 기본적으로 활성화되어 있지만(SM24/HDR 테스트의 D8X3.0 제외) 사용자의 재량에 따라 비활성화할 수 있습니다.

모든 방법에는 단점이 있습니다. 깊이 맵의 해상도는 매우 높지만 때로는 이것만으로는 충분하지 않으며, 3DMark05에서와 같이 어떤 경우에는 그림자 가장자리에서 깜박임(소위 투영 앨리어싱)이 발생할 수 있습니다. 이 현상은 법선의 방향이 조명 방향에 수직이거나 거의 수직인 경우에 발생할 수 있습니다. 현재는 성능 저하 없이 이를 제거하는 것이 거의 불가능합니다.

새로운 엔진에서 그림자 가장자리를 부드럽게 하기 위해 SM3.0/HDR 테스트에서는 16개 샘플(4x4) 배열을 사용합니다. 각 그림자 가장자리 픽셀에 대해 이 배열은 무작위 각도로 회전됩니다. 샘플 포인트가 16개이면 그림자 매끄러움의 품질이 향상되지만, 추가적인 하드웨어 리소스가 필요합니다. 포인트 샘플링은 하드웨어 섀도우 매핑과 R32F 섀도우 맵 모두에 사용됩니다. SM2.0 테스트는 4개의 픽셀(2x2)로 구성된 더 작은 코어를 사용하지만 GPU 하드웨어는 D24X8, DF24 또는 Fetch4 포맷으로 깊이 버퍼에서 샘플링을 지원하며, 단 하나의 선형 샘플만 가져옵니다. 매끄럽게 하는 품질은 다소 다릅니다. 사용자가 다양한 아키텍처의 렌더링 성능을 비교하고 싶은 경우, 하드웨어 섀도 매핑을 비활성화할 수 있습니다. 이 경우, 동적 그림자는 항상 R32F 깊이 맵을 사용하여 생성되고, 앤티앨리어싱은 XNUMX개의 샘플을 사용하여 수행됩니다.

Futuremark에 따르면 깊이 맵을 사용하여 동적 그림자를 생성하는 것은 3DMark06에서 의미가 있습니다. 왜냐하면 이 방법은 게임 개발자가 이미 사용하고 있으며 점점 더 많이 사용될 것이기 때문입니다. 텍스처 압축의 경우 3DMark06의 모든 컬러 맵은 DXT1 알고리즘을 사용하여 압축되고, 알파 맵은 DXT3 알고리즘을 사용하고, 일반 맵은 DXT5 알고리즘을 사용하여 압축됩니다. ATI Radeon X3 이상 카드에만 적용되는 700Dc 방식은 지원되지 않습니다.

3DMark06: 그래픽 테스트

새로운 Futuremark 패키지에는 총 2.0개의 그래픽 테스트가 있으며, 이는 두 그룹으로 나뉩니다. 첫 번째는 SM3.0 내에서 작동하고 두 번째는 SM2.0 그래픽 가속기에서 지원되도록 설계되었습니다. SM2.0 테스트부터 순서대로 시작해 보겠습니다. 첫 번째 그래픽 테스트인 SM3은 05DMarkXNUMX의 일부였던 첫 번째 게임 테스트인 "Return to Proxycon"을 리메이크한 것입니다. 테스트 중에 보여진 장면은 SF XNUMXD 슈팅 게임 장르에 속합니다. 중장갑 보병의 지원을 받는 우주 해병 집단이 특정 유물을 얻기 위해 프락시콘 우주 정거장을 공격하고 점령합니다(이와 관련된 장면은 모드에서 볼 수 있음). Demo). 원본과 비교하여 광원의 수가 크게 증가했으며(26개 대 8개), 섀도우 맵의 해상도도 증가했으며 장면의 디테일도 높아졌습니다.

이 테스트는 현대 슈팅 게임과 비교할 때 다소 이례적입니다. 후자에서는 대규모 열린 공간과 전투가 거의 없습니다. 이에 대한 가장 눈에 띄는 예는 수많은 좁은 복도와 넓은 방의 드문 입구가 있는 Doom III입니다. 오늘날 공상과학 슈팅 장르의 예외는 드물지만 실제로 발생합니다. 예를 들어 Starship Troopers에서는 프레임에 200-300명의 적 모델이 포함된 더 큰 장면을 볼 수 있습니다.

두 번째 그래픽 테스트인 SM2.0도 새로운 것이 아니다. 그 조상은 두 번째 3DMark05 게임 테스트인 "Firefly Forest"이다. 이전과 마찬가지로, 테스트의 기반은 동적으로 생성된 식물이고, 테스트에 많은 식물이 포함됩니다. 이 경우 장면 공간이 매우 제한적이기는 하지만, 엄청난 양의 초목 덕분에 성능을 테스트하기에 좋은 환경이 될 수 있습니다. GPU 그림자를 적용하고 조명 작업을 할 때, 정점 프로세서와 시스템의 중앙 프로세서의 효율성을 평가합니다 ;). 비슷한 3DMark05 테스트와 비교했을 때, 이 테스트에는 "반딧불이"가 하나 더 있고, 그림자 매핑 방법이 변경되었으며, 깊이 맵/하드웨어 그림자 맵의 해상도가 높아졌습니다.

다음 두 테스트에서는 SM3.0 프로필만 사용하므로 Shader Model 3.0을 지원하는 비디오 어댑터에서만 작동합니다. 첫 번째 SM3.0 그래픽 테스트는 "Canyon Flight"라는 세 번째 3DMark03 게임 테스트를 대폭 재설계하고 개선한 버전에 불과합니다. 이 테스트 장면은 반사/굴절(굴절) 테스트를 포함하여 HDR을 사용합니다.

이전과 마찬가지로 수면은 깊이 안개를 사용하여 깊이의 환상을 만들지만, 추가적으로 2개의 스크롤 노멀 맵과 4개의 거스트너 파동 함수를 사용하여 표면을 왜곡하여 물이 매우 사실적으로 보입니다. 복잡하고 이질적인 안개는 습한 기후를 시뮬레이션하는 데 사용됩니다. 또한 하늘을 그리는 알고리즘은 더 복잡합니다. 장면에는 여전히 하나의 광원, 즉 태양만 있지만 협곡 벽의 규모가 크고 복잡한 모양으로 인해 동적 그림자를 적용하기가 매우 어렵습니다.

두 번째 그래픽 테스트인 SM3.0은 이전 버전의 3DMark와 유사점이 없으며 완전히 새로운 것입니다. 버려진 북극 관측소를 예로 사용하여 넓은 지역에 걸쳐 HDR 및 동적 그림자를 사용하는 방법을 보여줍니다. 테스트의 주요 특징은 낮의 변화이며, 이 동안 물체에 의해 드리워진 그림자가 길어지는 것을 관찰할 수 있으며 이는 CSM 방법의 유연성을 보여줍니다. 눈은 Blinn-Phong 셰이딩 모델과 노멀 맵 2개, 컬러 맵 1개와 지하 산란 효과를 사용하여 실제와 거의 구별할 수 없게 만듭니다. 또한 테스트는 파티클 시스템으로 작업할 때 그래픽 어댑터의 성능을 나타내는 지표 역할을 할 수 있습니다. 이를 통해 장면에서 눈보라가 시뮬레이션됩니다.

3DMark06: CPU 테스트

새로운 3DMark06의 특징 중 하나는 최종 지수 계산에 사용된 새로운 개념입니다. 이전 버전의 벤치마크는 그래픽 서브시스템 성능만을 기반으로 최종 결과를 제공했지만, 3DMark06 지수는 그래픽 테스트와 CPU 테스트에서 측정된 값을 모두 기반으로 계산됩니다. 즉, 테스트의 최종 점수는 비디오 카드의 속도와 성능 모두에 따라 달라집니다. CPU.

이러한 혁신은 3DMark06을 비디오 하위 시스템의 상대적 성능을 결정하기 위한 벤치마크일 뿐만 아니라 최신 3D 게임의 관점에서 플랫폼 전체의 성능을 측정하기 위한 벤치마크로 만들고자 하는 개발자의 열망에서 비롯되었습니다. 이 접근 방식은 완전히 논리적으로 타당합니다. 최신 게임 응용 프로그램은 그래픽 성능뿐만 아니라 중앙 프로세서의 처리 능력에 대해서도 상당히 높은 요구 사항을 적용하기 시작했습니다. 게임 소프트웨어 개발자들이 게임 내에서 작동하는 사물의 물리적 환경과 인공지능에 대한 고품질 모델링 문제에 점점 더 많은 관심을 기울이기 시작하면서 이러한 추세는 앞으로 더욱 악화될 것으로 예상됩니다.
그래서 테스트 CPU 3DMark06의 핵심적이고 중요한 부분이 되었습니다. 이러한 점을 고려하여 Futuremark 프로그래머들은 이 테스트를 현실과 더욱 밀접하게 만들었습니다. 예를 들어, 테스트가 CPU 3DMark05의 프로세서 성능 지수는 게임 성능과는 거의 관련이 없었습니다. 이는 전혀 놀라운 일이 아닙니다. 현실과는 전혀 상관없는 인위적인 알고리즘을 사용하여 프로세서 성능을 측정했기 때문입니다. 특히 3DMark05의 프로세서 지수는 프로세서가 버텍스 셰이더를 실행한 결과를 기반으로 계산되었습니다. 일반적인 CPU 게임 과제가 아닌가요?
이전 3DMark 테스트에서 프로세서 성능 평가의 문제점은 실제 게임에 사용되는 것과 유사한 특수 알고리즘이 없었다는 점이었습니다. 새로운 3DMark06 테스트에서는 이러한 단점이 해결되었습니다. 3DMark06 프로세서 테스트는 부하와 직접적으로 관련된 특수 알고리즘을 기반으로 합니다. CPU 3D 게임에서.
프로세서 성능은 디자이너가 Red Valley 벤치마크라고 부르는 실제 게임 상황을 시뮬레이션하여 3DMark06에서 측정됩니다. 이 테스트의 작업은 두 산 사이에 끼워진 요새 주변에서 이루어집니다. 이 산기슭에는 협곡이 점재하고 있으며, 이를 따라 고속 차량이 돌진하며, 그 임무는 요새로 돌파하여 충돌을 피하고 적군을 방어하는 것입니다. 이 전초기지를 방어하기 위해 일종의 비행 탱크가 사용되는데, 이 탱크에는 느리지만 단거리 미사일이 장착되어 있습니다. Red Valley 현장에는 이 두 가지 유형의 봇이 총 87개 있습니다.
프로세서 벤치마크 중 그래픽 출력은 전적으로 비디오 하위 시스템에서 처리됩니다. 프로세서 테스트 결과에 대한 그래픽 성능의 영향을 줄이기 위해 640x480의 해상도가 사용되며 또한 동적 그림자가 비활성화됩니다. 동시에 프로세서는 게임 로직, 물리적 환경 모델링, 봇에 인공 지능 부여 등 일반적인 기능만을 담당합니다. Red Valley의 물리는 현재 게임 개발자들 사이에서 꽤 인기 있는 AGEIA PhysX 라이브러리를 사용하여 계산되며, 봇의 지능은 그래프에서 경로를 찾는 문제를 해결하여 달성됩니다.


Red Valley에 거주하는 수많은 지능형 봇으로 인해 프로세서 테스트는 실시간 전략과 다소 유사하다는 점에 유의해야 합니다. 그러나 3DMark06은 현대 게임처럼 되어서는 안 된다는 점을 이해해야 합니다. 이 벤치마크의 목표에는 Futuremark 개발자가 믿는 것처럼 현대 게임보다 훨씬 더 많은 수의 활성 지적 객체를 특징으로 하는 미래 게임 애플리케이션을 모델링하는 것이 포함됩니다.
미래의 게임에 집중하기 위해 3DMark06 개발자들은 최신 듀얼 코어 프로세서에 맞춰 프로세서 테스트를 최적화해야 했습니다. 또한, 이 테스트는 효율적으로 로드하고 CPU 특히 많은 수의 객체에 대한 최적 경로를 찾는 작업은 쉽게 병렬화할 수 있기 때문에, 많은 수의 코어를 사용하는 것이 중요합니다. 일반적으로 프로세서 테스트의 계산은 다음과 같이 스레드로 나뉩니다. 첫 번째 스레드는 게임 로직을 계산하고 계산 프로세스를 제어하고, 두 번째 스레드는 환경의 물리 법칙을 시뮬레이션하는 데 사용되며, 나머지 스레드(시스템의 컴퓨팅 코어 수에 따라 다름)는 최적 경로를 찾는 문제를 해결합니다.
3DMark06에서 프로세서를 테스트할 때 Red Valley 장면은 서로 다른 알고리즘 설정으로 두 번 발생합니다. 처음에는 인공 지능 모델링에 더 많은 리소스가 할당되고, 두 번째에는 환경의 물리학을 계산하는 데 중점을 둡니다.

3DMark06: 이론적인 테스트

이 범주의 일부로 3DMark06에는 3DMark05의 일부였던 모든 이론적 테스트와 두 가지 새로운 테스트인 Shader Particles Test(SM3.0) 및 Perlin Noise(SM3.0)가 포함되어 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 두 테스트 모두 작동하려면 Shader Model 3.0 지원이 필요합니다.

셰이더 입자 테스트(SM3.0) - 3DMark 2001의 파티클 시스템 처리 테스트와 다소 비슷하지만, 그와는 달리 Shader Model 3.0의 기능을 사용합니다. 입자 동작의 물리적 모델은 픽셀 셰이더를 사용하여 계산된 다음 정점 셰이더의 텍스처 샘플링 기능을 사용하여 렌더링됩니다. 환경 저항이 존재하는 단순 중력장 내 409600개 입자의 궤적을 오일러 적분을 사용하여 계산하고, 이러한 입자와 높이장 충돌도 확인합니다. Shader Model 3.0을 지원하는 것 외에도 테스트에서는 GPU가 정점 셰이더에서 텍스처를 가져올 수 있어야 합니다(정점 텍스처 가져오기). 따라서 GeForce 6/7 아키텍처가 있는 카드에서만 작동합니다. ATI Radeon X1000은 VTF를 지원하지 않습니다.

펄린 노이즈(SM3.0) - 현실적인 구름 변화를 시뮬레이션하기 위해 소위 3차원 펄린 노이즈를 사용합니다. 펄린 노이즈는 종종 절차적 텍스처와 일부 모델링 기술의 기반이 되며, 펄린 노이즈의 인기는 미래에 더 높아질 것입니다. 펄린 노이즈를 사용하여 만든 효과는 높은 컴퓨팅 파워가 필요하지만 비디오 어댑터 메모리 하위 시스템에 부담을 주는 부분이 상대적으로 적고 그 성능이 수학적 성능보다 훨씬 느리게 향상되기 때문입니다. GPU. 이 테스트에 사용된 픽셀 셰이더는 495개의 명령어로 구성되며, 그 중 447개는 산술 명령어이고 48개는 텍스처 조회 명령어입니다. 참고로 SM3.0 표준에 맞는 최소 사양은 최대 512개 명령어 길이의 셰이더를 지원해야 합니다. 모든 텍스처 명령어는 32x256 해상도의 단일 256비트 텍스처를 생성합니다. 크기가 64KB에 불과하므로 테스트가 비디오 메모리의 양이나 빈도에 큰 부담을 주지 않습니다.


배치 크기 테스트를 포함한 다른 모든 테스트는 동일하게 유지됩니다.