johnnydee
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[经验][显示卡] Nvidia Physx物理运算加速,拟真度大跃进的次世代3D技术
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/1.jpg) 收购了AGEIA后,旗下最重要的Physx技术完全归NVIDIA所有,对于AGEIA来说,他们找了一个后台很硬的帮手。
最近NVIDIA不但发表了全新的显示卡,另外也大力推广很多种全新概念的技术性产物。除了有小弟写过的Optimize PC以外,现在还有所谓Physx(物理运算加速)的技术。我相信您第一次听到这个名词的时候,心中的问号大概也跟小弟一般;既然已经有了CPU,GPU也这么强大了,为何还要再搞一个物理运算的东西出来咧?乍看之下这很像是吃力不讨好、画蛇添足的事情。不过仔细一想,大家最近一定有这样的感觉,显示卡的硬体技术已经超过我们目前实用范围很多了,那么加强一些软体或者韧体的技术来让游戏以及一些应用跟得上脚步,这样就能理解NVIDIA在研发新显示卡之余,还有能力做这些事情。主要是处理器大厂INTEL买下了一家专门做物理运算技术公司-HAVOK,这家公司可说是NVIDIA收购的AGEIA死对头,这么一来态势就很明显了,INTEL想要处理器、显示卡一手包,NVIDIA显示卡能做处理器做不到的功能。
物理运算为何物?三分天下只为它。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/2.jpg) 这是AGEIA Physx物理卡,去年一张大约是99元美金的售价,它没有输出Port,因此不能当作单纯显示卡而存在,辅助显示卡是它的主要功能。
火药味浓厚的隔空打牛…不是,是隔空交火,全部都是为了这个原因,到底它是甚么技术?接下来就让不才在下带领您做个了解。早在3年多前,AGEIA是家独立的公司,专门研发能让3D画面更为贴近真实的技术,甚至还发表了一颗名为PPU(Physics Processing Unit, PPU)的物理运算处理器,在CPU以及GPU之外另外又开了一个战场,不过虽然如此,AGEIA自己并没有晶圆生产能力,因此这颗PPU是交由像是TSMC(台积电)这类的晶圆厂来生产。关于游戏画面的处理,最早开始全部都是CPU负责,后来推出的显示卡核心(NVIDIA称为GPU,ATI称为VPU,讲的都是同样的事情)逐渐把CPU这一块负担给吃下来,也因此软体商更能开发出许多画面优美的游戏,再把这些画面都交由GPU来运算。而PPU则是把其中负责物理模拟的计算部分,再由GPU独立出来,交由PPU运算,大家「同心协力」的完成使用者的娱乐享受。不过为何一定要分离出来?难道GPU做不到吗?应该是说目前的GPU架构的「Shader」并不太适合做GPGPU的运算。而且,除了电脑的运算以外,它也能支援电动游乐器,造就更真实的声光娱乐效果。但是说到底,这还是跟GPU相关的事情,所以NVIDIA一定、也必须把这个技术弄到手,免得对手先手为强。
物理运算呈现甚么效果?
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/3.jpg) 3DMark Vantage除了比分数,它也是展现物理运算的一个好范例。
物理运算大家喊的爽,不过谁人清楚它到底要表达甚么样真实的效果?不过小弟举个例子您或许就能了解,3DMark Vantage这个有名气的显示卡测试软体,近年来已经变成大家测试的标准项目之一,不过全新的3DMark Vantage并不是只有分数这么单调了,它的动画演示理面已经正式加入Physx的项目,我举一些常见的物理运算实例:
1. Fluid Dynamics 流体动力 2. Cloth Simulation 布料模拟 3. Soft or Rigid Body Dynamics 软、固体动态模拟 4. Universal Collision Detection 多元碰撞侦测 5. Hair Simulation 毛发模拟 6. Finite Element Analysis 有限元素分析
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/4.jpg) 除了四大场景内以外,其它的测试也有物理运算的测试场合。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/5.jpg) 如果这边纯粹用CPU运算,则只会依照CPU核心数量出现门的数量,若是物理运算开启则会有八门。
以上都是可以透过硬体物理运算来加速的功能,最常见于游戏场景的水流、爆炸碎片,以及主角人物身上的毛发、衣物等等的效果,而这些都可以在3DMark Vantage中看到,而AGEIA当然也是FutureMark的开发计画参与者之一,所以其中有个场景是很多小飞机互撞的Physx项目,它是直接读取Physx资料库来看看你的显示卡对于物理运算的计算能力有多少。而这阵子也有很多大厂开始表态支持NVIDIA的Physx技术,例如:CAPCOM、EPIC等等游戏知名开发厂商。相对的INTEL的HAVOK也有微软、SONY、BLIZZARD等等一线厂商支援,互相较劲的意味相当浓厚,因此反观ATI的表态会使得这个三分之势获得改变,也有传言说NVIDIA愿意提供竞争对手ATI Physx技术,这在产业面来看是非常有可能的合作方式,因为INTEL要干掉的不只是NVIDIA,ATI也是必须要拔除的钉子,而且ATI背后更是死对头AMD,这精彩的21世纪IT产业三国演义,要怎么演下去颇值得玩味。
物理运算+GeForce双效合一
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/6.jpg) 这是以前AGEIA的Physx Logo,其实这个技术推出后也是一堆人喊着无用,当时无法在市场上获得大家共鸣的最大原因是缺少软体应用的支援。
头已经洗下去了,不把它洗完也不对。以前大家对于物理运算并不看好,主要是缺乏一些游戏大作以及应用软体的支持,现在不管你是HAVOK或者是AGEIA的信徒,你都会发现一个现象,不论是游戏厂商或者是硬体开发商,都已经把物理运算当做是下一世代的图形高标准。NVIDIA买下AGEIA的最终目的,大家都能猜到,就是把以前独立的AGEIA物理加速卡与自家的GeFORCE显示卡来个双剑合璧。目前我们已经能在市面上推出的游戏中感受到物理运算的强大能力,这从NVIDIA甚至制作了一个推广包供各位下载可以看得出端倪。着名游戏UT3(Unreal Tournament 3)已经支援Physx运算,另外还有中国开发的一套类似毁灭战士的FPS游戏,所有的场景都可以被破坏,而且能够利用场景当作自然掩护地形,当然这都包含在推广包内,其他还有各种Physx的演示影片以及可实际操作的动态展示程式,不过以目前的硬体来说,NVIDIA可以透过Physx新版驱动达到支援效果的显示卡有: 1. GTX 280 2. GTX 260 3. 9800GTX 4. 8800GT 至少,这都是NVIDIA高阶显示卡的才能做到的事情,本次小弟就以一张8800GTS来看看是不是能够支援呢?喔,好像似乎有显示卡没写到?对,那就是9600GT,目前NVIDIA似乎还没有打算要让它支援,这就需要NVIDIA来做说明了。
物理加速吧,加速吧物理
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/7.jpg) 在选项中可以看到GeForce的Physx加速功能开启,如果你手上有早期的AGEIA Physx加速卡则同样可以支援没有问题,先别急着丢啊!
游戏的布景弄的跟真的一样,但却又不是真的,是各位进行游戏之余的诸多抱怨之一吧?美美的背景物品,不过机枪扫射后顶多也只是有个黑色的假弹孔,花瓶的花就只是一张图而已,顶多是3D,摆动也不自然,布质的衣服但是在各种角度下居然跟钢铁盔甲差不多的生硬。现在可以不必忍受这些假像,对,这就是Physx要为你做到的效果,即时运算的动态,换句话说,风往哪吹,草就往哪倒,嗯,好像在影射谁啊?不过这的确是在支援Physx的游戏中可以做到的事情。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/8.jpg) 除了驱动程式以外,在整合包里面还有一卡车的东西要装。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/9.jpg) 装完之后会自动执行Physx的安装程式,不过这是简体中文的,所以会有乱码出现。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/10.jpg) Folding@home的GPU运算程式也在里面,当然,你可以选择不要装。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/11.jpg) 针对EPIC游戏大作Unreal Tournament 3推出的Physx MOD套件包,此套件包在UT3里面动用到的物理运算是针对场景气候的改变以及场景破坏,不过前提是UT3并不是免费游戏,而且这个套件包在DEMO版上起不到效果,这是需要注意的地方。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/12.jpg) 这是另外一个免费线上游戏,WARMONGER,类似毁灭战士的风格吧(跟UT3也很类似),这套游戏内容的物件都可以被破坏,因此对于小弟来说这套游戏比较有吸引力。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/13.jpg) 在控制台内的Physx设定选项内,附有五个DEMO,就如同前文所提到的五种重要的物理运算演示。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/14.jpg) 其他还有Physx 流体演示,这套也是独立需要个别安装。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/15.jpg) 另外这套则是Nurien DEMO,就是那个很像劲舞团那种跳舞的线上游戏,不过画面可是好上一百倍,而且这套DEMO综合了衣服材质以及Soft Body特性,更贴近于真实人体动作。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/16.jpg) 这是展示布质材质特殊的柔软特性,滑鼠左右移动各有不同种类的物件,按左键可以出一颗球把这些布质破坏掉。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/17.jpg) 另外这个则是展示流体材质的动态,按滑鼠左键可以重置,每次流体的形态都不相同哦。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/18.jpg) 另外这个是变形效果,滑鼠游标被图中的球型取代,经过这些方块的时候会被吸附到球体上,再因力道的不同而有不一样甩出以及掉落的特效。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/19.jpg) 这个则是坚固身躯的效果展示,每颗球体都是坚硬的材质,彼此碰撞掉落以及挤压的展示,按左键可以掉落更多球体,移动滑鼠可以从不同视角观看。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/20.jpg) 这个则是柔软身躯的展示,这些NVIDIA LOGO们就像有弹性的软皮球般在掉落的时候碰触到地面会产生变形以及弹起的动作,按左键可以掉落更多球体。以上这几种都可以在控制台内的Physx控制介面中找到。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/21.jpg) 这是独立安装的流体DEMO,水会从左边以及上面流出,每次流出的方式都不相同,木箱倾倒的方向以及被水冲刷走的模拟路线也不相同,如果把控制台内的Physx GeForce选相关闭,则在这里会秀出CPU模拟这个物理运算(SW),各位可以亲自体验,因为用CPU做这个动作就像幻灯片一样。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/22.jpg) 这是硬体物理加速(HW),水流之快,还来不及变换视角抓图呢。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/23.jpg) 接下来要介绍的这个是EPIC游戏公司所推出的Unreal Tournament 3,简称UT3,是一款第一人称即时射击游戏,同时它也是线上游戏,至于游戏内容嘛…各位大概都会写剧本了,就看是用长满触角的变形花呢,还是雌牙裂嘴的异形咧。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/24.jpg) 别的关卡就不推荐了,这个名为Tornado的地图一定要玩一下,在加装NVIDIA Physx MOD套件后,原本不会被一起卷上天分解的物件,也更加的真实了些。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/25.jpg) 如果离它近一点是真的会被吸上去的啊。快退,快退,往后面站,往后面站,站到白线以外。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/26.jpg) 另外这个游戏叫做WARMONGER,它是免费的,所以套件包内的可以直接玩,不像UT3还是透过友情赞助的力量才能玩得到(如果是B社的魔兽系列,小弟自掏腰包都不成问题,但可惜B社…这是另外一个故事了),故事内容…就很圈圈叉叉,基本上就是开枪啦!
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/27.jpg) 小弟觉得这个游戏比起UT3要好玩些,接下来以四张图让各位看一下破坏的场景画面。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/28.jpg)
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/29.jpg)
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/30.jpg) 在这个连续画面中可以看到作为场景的屋顶都可以被这把枪扫掉(其实反过来想,这枪根本无敌了啊)。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/31.jpg) 干掉敌人了,嘿嘿,这里也是试验物理运算的重点啊。请看连续图。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/32.jpg)
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/33.jpg) 保安,保安,可以让人死了再鞭,鞭完再活吗?
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/34.jpg) 再来这个游戏吗,是一家韩国公司叫做NURIEN出的跳舞Online游戏,有点像是国内的X舞团啦,不过这个游戏尚在开发中,套件包给的只是DEMO演示而已,不能实际操作舞者。你知道吗,他跟前面那个UT3的引擎是一样的啊XDDD!引擎相同,两者调性完全相反。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/35.jpg) 要注意的是身体柔软度、头发律动以及布质材质动态的展示。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/36.jpg) 不论是转圈、左摇右摆,都几乎快跟真人差不多了。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/37.jpg) 脸孔模组看起来都一样,正式版应该有很多不同的脸可以组合吧。
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/38.jpg) 每个动作都栩栩如生,未来的游戏画面至少是这种等级起跳了。
后记:物理运算除了暴力破坏一切,还可以看到裙底下真实的一面吗?
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/39.jpg) 就只有小弟介绍的游戏够吗?当然后续还有更多呢!这个橄榄球游戏也是Physx游戏清单之一哦。
测试完一堆NVIDIA送的套件游戏以及各种动态演示之后,才发现自己快要跟不上时代了吧。也有人说是NVIDIA技穷了,显示卡策略不当所以才跑来推这个技术。不过诸君哪,不是每个人都再计较3DMark Vantage跑赢几分,硬体狂进步,软体跟不上也是枉然,君不见多核心无用论吗?这论调不是不对,只是反映了软、硬体目前在技术水平上的落差,就跟显示卡与显示技术一般,但是相信只要游戏大作都采用,这个技术要推广就不会重蹈两年前AGEIA的覆辙了(我的魔兽世界也好想要破坏地形还有鞭尸啊)。
附件:
下载Physx套件包:
![](http://pic.xfastest.com/johnnydee/physx/40.jpg)
http://www.nvidia.com.tw/content...w/download.asp
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