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NVIDIA游戏杀手锏 PhysX普及在即
NVIDIA游戏杀手锏 PhysX普及在即
AMD-ATI与NVIDIA之间的竞争从3D性能到产品价格，从市场占有率到用户关注度都培养出一群忠实的用户。近些年来显卡芯片级厂商将设计思路多元化，不仅仅局限于3D性能，而且可以说现在主流中高端独立型显卡已经拥有了强劲的3D性能，AMD-ATI和NVIDIA着眼于更广泛的应用，例如科学计算Folding@HOME软件目前均已得到两家的正式支持。而且值得一提的是NVIDIA还针对这类应用开发了CUDA技术，随着GeForce GTX 200系列出现CUDA 2.0应运而生。
也许CUDA 2.0的出现让世人见识了GPU强大的计算能力，但是对于普通用户来说目前应用不大，而NVIDIA的另一个杀手锏PhysX物理引擎可以说是游戏的绝配搭档。
PhysX物理引擎早在Ageia公司时就已家喻户晓，但是由于其产品售价不尽人意没有得到过多普及。随后NVIDIA将其收购，并在短时间内融入到自有GeForce系列产品中（GeForce 8/9/GTX 200），用户无需再购买独立PPU，可以说在购买NVIDIA产品3D性能同时就已免费获得一款物理加速卡。
PhysX物理引擎与GeForce产品一同亮相是在GeForce GTX280发布时，通过正确安装显卡驱动和PhysX软件，在支持GPU物理加速的软件中会得到大幅提升。令人记忆犹新的莫过于3Dmark Vantage这款权威测试软件，在开启GPU/PPU物理加速后CPU测试子项成绩会有300%左右的大幅提升，让很多用户瞠目结舌。与3Dmark Vantage同期支持NVIDIA PhysX的软件还有《Unreal Tournament 3》（译为《虚幻竞技场3》）这款游戏，开启物理加速后游戏视觉效果得以大幅改观。
不过用户对PhysX的认可度较低，因为毕竟现阶段支持它的软件尤其是游戏太少。不过笔者今天将告诉大家，在不久的将来将会有大批量支持GPU计算物理引擎游戏面世，而且笔者已经得到NVIDIA的官方正式确认，并得到了6款已经能够支持NVIDIA Ageia PhysX物理引擎的测试DEMO及游戏，今天笔者将会会大家做一一展示。
揭秘 物理引擎实为何物
揭秘 物理引擎实为何物
众所周知要想得到更加逼真的虚拟3D世界，首先需要获得以假乱真的3D画面，然后通过显卡高速渲染获得流畅的连贯画面。就目前来说，AMD-ATI和NVIDIA两家中高端产品已经能够做到。
● 传统模拟物理方案
在早期游戏中，主要以获得假乱真的流畅虚拟3D画面为主。虽然画面逼真但很多场景都为2D贴图，例如蓝天白云、青山绿草等，它们与用户没有过多交互设计，往往用户在游戏中会被一片叶子挡住去路，或者常常遇到很多不合常理的破坏效果，再或者看到千篇一律的运动性为（例如爆炸、跌倒等）。当然作为游戏开发者，可以利用预先设计好的多个脚本来随即改变一些动态效果，但是这对游戏开发商来说不免会造成过多的设计难度。
例如在时下较为流行的《使命召唤4：现代战争》游戏，典型的射击敌人头部效果，一般游戏中会预设3至4个效果脚本，而《使命召唤4：现代战争》破天荒的设计了16个以上的效果脚本，这主要目的是来提高游戏真实度。也许使用16个脚本会让用户在游戏之初感到逼真，但随着游戏时间的增长“千篇一律”的效果还是暴露出不足。
● 物理引擎出现 得以改观
为了得到更佳合理的虚拟物理效果，硬件厂商、软件开发商都在不断探索，首先软件开发商推出了物理引擎应用于游戏，不过全部计算交给CPU完成。不过受限于硬件设计上的非专属性，在开启物理特效后CPU对计算量应接不暇，直接影响最终游戏效果。
例如最为经典的《Crysis》（《孤岛危机》），这款游戏可以说是目前画面及物理效果最为出色的作品，当然它同时被称为硬件杀手。《孤岛危机》的物理效果就是交由CPU来完成，物体间交互（爆炸、碰撞）、粒子效果（烟雾、火花、云）等。笔者猜想，如果这款游戏支持将物理效果处理交由专用处理器，会大大降低整体硬件需求的同时提升游戏流畅度，一箭双雕。
● 王道 物理引擎+专用处理器双管齐下
目前较为出色的物理引擎有PhysX和Havok，不过仅有Ageia的PhysX推出了与之相对应的专用协处理器——PPU，成功将CPU从繁重的物理计算中解救出来。后来Havok被Intel收购，PhysX被NVIDIA收购，也许是在3D处理和游戏方面的关注，NVIDIA在物理引擎上的思路更为激进，并且凭借GPU得天独厚的运算方式，成功将PPU功能整合到GPU中，这也就是我们今天看到的NVIDIA GeForce显卡系列。
测试平台及测试项目简介
测试平台及测试项目简介
● 测试系统硬件环境
由于本次测试目的仅为展示NVIDIA的PhysX物理引擎实力，所以笔者选择了目前桌面级的一套顶级平台。
| 系 统 硬 件 环 境 | |
| Intel Core 2 Extreme X9770 | |
| KimgSton DDR3 1600 1GB*2 （1600 8-8-8-20-2T） | |
| 主板 | ASUS P5E3 Premium （Intel X48 BIOS版本:0505） |
| 显示卡 | 高频版Geforce GTX 280 （G200 / 1024MB / 核心:650MHz / Shader:1296MHz / 显存:2300MHz） |
| 硬盘 | Seagate Barracuda 7200.10 SATA （320GB / 7200RPM / 16M |
| 电源供应器 | Topwer TOP-900W （ATX12V 2.0 / 900W） |
| 显示器 | DELL 3007WFP （30英寸LCD / 2560*1600分辨率） |
● 测试系统的软件环境
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操 作 系 统 及 驱 动 | |
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操作 |
Microsoft |
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Intel X48 for Vista |
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（WHQL / 版本号 177.79） |
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256 0*1600_32bit 60Hz |
测试内容包括D3D合成测试软件3Dmark Vantage，及4款最新DirectX 9 3D游戏和7款DirectX 10游戏。合成测试软件3DMark用总分衡量性能，3D游戏用平均fps来衡量性能，两者都是越高越好。
| 合 成 测 试 软 件 和 游 戏 | ||
| 3D合成 |
3Dmark Vantage （Futuremark / 版本号1.00） | |
| 3D |
Game | Ghost Recon Advanced Warfighter 2 （Ubisoft / 版本号：1.05） MetalKnightZero MStar Unreal Tournament 3 Warmonger Operation: Downtown Destruction |
| DEMO | Fluid （NVIDIA / DEMO） The Great Kulu | |
| 测 试 辅 助 软 件 | |
| 速度记录软件 | Fraps （beepa / 版本号 2.9.4） |
物理加速权威测试-3Dmark Van
● 3Dmark Vantage
3Dmark Vantage是FutureMark公司推出的一款针对显卡DirectX 10性能测试的软件，而且3Dmark系列软件在用户中占有很高的群众基础，其一经发布就成为全球DIY爱好者争相拼比的测试项目。
FutureMark公司在3Dmark测试软件上越来越注重整机性能，并在3Dmark06中首次将CPU性能计算在总成绩内。在最新的3Dmark Vantage中更是加入了GPU和PPU测试，这也从侧面证明要想获得更加逼真的3D虚拟世界，物理引擎及物理计算的重要性。
视频
开启物理加速
视频
开启物理加速
| NVIDIA Physx物理引擎测试 | ||
| 开启GPU硬件加速 | 关闭GPU硬件加速 | |
| CPU_Test 2 | 154.32 | 18.99 |
本环节测试仅运行CPU_Test 2，通过对比开启物理引擎和关闭物理引擎前后成绩差异。
不难看出GeForce GTX 280开启GPU物理引擎加速后，性能是GPU不开启物理引擎加速的8倍性能左右。
而且值得一提的是，在开启GPU物理加速后的渲染画面我们能够看到7个气球圈和很多飞机，而关闭GPU物理加速仅使用CPU物理加速虽然仅有4个气球圈和少量飞机依然性能不滴GPU物理加速。
NV自产DEMO-流体演示
● NVIDIA Test：Demo Fluids
Fluids是一款NVIDIA自行设计的测试物理引擎DEMO，它共分为两个测试项目。第一个测试场景为水池，为我们演示的是水流体及物体（箱子、篮球）之间的碰撞；第二个测试为谁流体重力下流动，为我们演示的是在NVIDIA空心LOGO中，液体与墙壁间的互动。
测试场景一
测试场景二
● 测试DEMO实录
视频
视频
通过实际DEMO录像，我们能够更加清晰的理解两个测试，并且通过实际测试我们能够看到PhysX物理引擎能够实现的物理效果。而且值得一提的是，水流、木箱等发生的碰撞完全实时计算，即使同一画面下的两次测试得到的结果也不一定会相同。
NV自产DEMO-恐怖食人花
● NVIDIA Test：Demo The Great Kulu
The Gteat Kulu同样出自NVIDIA之手，不同于Fluids DEMO的是这款DEMO更加倾向于用户的真实体验。虽然Fluids也有互动环节，例如向水池扔篮球等，但其无法提供更多的互动。而The Great Fluids则是把PhysX体验完完全全交给用户，它被做成一个游戏，从而提升互动效果。
● 测试DEMO实录
视频
测试主要分为两个阶段，第一个阶段食人花（The Great Kulu DEMO中的怪物）被束缚在牢笼中，用户可以使用激光枪向其设计，由于食人花身体柔软会有明显的折叠、反弹效果；第二个阶段是食人花被无意中放出，用户需要躲避并最终使用特定枪支将其杀死。
整个游戏DEMO测试主要体现体现的是，物体自然反弹及在表面受力情况下的实际表现。
游戏测试-幽灵行动2
● 游戏测试：幽灵行动之尖峰战士2
Ghost Recon Advanced Warfighter 2（《幽灵行动：尖峰战士2》）是法国著名游戏开发商Ubisoft设计制作，它是一款第一人称FPS射击游戏。《幽灵行动：尖峰战士2》是由育碧巴黎开发团队和Red Storm两大工作室联合制作的，同时育碧将这款反恐游戏大作推广至PC、Xbox360、PS3和PSP多游戏平台。
在《幽灵行动：尖峰战士2》中，玩家将扮演美国陆军精英行动部队——幽灵小组。2014年，墨西哥境内的政府军和反叛势力的冲突不断升级，将有可能将这个国家拉入内战之中，并威胁紧邻的美国。 在Scott Mitchell上校的率领下，幽灵小组将在美墨边境上将可能威胁美国的墨西哥战争威胁化解。
● 测试DEMO实录
视频
| NVIDIA Physx物理引擎测试 | ||
| 开启GPU硬件加速 | 关闭GPU硬件加速 | |
| CPU_Test 2 | 81 | 24 |
也许通过截图，我们已经领略了《幽灵行动：尖峰战士2》这款游戏的震撼3D效果。在图片中木质岗楼的倒塌、房屋爆炸及产生的体积云效果，已经令人瞠目结舌。而且值得一提的是，这款游戏中玩家和渲染出的物体互动性非常强，这点与《Crysis》（《孤岛危机》）不相上下，例如用户同样可以将树木射倒等，这些都要归功于其支持NVIDIA PhysX物理引擎。
在关闭NVIDIA GPU物理加速后，在相同画面下进行相同测试，CPU物理加速令游戏流畅度大打折扣。
游戏测试-铁甲冲突
● 游戏测试：铁甲冲突
《铁甲冲突》是中国著名游戏开发商——目标软件研发设计，旗下拥有《天骄》系列、《秦殇》等玩家耳熟能详的作品。《铁甲冲突》这款软件主要面向网络游戏爱好者，并基于网络环境开发。
由于目标软件拥有雄厚的研发实力，其自主开发了一套奥世游戏引擎（OverMax），并且此次的发布的《MKZ》（《铁甲突击》）正式使用了该款游戏引擎。值得一提的是OverMax SDK 3版本中内嵌PhysX SDK，使用OverMax SDK 3的3D游戏将直接获得更加强大和紧密的物理运算支持。
值得一提的是 由于目标软件拥有雄厚的研发实力，其自主开发了一套奥世游戏引擎（OverMax），并且此次的发布的《MKZ》（《铁甲突击》）正式使用了该款游戏引擎。同时目标软件与2008年7月10日正式与NVIDIA签订战略合作伙伴关系，并在《铁甲冲突》游戏中加入了PhysX物理引擎加速，也就是说使用NVIDIA GeForce 8/9/GTX 200系列产品，能够获得更佳游戏效果。
| NVIDIA Physx物理引擎测试 | ||
| 开启GPU硬件加速 | 关闭GPU硬件加速 | |
| Low Mode | 66 | 17 |
| High Mode | 62 | 16 |
通过实际测试我们能够看到，虽然《铁甲冲突》是一款国产游戏、虽然《铁甲冲突》定位于网络游戏，但是从实际的画面及视频中不难看出这款游戏的设计精良。
当然作为一款网络游戏必须要考虑玩家的平均整机性能，如果在非NVIDIA GeForce 8/9/GTX 200系列产品整机上，游戏仍能开启物理加速，不过此时对整机要求较高。
游戏测试-MStar
● 游戏测试：MStar
时下最流行的游戏不仅有《魔兽世界》、《跑跑卡丁车》，《劲舞团》也是一款深受用户欢迎的作品。游戏中玩家不仅可以享受悦耳的旋律，还能同时与其他玩家比“舞”。随着《劲舞团》的成功，其他类劲舞游戏如雨后春笋一般涌现，不过大多千篇一律，毫无新意。
韩国游戏开发商Nurien采用了Epic旗下的UE3引擎，基于这款引擎的还有著名的《虚幻竞技场3》。UE3引擎的特色是以绚丽的画面和细腻的边缘著称，尤其是在劲舞这类动作丰富的游戏中。值得一提的是Mstar具有一个强大和丰富的“Runway”社交系统，允许玩家使用自己精心打扮的人物进行T台走秀，而此时衣服的飘逸、头发的轻扬都需要物理引擎来协助。
| NVIDIA Physx物理引擎测试 | ||
| 开启GPU硬件加速 | 关闭GPU硬件加速 | |
| Defult | 99.5 | 70.8 |
通过截图我们能够感受到游戏T型台上，美女穿着华丽的衣服随人物动作自然摆动，在这点上细心的玩家可以查看其他劲舞游戏，永不摆动的衣服或者死板的飘动比比皆是。
当然这款网络游戏还是要考虑普通用户的整机性能，在不支持或者关闭NVIDIA GPU物理加速时，CPU会承担起物理加速重任，此时强劲的CPU性能成为关键，即使在笔者这台顶级桌面平台上，依然有30%左右的性能下滑。
游戏测试-虚幻竞技场3
● 游戏测试：虚幻竞技场3
《Unreal Tournament 3》（《虚幻竞技场3》）是Epic采用自家UE3游戏引擎设计，在前文《MStar》游戏中笔者已经介绍过UE3引擎的优势。
《虚幻竞技场3》属于NVIDIA的“游戏之道”计划，并在第一时间推出游戏PhysX物理引擎MOD补丁包，广大玩家可以在NVIDIA的nZONE上轻易下到，这款游戏是第一款支持PhysX物理引擎并正式发售的游戏。
● 测试DEMO实录
视频
| NVIDIA Physx物理引擎测试 | ||
| 开启GPU硬件加速 | 关闭GPU硬件加速 | |
| 2560*1600 NA AA / NA AF | 44.3 | 16.4 |
在Epic未发布PhysX MOD补丁包时，笔者认为《虚幻竞技场3》是一款对显卡要求相对较低但是游戏画面及游戏性极强的游戏。不过现如今笔者认为，《虚幻竞技场3》不仅游戏画面、游戏性极强，对显卡要求也极高。
想要玩PhysX版《虚幻竞技场3》，首先要在游戏的Video选项卡中可以开启，并进入特定PhysX版地图。在进入特定PhysX特定地图后，开启和关闭物理硬件加速反差很大，开启硬件加速的环境中流畅度大大优于CPU的硬件加速；而在PhysX地图和非PhysX地图对比中，PhysX地图玩家可以尽情破坏，而且这些破坏符合实际生活中的物理反应，而非PhysX版地图较色与环境互动性几乎为零。
游戏测试-战争贩子
● 游戏测试：战争贩子之 城市毁灭
《Warmonger Operation: Downtown Destruction》（《战争贩子：城市毁灭》）是著名游戏开发商NetDevil制作，这款游戏的的两大特色分别是：
一、免费游戏大作。虽然《战争贩子：城市毁灭》是款免费游戏，但是其制作质量及游戏性好不亚于其他第一人称射击类游戏，而且值得一提的是这款游戏发布在2007年11月28日后，短短半个月的时间内全球下载量就已超过百万。
二、NetDevil携手Ageia共同开发。当时NVIDIA还未正式收购Ageia公司，NetDdvil率先采用了Ageia公司的PhysX物理引擎和PPU硬件。在NVIDIA收购Ageia后NVIDIA GPU代替PPU，扩大了游戏群众基础。
● 测试DEMO实录
视频
| NVIDIA Physx物理引擎测试 | ||
| 开启GPU硬件加速 | 关闭GPU硬件加速 | |
| Defult | 83 | 27 |
作为一款战争类第一人称射击游戏，《战争贩子：城市毁灭》游戏中会有很多爆炸、破坏场面，如果采用PhysX物理引擎将会令游戏性大打折扣。
通过实际截图、视频不难看出，在开启GPU物理加速后游戏在保证流畅运行前提下实现真正的角色与环境互动。虽然关闭GPU物理加速CPU仍能实现物理加速，但游戏最起码的流畅度都无法达到。
PhysX游戏大军挺近 你准备好了吗
PhysX游戏大军挺近 你准备好了吗
通过本文测试，我想很多读者已经对PhysX产生了很大兴趣和认知度的改观，首先支持PhysX物理引擎的游戏越来越多，拥有一款支持PhysX物理加速的GPU/PPU成为游戏爱好者必备品；其次，在NVIDIA-Ageia PhysX刚发布时略显鸡肋，毕竟支持它的游戏及软件少之又少。
在上述两点大幅改观的前提下，PhysX显得尤为重要，其不仅能够为用户带来更佳逼真的游戏效果，还能为游戏带来革命性的变化，也许随着PhysX的逐步普及真正的虚拟3D世界即将到来。
其实一项技术的普及首先需要有经济实惠的价格，其次拥有广泛的用户支持，这也是为什么Ageia的PPU没有得以普及，而在NVIDIA收购Ageia后PhysX得到游戏厂商追捧的原因。
NVIDIA官方宣称GeForce 8000系列、GeForce 9000系列和GeForce GTX 200系列均支持PhysX物理加速，这也就代表只要您拥有一款主流NVIDIA产品，就能够免费获得“物理加速卡”，而且即使使用低端产品同样拥有该特性。
PhysX的未来如何笔者不敢断言，但是物理引擎的普及将会是硬件、游戏软件发展的必经之路，而且随着近期支持PhysX物理引擎游戏的大幅增加，也许近期你需要一款中高端N卡来玩爽游戏。
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