一切為了真實(shí) 物理加速卡之前世今生　　電子游戲這個(gè)產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，一方面說明了人類科技的進(jìn)行，也非常直觀的說明了人類文化的發(fā)展，人們的娛樂方式從一個(gè)真實(shí)殘酷的世界轉(zhuǎn)移到了另一個(gè)虛擬的電子世界中，在這個(gè)虛擬環(huán)境中和真實(shí)世界一樣，有朋友，有敵人，有植物，有動物，有樹林，也有巨大的城市，在這個(gè)世界中，人們可以自由來去，不受約束，可以做一些平時(shí)在實(shí)現(xiàn)世界中不可能做到的事情，而且不用承擔(dān)任何責(zé)任和任何人身危害。而正是它的虛擬真實(shí)性，才使得電子游戲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度以幾何速度增長，包含從專用機(jī)到電視再到電腦，跨越了數(shù)個(gè)時(shí)代的各種不同游戲平臺，從黑白時(shí)代到彩色時(shí)代，從平面時(shí)代到3D時(shí)代，發(fā)展不過短短的十幾年時(shí)間，而游戲產(chǎn)品的發(fā)展也推動另一個(gè)行業(yè)的快速進(jìn)步，那是圖像處理技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)被廣泛的運(yùn)用于各種電腦游戲之中，在游戲中，畫面由幾百像素組成的簡易圖像到現(xiàn)在的每一幀圖像中所包含的上千萬個(gè)多邊形，這項(xiàng)技術(shù)所做的一切都是為了游戲，而游戲所要帶給玩家的就是最真實(shí)的感受，而我們目前的圖形處理技術(shù)能帶給我們真實(shí)的感受嗎？　　PPU：游戲至上　　在游戲中，特別是在3D游戲中，真實(shí)性往往是需要高標(biāo)準(zhǔn)的硬件設(shè)施才能達(dá)到的。不知道各位喜愛玩顯卡和3D游戲的玩家記不記得，在3DMark 03測試軟件中有著一個(gè)測試場景，在一個(gè)樹木茂密的大自然中，陽光普照，有著河流和各栽植物，十分漂亮。相信用3DMark 03測過顯卡性能的玩家一定都會記得吧。這一幅場景中，畫面由河流中轉(zhuǎn)入到岸上場景以后，相信大家就會發(fā)現(xiàn)幀數(shù)下降得非常利害，性能較好的顯卡大概可保持在每秒20～30幀左右，而普通的低端入門級顯卡就有些慘不忍睹了。這是為什么呢？首先，這幅場景中擁有大量的多邊型計(jì)算和多邊型貼圖和一個(gè)高亮度光源進(jìn)行光照，這些計(jì)算本來就相當(dāng)十分耗費(fèi)系統(tǒng)資源，但是這其中還有一個(gè)非常重要的因素就是加入了風(fēng)的運(yùn)動。當(dāng)樹葉和植物受到風(fēng)的影響而左右擺動起來，這其中要涉及到大量的物理計(jì)算，包含樹葉擺動的幅度，風(fēng)力的大小，風(fēng)的方向和阻力等等?！　PU在處理各種圖形計(jì)算的同時(shí)還要負(fù)責(zé)去運(yùn)算這些物理變化，而GPU的運(yùn)算性能在受到物理處理瓶頸時(shí)就會影響到其它的圖形處理效果，所以就會直接導(dǎo)致幀數(shù)的下降。而在大型的3D游戲中，為了使游戲的畫面更加的真實(shí)，開發(fā)小組就會在游戲中設(shè)計(jì)許多接近現(xiàn)實(shí)的物理計(jì)算，比如：自由落體，物體運(yùn)動，空氣流動，力的反彈以及各種物體間碰撞等等。但是在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中，游戲的物理運(yùn)算基本上是通過物理引擎加上CPU處理后的物理參數(shù)后再反饋到中游戲之中，這種方式往往在遇到大規(guī)模的物理運(yùn)算時(shí)就會出現(xiàn)運(yùn)算瓶頸，這也就造成了游戲中一旦出現(xiàn)大量物理運(yùn)算時(shí)，幀數(shù)就會明顯下降。那么如果來解決這個(gè)問題呢，在Game Developers Conference （以下簡稱GDC）2005游戲開發(fā)者大會上，一家來自美國的半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商AGEIA給我們一個(gè)非常好的答案：PPU?！　∈裁词荘PU呢？PPU就是Physics Processing Unit（物理運(yùn)算處理器），如果CPU是為了達(dá)到更快的運(yùn)算速度，GPU是為了達(dá)到更好的圖像效果，那么PPU就是為了使游戲更加真實(shí)。在以前的3D游戲中，大多數(shù)的背景和物體都只是一些死死的貼圖效果，毫無真實(shí)感可言。而在去年發(fā)布的FPS游戲大作Half Life 2（半條命2）中，游戲開發(fā)商就給了玩家們一個(gè)非常真實(shí)的物理世界。你可以在游戲中撿起一個(gè)廢紙盒，然后把它拋向遠(yuǎn)處，然后可以看見它撞擊到墻壁以后反彈到上地面上，濺起一陣灰塵。接近于真實(shí)物理效果使得游戲不再是由一個(gè)個(gè)的貼圖組成，任何物體都是可移動的，它們都遵守著游戲中的物理參數(shù)，組成了一個(gè)“真實(shí)”的游戲世界?！　?D世界的發(fā)展史　　3D游戲的出現(xiàn)，說白了，也就是為了追求真實(shí)，為了讓廣大的玩家能夠全身心投入到游戲之中。而游戲產(chǎn)業(yè)的一次重要革命也就是從那個(gè)平面的2D界面轉(zhuǎn)換到一個(gè)立體的3D世界。而在這次革命中，有許許多多讓人們難以忘懷的名字：3dfx、Voodoo、3D加速?！　‰m然3dfx并不是3D技術(shù)的創(chuàng)始者，但是是它讓人們記住了到底什么才是真正的3D游戲。1997年，第一塊3D加速卡Voodoo問世了。在那個(gè)只靠CPU來完成大量圖形計(jì)算的時(shí)代，Voodoo讓人們見識到了3D加速技術(shù)的魅力，各種濾鏡效果、性線過濾、抗鋸齒等3D特效技術(shù)把3D游戲的畫面提高到了一個(gè)全新的層次，人們也終于明白了，原來這才是真正的3D游戲。這一次革命，也帶動圖像處理技術(shù)的飛快發(fā)展，也造就今天的nVIDIA、ATI等著名廠商。雖然3dfx失敗了，但是它的光輝是沒法抹去的。它讓3D游戲徹底的擺脫了CPU的軟加速，也使得顯卡這一產(chǎn)物成為今天電腦中的重要組成部分?！　∮捎?dfx內(nèi)部管理不當(dāng)，最終這個(gè)瘋狂的時(shí)代還是慢慢的平靜下來，被現(xiàn)在的顯卡巨頭nVIDIA所收購，在歷經(jīng)了3D加速時(shí)代以后，圖形處理技術(shù)的發(fā)展趨于平淡起來，雖然這期間還是有讓玩家興奮的東西出現(xiàn)，但是始終少了像Voodoo那種讓人癡迷的感覺，而圖像處理技術(shù)發(fā)展到今天，從當(dāng)年的3D加速技術(shù)到今天的GPU，3D處理技術(shù)也歷經(jīng)數(shù)代，技術(shù)發(fā)展也是日新月異 ，但是始終難以擺脫當(dāng)年3dfx所留下的影跡，我們完全可以相信，Voodoo是不可替代的?！　《裉霵PU的出現(xiàn)，讓人們再一次的看到了圖像處理技術(shù)的新出路，不再是像以前一樣只是單一的工藝進(jìn)步、頻率提升、管線堆疊，而是采用了不同方式的處理技術(shù)。以往游戲的物理運(yùn)算都是依靠CPU來輔助GPU來進(jìn)行物理運(yùn)算，但是GPU本身的處理就已經(jīng)非常繁忙，而加入了PPU以后，GPU便擺脫了耗費(fèi)資源的物理運(yùn)算，而只負(fù)責(zé)進(jìn)行圖像的渲染和顯示，而PPU負(fù)責(zé)進(jìn)行單獨(dú)的物理運(yùn)算，CPU則進(jìn)行兩者之間的綜合協(xié)調(diào)，達(dá)到完全互補(bǔ)效果，使得游戲的表現(xiàn)更加接近于真實(shí)。PPU的出現(xiàn)又將是一輪新的3D技術(shù)革命，而將物理計(jì)算和圖像處理分開運(yùn)算可以創(chuàng)造出更加生動的和真實(shí)游戲環(huán)境。而玩家也將體驗(yàn)到像電影中的一樣的壯觀場面，各種物體爆炸、撞擊、建筑物倒塌等等。有了PPU的輔助以后，可以很輕松的實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的碰撞%B