体渲染最重要的一个优化就是减少GPU的采样工作。测试GPU的材质填充率能够指导我们的工作。要知道为什么GPU在800*600的环境中只能达到12FPS么?这就要看GPU每秒钟采样的次数啦。

我写了一个简单的OSG程序,用来测试采样次数:[download id="3”]

程序原理很简单,分几步:创建窗口->生成和设置纹理->载入SHADER->渲染。具体如何做要看程序里面啦,这里就不再贴出来了。

直接说最后的测试的结果了。我的8800GTS(G80)官方资料说材质填充率能够达到24Billion/Sec,官方资料给的核心频率500Mhz,着色器频率1200Mhz,显存800Mhz。我将我的显卡也按照这个数据进行了降频。

测试环境:窗口800600,3D贴图256256*256,数据是LUMINACE_ALPHA,每个像素2BYTE。每个像素的Shader采样3D贴图512次。

最后得到测试FPS为11.98帧。算算:800600512*11.98=2,944,204,800,因为是3D纹理所以每个采样实际要有8次采样工作,所以最终的材质填充率:23,553,638,400,和24Billion/Sec很接近了。

换用2D贴图可以得到相似的结果,只是FPS会快一倍。原因是三线性采样的工作量是二线性采样的两倍,很显然FPS会提升一倍。

那么怎么去优化呢?下面做一些测试:

  1. 减小3D贴图的大小,以便尽可能的装到CACHE里面。直接设置为111,结果发现性能一样。
  2. 更换3D贴图的internal format为RGBA,发现性能一样。
  3. 超频:超核心,性能提升百分比和超频百分比几乎一样。超Shader,几乎没变化。超显存,几乎没变化。
  4. 降频:降核心,性能降低百分比和降频百分比几乎一样。降Shader,几乎没办法。降显存,一直降到400Mhz也没有变化。
  5. 降低每像素采样率:降低为256后,性能提升一倍,和预期一样。 最终的结果很明显。3D贴图的采样已经成了整个系统的瓶颈,已经让显卡的贴图单元达到了极限。Shader处理器由于计算量很小,所以还很空闲。由于采样过滤的繁忙,贴图单元也不需要很大的显存带宽,所以显存的影响几乎没有。

优化的措施:只能尽可能的减少采样次数,或者找更快的卡。目前看来只有G92的9800GTX或者8800GTS的采样率能够达到43.2Billion/Sec以上,GTX280官方资料也只能达到48.2Billion/Sec,GTX260 36.9Billion/Sec。9800GX2能够达到76.8Billion/Sec,就是不知道实际SLI的性能能不能满足需要了。看来如何选择适合体渲染的卡已经有一个理论和实际的指导了。