要衡量不同顯卡之間的性能，必須有統(tǒng)一的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是由第三方發(fā)布的軟件。在OpenGL領(lǐng)域，Quake3和Doom3的霸主地位是難以撼動(dòng)的，而DX領(lǐng)域內(nèi)是百家爭(zhēng)鳴。3D Mark系列自然是一支不可或缺的力量。隨著3D Mark 05的發(fā)布，這一測(cè)試包再次引起了全球的關(guān)注。

　　3D Mark歷史回顧

　　● 3D Mark99 Max
　　3D Mark99 Max是Madonion.com首款顯卡測(cè)試軟件，但是它的影響力相當(dāng)有限，一方面當(dāng)時(shí)的顯卡只作為CPU處理的助手，對(duì)系統(tǒng)整體性能的影響不如現(xiàn)在大，另外當(dāng)時(shí)的測(cè)試霸主是3D Winbench和Quake系列。3D Mark99 Max主要考察固定功能頂點(diǎn)轉(zhuǎn)換和光照能力及顯卡的多材質(zhì)填充能力。

　　● 3D Mark2000——初露鋒芒

　　3D Mark2000的問(wèn)世令用戶(hù)為之耳目一新，在此之前，3D顯卡的測(cè)試是件費(fèi)力的事，可用的軟件也只停留在一些老式的軟件：比如3D Winbench系列或者是Quake2。3D Mark2000所處的時(shí)代是DX7時(shí)代。與DX6相比，DX7的顯卡整合了“硬件光照與移 動(dòng)引擎”，大大提高了畫(huà)面的質(zhì)量，并減輕了CPU的負(fù)擔(dān)。從DX7開(kāi)始，顯卡逐漸具備獨(dú)立的運(yùn)算能力，開(kāi)始向日后的GPU發(fā)展。

　　3D Mark2000共有兩個(gè)游戲，每個(gè)游戲進(jìn)行低中高分辨率的測(cè)試，還有兩個(gè)CPU測(cè)試。3D Mark2000給顯卡評(píng)測(cè)帶來(lái)的是前所未有的視覺(jué)沖擊和便利。正是憑借這款DX7測(cè)試軟件，Madonion.com開(kāi)始為人所知。

　　● 3D Mark2001/SE——如日中天

　　3D Mark2001/SE是Madonion.com歷史上最經(jīng)典的測(cè)試軟件，為什么這么說(shuō)呢？因?yàn)橹两馞uturemark仍然提供3D Mark2001/SE成績(jī)的Online Result Browser服務(wù)（ORB）。同時(shí)，3D Mark2001/SE的成績(jī)?nèi)匀辉诒徊粩嗨⑿隆?br>
　　3D Mark2001/SE的3D Mark成績(jī)由四個(gè)游戲，共七個(gè)場(chǎng)景的成績(jī)得出。前三個(gè)游戲共六個(gè)場(chǎng)景均是基于DX7，最后的Mother Nature場(chǎng)景則是完全的DX8場(chǎng)景。完全基于硬件的Pixel Shader和Vertex Shader，只有符合DX8標(biāo)準(zhǔn)的顯卡才能跑完全部測(cè)試。

　　Madonion.com的初衷是將3D Mark2001/SE打造成顯卡測(cè)試的工具。不過(guò)可能是無(wú)心插柳，實(shí)際測(cè)試中，CPU對(duì)最終成績(jī)的影響非常大，結(jié)果CPU和顯卡共同影響了3D Mark2001SE的成績(jī)。這與3D Mark2001/SE的起點(diǎn)不高有關(guān)：大部分場(chǎng)景基于DX7，對(duì)于DX8甚至是DX9的顯卡來(lái)說(shuō)，獲得的負(fù)擔(dān)很輕。真正的速度瓶頸在于CPU的建模速度。3D Mark2001/SE更多的反映了一臺(tái)機(jī)器的CPU，顯卡以及內(nèi)存等系統(tǒng)綜合性能，而不僅僅是顯卡。

　　● 3D Mark 03——樹(shù)大招風(fēng)

　　3D Mark2001/SE的成功使得Madonion.com和3D Mark的名聲大噪，3D Mark幾乎成了劃分顯卡檔次的惟一標(biāo)志。在3D Mark03誕生之前，Madonion.com更名為FutureMark，完成了商業(yè)化改造。肩負(fù)著業(yè)界的無(wú)限期待，3D Mark 03面世了。但未曾料到的是，發(fā)布伊始，3D Mark 03便遭受了巨大的非議，最強(qiáng)烈的指責(zé)來(lái)自NVIDIA：在實(shí)際應(yīng)用中不分伯仲的GeForce 4 Ti 4600與ATi RADEON 9700Pro，在3D Mark03中的得分差距令人瞠目結(jié)舌。此外，F(xiàn)utureMark在設(shè)置上令人費(fèi)解的偏袒也使得人們懷疑FutureMark與ATi、NVIDIA之間的錯(cuò)綜復(fù)雜的利益關(guān)系。

　　困擾3D Mark 03的另一個(gè)問(wèn)題是廠(chǎng)商在驅(qū)動(dòng)上做的手腳。因?yàn)闃?shù)大招風(fēng)，NVIDIA和ATi都在驅(qū)動(dòng)中或多或少為3D Mark03進(jìn)行了“優(yōu)化”，提高顯卡的得分。這樣導(dǎo)致了3D Mark 03的權(quán)威性蕩然無(wú)存。3D Mark 03也漸漸失去了頭上的光環(huán)，受到評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)媒體的冷落。

　　3D Mark 03的成績(jī)?nèi)匀皇怯捎螒驁?chǎng)景的成績(jī)綜合得到。3D Mark 03是一款完全由DX9 API編寫(xiě)的軟件，沒(méi)有采用前作采用的MAX-PAYNE引擎。第一個(gè)場(chǎng)景是DX7場(chǎng)景，第二第三個(gè)場(chǎng)景是DX8.1游戲，采用了SM1.1/1.3/1.4技術(shù)。第四個(gè)場(chǎng)景是Mother Nature 2則是CG畫(huà)質(zhì)版的DX9場(chǎng)景，采用了SM2.0。大多數(shù)DX9顯卡都無(wú)法流暢運(yùn)行這個(gè)場(chǎng)景。

　　3D Mark 05——如期而至

　　● 3D Mark 05的系統(tǒng)要求
　　什么樣的配置才能運(yùn)行3D Mark 05呢？
　　這是FutureMark推薦的最低配置：
　　★至少2GHz的X86處理器
　　★512MB的系統(tǒng)內(nèi)存
　　★400MB的硬盤(pán)空間
　　★符合DX9的顯卡，至少SM2.0或更高
　　★Windows 2000或Windows XP操作系統(tǒng)
　　★DX 9.0c或更高

　　3D Mark 05對(duì)系統(tǒng)的要求是相當(dāng)高的，特別是顯卡。因?yàn)樗芩蠨X8級(jí)別的顯卡于門(mén)外。從目前掌握的資料看，NVIDIA中可以運(yùn)行的起步顯卡是GeForce FX5200，ATi為RADEON 9600SE（RADEON 9500也可運(yùn)行，但是ATi的命名方式并不能反映出R9500與R9600SE之間的差距。）

　　●3D Mark 05的主界面：

　　主界面與3D Mark 03類(lèi)似，如果是注冊(cè)版，那么可以選擇特定的測(cè)試項(xiàng)目，“Setting”里可以選擇分辨率，反鋸齒，過(guò)濾模式以及SM的版本。

選擇測(cè)試項(xiàng)目

　　3D Mark 05由四部分構(gòu)成：Game test，CPU Test，3D Feature Test和Batch Size Test。其中Game Test的成績(jī)經(jīng)處理后生成3D Mark。
　　3D Mark 05 score = (Game Test 1 × Game Test 2 × Game Test 3)^0.33 × 250
　　三個(gè)場(chǎng)景的得分在3D Mark 05中的權(quán)重是一樣的，而不像3D Mark 03那樣最后三個(gè)場(chǎng)景占的比重特別大。

　　● Shader Mode2
　　全部采用Shader Mode2是3D Mark 05的最大特征。這意味著只有DX9級(jí)別的顯卡才能運(yùn)行3D Mark 05，昔日的王者Ti系列將被3D Mark 05徹底拒之門(mén)外。

　　在Direct X中，Shader共有兩種：Vertex Shader和Pixel Shader。DX9開(kāi)始，Shader的版本升級(jí)到了2.0（被稱(chēng)為SM2.0）。SM2.0極大擴(kuò)展了Shader的使用范圍和靈活性。SM2.0可以執(zhí)行更長(zhǎng)和更復(fù)雜的指令。SM2.0加入了利用浮點(diǎn)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算的能力。這對(duì)提高畫(huà)質(zhì)非常重要：在實(shí)時(shí)計(jì)算并形成畫(huà)面的光照計(jì)算中，浮點(diǎn)格式的數(shù)據(jù)占據(jù)了統(tǒng)治地位。SM不必再依賴(lài)近似計(jì)算。SM2.0引入了更高級(jí)的Shader語(yǔ)言，并在此基礎(chǔ)上盡可能的兼容原有的Shader語(yǔ)言。

　　針對(duì)不同GPU采用的不同的架構(gòu)，DX9可以支持不同的Shader版本，最新的DX9.0c可以支持SM2.0、2.0a、2.0b以及3.0，目前只有GeForce 6800和6600才支持SM3.0。3D Mark 05廣泛使用了SM2.0，并且能夠依據(jù)硬件所能運(yùn)行的最高版本來(lái)確定渲染時(shí)采用的模式；當(dāng)然，用戶(hù)也可以手工選擇Shader的版本。

　　● 3D引擎
　　3D Mark 03之前，Madonion.com一直使用MAX-FX引擎進(jìn)行Demo的制作。從3D Mark 03起，這一做法發(fā)生了改變。由于Shader技術(shù)的采用，3D Mark 03將大部分工作直接交由API和圖形卡來(lái)完成，引擎所做的工作就是將Shader語(yǔ)言載入Shader。3D Mark 05進(jìn)一步強(qiáng)化了這種做法，所以3D Mark 05引擎使系統(tǒng)承擔(dān)的負(fù)荷比3D Mark 03更重。

　　● 游戲測(cè)試
　　游戲測(cè)試一直是3D Mark測(cè)試的重頭戲，每代3D Mark游戲的畫(huà)面都在提高，從這點(diǎn)我們就能看到3D技術(shù)的發(fā)展。

　　Game1：Return to Proxycon

游戲場(chǎng)景測(cè)試

　　Return to Proxycon是3D Mark 03中的第二個(gè)游戲——Battle of Proxycon——的延續(xù)。故事的背景仍然在太空。一艘裝滿(mǎn)貴重貨物的飛船遇到了太空海盜，一場(chǎng)激戰(zhàn)在所難免。Return to Proxycon中的激烈戰(zhàn)斗場(chǎng)面絲毫不亞于Doom3。Return to Proxycon展示的精美畫(huà)面也是前所未有的。這個(gè)場(chǎng)景只是整個(gè)游戲中的一部分，在3D Mark 05的Demo中，你可以看到完整的過(guò)程。這個(gè)場(chǎng)景中共使用了8個(gè)光源，包括2個(gè)指向光源和2個(gè)靜態(tài)光源，采用的紋理尺寸達(dá)到了2048×2048。

測(cè)試結(jié)果

　　在這個(gè)場(chǎng)景類(lèi)似Doom3的游戲中，成績(jī)的排列也與Doom3類(lèi)似。NVIDIA的顯卡占據(jù)較為明顯的優(yōu)勢(shì)，即使是6800GT也能小勝X800XT。不過(guò)在上代顯卡的較量中，由于管線(xiàn)上的先天劣勢(shì)，F(xiàn)X系列完敗。

　　Game2：Firefly Forest

游戲場(chǎng)景測(cè)試

　　滿(mǎn)月的夜晚，月光傾瀉在森林中，螢火蟲(chóng)自由地穿梭其間，儼然是森林的主人。這就是Firefly Forest場(chǎng)景。

　　場(chǎng)景中地面材質(zhì)的處理與Game1類(lèi)似，但增加了漫反射效果。巖石由金屬材質(zhì)光澤的貼圖構(gòu)成，場(chǎng)景采用了高細(xì)節(jié)的幾何模型，以及大氣散射和霧化效果。場(chǎng)景中月光采用了指向光源，動(dòng)態(tài)陰影的紋理尺寸同樣達(dá)到了2048×2048。而螢火蟲(chóng)采用了512×512尺寸的紋理。

測(cè)試結(jié)果

　　6800系列和X800系列的性能旗鼓相當(dāng)、不分伯仲。6800 U擊敗了X800XT，但同為12條管線(xiàn)的X800 Pro擊敗了6800標(biāo)準(zhǔn)版。5950Ultra不及9600Pro的成績(jī)?cè)俅畏从吵隽薔V35在架構(gòu)設(shè)計(jì)上的失誤。

　　Game3：Canyon Flight

游戲場(chǎng)景測(cè)試

　　第三個(gè)場(chǎng)景敘述的是一艘在峽谷中飛行的船與守衛(wèi)這個(gè)峽谷的海怪之間的激烈戰(zhàn)斗。完整的故事情節(jié)可以在3D Mark 05的Demo中看到。由于需要做出水面反射峽谷的效果，這個(gè)室外的大范圍場(chǎng)景是非常復(fù)雜的。水和天空的處理都大量使用了霧化效果：這樣可以依稀看到水中潛行的海怪。

　　這個(gè)場(chǎng)景中對(duì)巖石的處理堪稱(chēng)是3D Mark 05中對(duì)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)最重的部分之一。PS2.0需要始終參與直至完成動(dòng)態(tài)陰影渲染，而水面的效果必須經(jīng)過(guò)6次渲染才能實(shí)現(xiàn)正確的反射和散射效果。

　　光源使用方面因?yàn)槭乔缣?，只需太?yáng)一個(gè)光源即可。這個(gè)場(chǎng)景對(duì)顯卡的動(dòng)態(tài)陰影實(shí)現(xiàn)能力是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)：因?yàn)閳?chǎng)景的跨度太大，根據(jù)Futuremark的說(shuō)法，即使進(jìn)行兩次2048×2048紋理操作仍然不夠。

第三個(gè)場(chǎng)景只使用了一個(gè)光源，所以速度也是三個(gè)場(chǎng)景中最快的。第三個(gè)場(chǎng)景是ATi與NVIDIA的旗艦顯卡較量中惟一獲勝的地方。X800Pro依然遠(yuǎn)高于6800標(biāo)準(zhǔn)版。

測(cè)試結(jié)果

　　CPU Test

　　CPU Test從3D Mark2000開(kāi)始便被引入了，屬于“傳統(tǒng)測(cè)試項(xiàng)目”。CPU測(cè)試仍然沿用前面幾個(gè)場(chǎng)景中的游戲，只是將分辨率降低，并且Vertex Shader全部交由CPU完成。這樣可以盡量減少顯卡的工作量而將CPU的負(fù)荷提到最大。

　　CPU score = (CPU Test 1 × CPU Test 2)^0.5 × 1500
　　在3D Mark 05中，CPU Test使用的是Game3場(chǎng)景和Game1場(chǎng)景（按照先后順序）。在Game3場(chǎng)景的測(cè)試中，CPU不僅要承擔(dān)Vertex Shader的工作，還要計(jì)算飛船在峽谷中飛行的航跡。為了確保在不同系統(tǒng)中承擔(dān)的計(jì)算量是相同的，飛船飛行的航跡是相同的。

　　CPU Test1中使用了D Lite算法，這是一種較為先進(jìn)的算法，主要考慮了未來(lái)可能的虛擬或者物理多核心處理器，可以同時(shí)讓CPU進(jìn)行最多兩個(gè)線(xiàn)程的處理。

　　CPU Test2使用了2幀/秒的固定渲染模式，不過(guò)沒(méi)有加入AI（人工智能）處理。

　　● 3D Features Test

　　這部分的成績(jī)雖然不計(jì)入3D Mark的最終成績(jī)，但可以反映出顯卡自身處理速度，因?yàn)樗鼈兌际且恍┘兝碚撋系乃俣葴y(cè)試，而在其他的測(cè)試軟件中較少見(jiàn)到。我們重點(diǎn)介紹Pixel Shader和Vertex Shader測(cè)試。

　　Pixel Shader

　　材質(zhì)最復(fù)雜的測(cè)試是Game3 Test，所以它被單獨(dú)列出進(jìn)行Pixel Shader的測(cè)試。測(cè)試反應(yīng)的是陽(yáng)光照射下的巖石，填充這樣一個(gè)場(chǎng)景的速度是很快的，同時(shí)也非常依賴(lài)顯存帶寬。

　　Vertex Shader

　　3D Mark05的Vertex Shader測(cè)試分為簡(jiǎn)單和復(fù)雜兩種模式，簡(jiǎn)單模式下，只有一個(gè)光源照射在6個(gè)海怪的模型上，每個(gè)海怪模型大約有100萬(wàn)個(gè)頂點(diǎn)，因此工作量是相當(dāng)大的。3D Mark05已經(jīng)全面轉(zhuǎn)向了Shader Model2，但即使是Vertex Shader1也可以很好地完成這個(gè)測(cè)試。

材質(zhì)測(cè)試

　　復(fù)雜模式下的Vertex Shader測(cè)試表現(xiàn)的是一大片草地，每根草的表面材質(zhì)和彎曲程度都是獨(dú)立的，與真實(shí)的草地非常類(lèi)似。草的擺動(dòng)都是由CPU計(jì)算的，但軟件對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化以保證盡可能地減少CPU的差異而造成的影響，更多的體現(xiàn)顯卡自身的Vertex Shader計(jì)算能力。在畫(huà)面中，草離鏡頭較遠(yuǎn)，這使得近距離欣賞草成為一件不舒服的事，但這可以擺脫填充率對(duì)性能的影響。

材質(zhì)測(cè)試 

　　● 塊狀測(cè)試
　　塊狀測(cè)試（Batch Test）
　　塊狀測(cè)試是3D Mark 05中新增加的測(cè)試項(xiàng)目，它的內(nèi)容是對(duì)一個(gè)未經(jīng)過(guò)優(yōu)化的非常簡(jiǎn)單的場(chǎng)景進(jìn)行渲染測(cè)試，旨在針對(duì)目前驅(qū)動(dòng)中的一個(gè)弱點(diǎn)。幾年來(lái)，游戲開(kāi)發(fā)者始終是對(duì)盡可能大尺寸的“塊（Batch）”渲染，不過(guò)，在實(shí)際應(yīng)用中，針對(duì)小尺寸的塊狀渲染不僅能獲得同樣的效果，也能取得很快的速度。這個(gè)測(cè)試早在3D Mark2001時(shí)就被提出了，而到了2005，更多的開(kāi)發(fā)組成員提出加入這一測(cè)試。這個(gè)測(cè)試共有6種模式，每個(gè)塊由128層128×182尺寸的正方形組成，包含了8、32、512、2048、32768個(gè)三角形 。

塊狀測(cè)試

　　在今天的顯卡驅(qū)動(dòng)一般會(huì)對(duì)最后兩個(gè)“塊”的測(cè)試進(jìn)行優(yōu)化，塊的尺寸越?。ò娜切螖?shù)目越少），渲染的速度越慢。所以這個(gè)測(cè)試從某種程度上說(shuō)是對(duì)驅(qū)動(dòng)渲染能力的考驗(yàn)。

測(cè)試結(jié)果

　　Online Result Browser
　　Online Result Browser（簡(jiǎn)稱(chēng)ORB）服務(wù)是FutureMark提供的最有特色的服務(wù)。當(dāng)用戶(hù)將自己的測(cè)試結(jié)果上傳到FutureMark的服務(wù)器后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)與其他人上傳的成績(jī)進(jìn)行比較。不過(guò)登錄ORB系統(tǒng)有一個(gè)前提，即必須有3D Mark得分。ORB的排行榜也是目前競(jìng)爭(zhēng)最激烈的超頻排行榜，因?yàn)閺?D Mark2001到3D Mark 05，ORB服務(wù)均處于開(kāi)放服務(wù)。

綜合得分

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