Тестирование профессиональных 3D-акселераторов в 3D Studio MAX 3.1

январь-февраль 2002 года, часть 1


ЧАСТЬ 1: Введение, список участников тестирования, конфигурации, условия тестирования

Раздел "Видеосистема" сайта iXBT.com продолжает рассмотрение новинок и не только новинок рынка профессиональных 3D ускорителей. Мы продолжаем тестирование, и этот материал, по сути, является дополнением к уже вышедшему обзору за декабрь, но он несколько отличается, так как после долгих обсуждений и размышлений нами была несколько переработана методика тестирования.

В этом материале принимали участие следующие представители семейства профессиональных 3D ускорителей:

  • Quadro 2 mxr
  • Quadro 2 pro
  • Quadro DCC
  • FireGL2

и мы также рассмотрели работу в 3d моделировании двух самых мощных на сегодняшний день представителей игрового мира:

  • ATI Radeon 8500
  • NVIDIA GeForce4

И теперь обо всем подробнее.

Платы

NVIDIA Quadro2 Pro

Reference card NVIDIA Quadro2 Pro имеет AGP x2/x4 интерфейс, 64 Мб DDR SDRAM памяти, размещенной в 8-ми микросхемах на лицевой стороне PCB.

Краткие технические характеристики:

  • Graphics Core: 256-bit
  • Triangles per Second: 31 Million
  • Pixels Per Second: 1.0 Billion
  • Memory Bandwidth: 6.4 GB/s
  • NVIDIA Shading Rasterizer (NSR)
  • Second Generation Transform and Lighting (T&L)
  • Unified Driver Architecture (UDA)
  • 32-bit Z/Stencil Buffer
  • 64MB Unified Frame Buffer
  • AGP 4X with Fast Writes

На базе NVIDIA Quadro2 Pro выпускается одна единственная карта — ELSA Gloria III, которая, собственно, представляет собой ту же reference card в комплекте с программным обеспечением от ELSA, в том числе и специальным драйвером для работы с рядом пакетов 3D-моделирования — MAXTreme (он доступен для свободного скачивания на сайте NVIDIA).

NVIDIA Quadro2 MXR

Reference card NVIDIA Quadro2 MXR имеет AGP x2/x4 интерфейс, 32 Мб SDR SDRAM памяти, размещенной в 4-х микросхемах на лицевой стороне PCB.

Краткие технические характеристики:

  • Graphics Core: 256-bit
  • Triangles per Second: 25 Million
  • Pixels Per Second: 400 Million
  • Memory Bandwidth: 2.93 GB/s
  • NVIDIA Shading Rasterizer (NSR)
  • Second Generation Transform and Lighting (T&L)
  • Unified Driver Architecture (UDA)
  • 32-bit Z/Stencil Buffer
  • 32MB Unified Frame Buffer
  • AGP 4X with Fast Writes
  • Digital Vibrance Control (DVC)

На базе NVIDIA Quadro2 MXR выпускается также одна карта — ELSA Sinergy III, которая также представляет собой reference card в комплекте с программным обеспечением от ELSA, в том числе и специальным драйвером для работы с рядом пакетов 3D-моделирования — MAXTreme.

NVIDIA Quadro DCC

ELSA Gloria DCC на базе NVIDIA Quadro DCC имеет AGP x2/x4 интерфейс, 64 Мб DDR SDRAM памяти, размещенной в 8-ми микросхемах на лицевой стороне PCB.

Краткие технические характеристики:

  • Graphics processor Quadro DCC by NVIDIA
  • Over 3.2 billion texture mapping pixels/second
  • Memory range of 7.3 GB/second
  • nFinite FXT engine-fully programmable effect processor for realistic 3D representation, e.g. volumetric fog, particle effects, reflective bump mapping and animated water surface
  • Hardware acceleration of up to 8 light sources
  • 64 MB ultra-fast DDR RAM graphics memory (unified memory)
  • 350-MHz RAMDAC displays even resolutions of 2048 x 1536 pixels ergonomically and in TrueColor
  • Connection of analog or digital monitors (digital up to 1280 x 1024)

На базе NVIDIA Quadro DCC выпускается также одна карта — ELSA Gloria DCC, которая также представляет собой reference card в комплекте с программным обеспечением от ELSA, в том числе и специальным драйвером для работы с рядом пакетов 3D-моделирования — MAXTreme.

ATI FireGL2

Карта ATI FireGL2 имеет AGP x2/x4 интерфейс, 64 Мб DDR SGRAM памяти, размещенной в 8-ми микросхемах на лицевой и оборотной сторонах PCB.

Краткие технические характеристики:

  • Graphics controller — IBM Chipset: RC 1000 256-bit Graphics Rasterizer and GT1000 hardware geometry engine with integrated features including;
  • VGA Controller — 2D/3D Raster Engine and dual Texture Unit;
  • 8-bit Double Buffered Overlays;
  • Video Overlay Unit;
  • 2 DMA / BLIT Units;
  • Polygon Setup Processor;
  • 300 MHz / 30-bit Palette DAC, including four color lookup tables and gamma correction table;
  • 256-bit Rasterizer & DDR memory interface;
  • Bus type — AGP 2X/4X v2.0 Compliant;
  • Memory configuration — 64 Mb DDR SGRAM, Unified Framebuffer;
  • 3D performance:
    • 27 million Triangles/second, G-Shaded, Z-buffered, non-Textured
    • 31 Million Anti-Aliased Vectors/second
    • 410 Million Pixels/second fill rate, G-Shaded, Z-buffered, non-Textured
    • 200 Million Pixels/second Trilinear Texture fill rate (Mip-mapped)

Эта плата была выпущена еще компанией Diamond Multimedia, продукты которой после объединения с S3 (ныне Sonic Blue) растворились в недрах корпорации S3. После того, как Sonic Blue решила уйти из сектора видеокарт, оба бизнеса по выпуску игровых и профессиональных плат она продала другим компаниям. Таким образом, ATI Technologies стала владельцем семейства FireGL. Вплоть до последнего времени эти акселераторы выпускались на базе процессоров от IBM. И только с выпуском RADEON 8500 канадская компания объявила новую линейку FireGL 8700/8800 уже на основе своего GPU.

Поэтому рассматриваемая ныне карта имеет еще BIOS от S3 Corporation и набор программного обеспечения, созданный командой из Diamond Multimedia.

И две карты из "игрового" сектора. Я не буду подробно описывать их технические возможности, так как их достаточно плотно рассмотрели в соответствующих обзорах.

NVIDIA GeForce4

Reference card NVIDIA GeForce4 4600 на базе NVIDIA GeForce4 имеет AGP x2/x4 интерфейс, 128 Мб DDR SDRAM памяти, размещенной в 4-ех микросхемах на лицевой и 4-ех микросхемах на оборотной стороне PCB.

Все технические характеристики и другие особенности данной карты вы сможете прочитать из этого обзора.

Уже достаточно продолжительное время многие специалисты в области профессиональной 3D-графики используют акселераторы игрового класса на базе процессоров от NVIDIA, которые очень неплохо справляются со своей работой в пакетах уровня 3D Studio MAX благодаря прекрасно отлаженному и многофункциональному OpenGL-драйверу. Поэтому нам было весьма интересно сравнить работу этого мощнейшего игрового ускорителя с дорогими профессиональными картами. Хотя что значит дорогие? На момент написания материала, плат на этом чипе в свободной продаже не было, поэтому о цене можно лишь примерно догадываться, но то, что эта карта будет недешевая — это точно.

ATI RADEON 8500

ATI RADEON 8500 на базе ATI RADEON 8500 Graphics имеет AGP x2/x4 интерфейс, 64 Мб DDR SDRAM памяти, размещенной в 4-ех микросхемах на лицевой и оборотной сторонах PCB.

Все технические характеристики подробно представлены в этом обзоре.

RADEON 8500 представляет собой новейший игровой ускоритель, который не предназначен для работы с профессиональной 3D-графикой и его ПО не оптимизировано для этих целей, однако нам было интересно посмотреть, как поведет себя эта карта при работе в 3D Studio MAX (в дальнейшем — 3D MAX), тем более, что раз в тестировании принимает участие игровая карта на базе процессора от NVIDIA, то необходимо и присутствие представителя от конкурирующей фирмы.

Условия тестирования

Для тестирования были использованы следующие конфигурации компьютеров:

  • Компьютер на базе Pentium4 2100Mhz:
    • процессор Intel Pentium4 2100;
    • системная плата ASUS P4T-E (i850);
    • оперативная память 512 MB RDRAM PC800;
    • жесткий диск Quantum FB AS 20GB;
  • Компьютер на базе Athlon XP 1800+:
    • процессор AMD AthlonXP 1800+ (1533Mhz);
    • системная плата EpoX 8KHA+ (VIA KT266A);
    • оперативная память 512 MB DDR SDRAM PC2100;
    • жесткий диск Seagate Barracuda IV 40GB;

Тестирование проводилось под операционной системой Windows XP Professional. При установке нового ускорителя система переустанавливалась, чтобы избежать возможных ошибок.

Во время тестирования использовались разрешения экрана 1280х1024 при 32-битной глубине цвета. Мы отказались от использования разрешения 1600x1200 в силу того, что разница в скорости работы ускорителей между этими разрешениями незначительна, и ею можно пренебречь. А в более высокое разрешение мы переключались с целью проверить, останется ли 3D MAX в рабочем состоянии или нет. Основное тестирование проводилось под OpenGL API, от тестирования в Direct3D API мы также отказались в силу низких результатов всех ускорителей в этом API. Для карт серии Quadro мы также проводили тестирования с драйвером MAXtreme.

Сцены, применяемые нами в тестировании, практически не изменились. Во всех сценах применяются всенаправленные источники света (Omni).

Для тестирования использовались 5 сцен:

  1. Сцена 1 состоит из 3 источников света и 50 объектов, собранных в один. Количество вершин 37256, количество треугольников 67139. Отрендеренный скриншот сцены:



  2. Сцена 2 сложнее, состоит из 1 источника света и 118 объектов. Количество вершин 306468, треугольников 26051. Отрендеренный скриншот сцены:



  3. Сцена 3 является самой сложной в плане количества вершин и треугольников — 564196 и 1098352 соответственно. Количество объектов-13, один источник света. Отрендеренный скриншот сцены:



  4. Сцена 4 не содержит сложной геометрии, она предназначена для тестирования работоспособности ускорителя с большим количеством источников света. Состоит из 4 геометрических объектов неправильной формы, общее число треугольников составляет 24960 при 12488 вершин. Используется 10 источников света типа Omni. Отрендеренный скриншот сцены:



  5. Сцена 5 полностью аналогична предыдущей, только источники света там используются другого типа-Spot. Этот тип освещения является более сложным для расчетов. Отрендеренный скриншот сцены:

Основной упор при тестировании был сделан на оценку скорости работы при различных вариантах затенения предварительного рендеринга как в большом окне, так и в малых окнах. Также выявлялись и фиксировались все ошибки, возникающие при работе. Использовались стандартные установки 3D MAX и специально разработанные сцены, различающиеся по сложности.

Каждая сцена просматривалась как в максимально развернутом окне, в каждом из четырех режимов:

  • Wireframe



  • Facets



  • Smooth + HighLights



  • Smooth + HighLights, texture on

так и в режиме просмотра четырех окон, в каждом окне свой режим — по часовой стрелке, начиная с часу — WireFrame, Facets, Smooth+HighLights, Smooth+HighLights texture on.

Мы отказались от использования режима Smooth+HighLights с включенными текстурами и включенной текстурной коррекцией, так как разница с коррекцией и без весьма незначительна. Настройки каждой сцены можно изменить через контекстное меню, щелкнув правой клавишей мыши на рабочем поле окна. Почти все параметры вьюпорта задаются в меню Viewport Configuration.

Выбранные для тестирования режимы визуализации — wireframe, facets, smooth+highlights и smooth+highlights с включенными текстурами являются наиболее часто используемыми в повседневной работе:

  • Wireframe — режим отображения геометрии в виде сетки. Является наиболее удобным для создания и редактирования геометрии, хотя не всегда даже приблизительно дает понять, как будет выглядеть отрендеренная картина, по большей части в работе используется именно этот режим визуализации. Для тех, кто вообще не использует режимы предварительного рендеринга, имеет смысл обратить внимание именно на результаты тестов в этом режиме.
  • Режим визуализации facets отображает геометрию в виде залитых цветом материала треугольников и дает представление о том, как будут выглядеть фигуры и примерно как они освещены. Очень приблизительно, но зато довольно быстро.
  • Наиболее информативным в плане приближенности к финальному виду сцены является режим визуализации smooth+highlights и его разновидность-smooth+highlights с включенными текстурами. Сглаженное отображение освещенных поверхностей с текстурами дает возможность оценить внешний вид сцены, хотя освещение в этом режиме программа показывает очень условно.

Методика тестирования ускорителей в 3D Studio MAX 3.1

Ниженаписанная методика применяется для тестирования первых трех сцен.

  1. Устанавливаем операционную систему Windows XP Professional на чистую машину.
  2. Устанавливаем драйвера от ускорителя и системной платы компьютера.
  3. Устанавливаем 3D Studio MAX 3.1 в стандартной конфигурации.
  4. Запускаем 3D Studio MAX и выбираем один из хардварных API.
  5. Загружаем первую демо-сцену. Тестирование состоит из нескольких этапов: оценки качества и стабильности работы, оценки производительности в рабочих окнах при различных режимах затенения и скорости рендеринга. (Для изменения режимов просмотра используется меню конфигурации экрана, которое вызывается нажатием правой кнопки на надпись в левом верхнем углу в любом из четырех окон вьюпорта)
  6. Просматриваем сцену в максимально развернутом окне в режиме wireframe, facets, smooth+highlights с выключенными текстурами и smooth+highlights с включенными текстурами. Двигаем камерой, перемещаем и вращаем объекты, при этом записываем субъективные характеристики скорости работы, плавности смещения объектов, насколько быстро перерисовывается экран при движении объектов, при надобности делаем скриншоты.
  7. Субъективно оцениваем скорость и качества работы при включенных 4 окнах вьюпорта со следующими режимами: wireframe, facets, smooth+highlights со выключенными текстурами и smooth+highlights с включенными текстурами. (в каждом окне свой вид). Здесь также оценивается скорость прорисовки изменений в каждом окне при движении объектов или вращении камеры.
  8. Далее рендерим изображение в файлы следующих размеров: 320х240 и 800х600, и записываем время, потраченное на рендеринг. Перед этим сцена загружается заново, так как изменение координат объектов или камеры может повлиять на скорость рендеринга.

  9. Тест №1. Просматриваем анимацию в предварительном режиме в большом окне. Режим wireframe. Оценивается плавность анимации, отслеживается отсутствие или наличие "проскоков", когда изображение скачет через несколько кадров. Записываем средний FPS сцены.
  10. Тест №2. То же, что и пункт 9, но режим facets.
  11. Тест №3. То же, что и пункт 9, но режим smooth+highlights с выключенными текстурами.
  12. Тест №4. То же, что и пункт 9, но режим smooth+highlights с включенными текстурами.
  13. Тест №5. Просматриваем анимацию в предварительном режиме в четырех окнах вьюпорта. Окна те же, что и в восьмом пункте. Анимируется окно wireframe. Оценивается плавность анимации, отслеживается отсутствие или наличие "проскоков", когда изображение скачет через несколько кадров. Записываем средний FPS сцены.
  14. Тест №6. То же, что и пункт 13, но анимируется окно facets.
  15. Тест №7. То же, что и пункт 13, но анимируется окно smooth+highlights с выключенными текстурами.
  16. Тест №8. То же, что и пункт 13, но анимируется окно smooth+highlights с включенными текстурами.
  17. Меняем разрешение экрана на более высокое не выходя из 3D Studio MAX, и смотрим результат — остался ли 3D Studio MAX в рабочем состоянии. После чего меняем разрешение экрана обратно на меньшее и так же смотрим, остался ли 3D Studio MAX работоспособным. Если что-то стало не так отображаться, делаем скриншот.
  18. После окончания всех тестов с текущей демо-сценой повторяем пункты 6-17 со следующей демо-сценой.
  19. После проведения всех тестов (пункты 6-18) со всеми демо-сценами проводим такой же анализ (пункты 5-18) на других API или другом драйвере (в случае поддержки их драйверами акселератора).
  20. Собираем всю полученную информацию и анализируем ее.

Для четвертой и пятой сцен методика была несколько упрощена — сцена просматривались под всеми API, но снимались только показания среднего фпс сцены, и также обращалось внимание на качество отображения сцены.

Благодарим за разработку основ этой методики Булата Даутова.

Настройки карт и используемые драйверы

Настройки драйверов карт одинаковы для обеих тестируемых платформ. Мы использовали последние доступные на момент тестирования версии драйверов.

Чтобы не загромождать материал большим количеством скриншотов с настроек драйверов, сообщаем, что после установки драйвера в нем не менялись настройки, кроме того, что выключался режим вертикальной синхронизации и антиалиасинг. Также, если была доступна опция оптимизации под 3D MAX, то эта функция принудительно включалась. Все остальные настройки оставались такими, какими их установили программисты фирм разработчиков.

ATI FireGL2

Карта работала на драйвере версии 20.82

ATI RADEON 8500

Эта карта тестировалась на драйвере версии 6.011.

NVIDIA Quadro2 MXR

Эта карта тестировалась на драйвере версии 21.85.

NVIDIA Quadro2 PRO

Эта карта тестировалась на драйвере версии 21.85.

NVIDIA Quadro DCC

Эта карта тестировалась на драйвере версии 21.85.

NVIDIA GeForce4

Эта карта тестировалась на драйвере версии 27.20.

Помимо драйвера OpenGL для линейки карт Quadro присутствовал собственный драйвер ELSA MAXTreme v3.01.04 (установленный с драйверного диска, прилагаемого в комплекте с ELSA Gloria DCC. Также этот драйвер выложен на web-сайте NVIDIA и/или ELSA и доступен для скачивания любому желающему). Вот его настройки:

На этом вводная часть заканчивается и мы переходим непосредственно к результатам тестирования.

[ Следующая часть (2) ]





Дополнительно

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.