[转] 瞬间暴涨20帧！详解【战地3】AA优化之道

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推荐FXAA：AMD反行其道原为何？



在EA一轮又一轮“狂轰乱炸”式宣传以及吊人胃口的Beta测试之后，10月25日，万众瞩目的DX11 FPS大作《战地3》终于降世。次日一早，EA就豪言对外宣布，近300的预定量已经破了该公司记录，成为公司史上最成功的射击游戏首发。一周之后，“预计”500万的销量，又使该作荣登历史上销售最快的游戏宝座。

是EA沽名钓誉，还是《战地3》真的如此受宠？至少，在《使命召唤3》到来之前，很难想出能够拒绝这样一款游戏的理由。

在被“寒霜2”引擎绘出的一幅幅逼真、绚丽、真实的战地场景吸引地找不着北之后，随后我们就被DICE一纸官方配置需求彻底吓晕了。在格外醒目地彻底宣布和XP党告别之外，在推荐配置的主要配件云云之中，还赫然躺着几个大字：GeForce GTX 460、Radeon HD 6850或更高级别。

听到怀揣老爷机用户的各种悲鸣声之际，看到一幕幕被卡到疯掉之后的抓狂面孔。除了拿出荷包里的票票升级显卡之外，还能做点什么吗？

坦白说，在《战地3》发布之初，笔者就进行了试玩以及简单测试。不过，由于各种各样的原因致使未能第一时间奉上详细的测试，延期至今，深表歉意。面对如此火热的一款大作，各种评测数据自然是铺天盖地，基本上传统测试该有的都有了，比如前段时间我们的上方大大引用Tom's Hardware的一篇测试就相当全面，涵盖了29款显卡之多。

另外，关于《战地3》采用的“寒霜2”引擎以及相关DX11特效技术，也已有文章着墨较多，这里不再一一赘述了。由于手头没有这么多显卡，而且人云亦云也并没有太大必要，所以本次测试我们会用另一个角度出发，看看到底如何在保证一定画质的条件下获得更好的游戏流畅度，测试流程上较以往也会更加详细，我想这样无论是对已经玩上还是尚未尝鲜的朋友都更加具有实际意义。毕竟没有了流畅度，再多的特效、再真实的画面也都是浮云而已。




AMD官方提供的测试数据

事实上，在《战地3》发布不久之后，AMD公关经理Antal Tungler就亲自撰写了一份优化测试指南，推荐玩家在游戏抗锯齿选项上使用NVIDIA的快速近似抗锯齿FXAA，而且向各大媒体进行了公布官方。并着重说明了FXAA相比MSAA应用更加广泛，在同样能够起效的物体上效果差不多，而且最重要的是对显卡资源消耗很小，不像MSAA动不动就将帧率降低一半。

但是，此时向媒体提供评测指南，不免让人想入非非，而后来各种测试中的A卡弱势更使得AMD此举有钻空子嫌疑。说到底，还是《战地3》对显卡要求极高，而且自家的产品并不占优。不过，既然AMD能横下心向玩家推广竞争对手的技术，看来确实能够从中受益良多。而既然是NVIDIA的技术，肯定对自家显卡百利无害。如果在不影响画质的基础上，这对玩家来讲未尝不是一件好事。接下来要做的就是辨其真伪，嫌官方测试不靠谱？那么我们自己来实际验证吧。



溯本归源 FXAA到底是个啥？

既然这里提到了FXAA和MSAA，而且二者是接下来要优化测试的对象，下面就来详细介绍一下。

说起AA（Anti-Aliasing）抗锯齿，只要玩过游戏的人都不会陌生，反映到实际中的作用就是将游戏图像边缘及其两侧的像素颜色进行混合，然后用新生成的具有混合特性的点来替换原来位置上的点以达到柔化物体外形、消除锯齿的效果，是物体边缘看起来更加平滑。

经过数十年的发展，AA也衍生出了各种各样的形态。主要可以分为Hardware AA（硬件AA）和Post Process AA（后处理AA）这两大类，而这两种又分别演变中各种子集形态。相比之下，硬件AA要十分依赖于硬件性能，而后处理AA则要轻的多。

硬件AA中比较有代表性的就是比较通用的MSAA（MultiSampling Anti-Aliasing）多重采样抗锯齿（其余还有SSAA、CSAA，这里限于篇幅就不再介绍了）。该技术源于OpenGL，是NVIDIA于NV20核心上首次引用，通俗来说就是将游戏3D模型边缘部分放大处理，从而使其看起来更加平滑。MSAA在抗锯齿效果上相当不错，消耗的显卡资源有所降低，但也是相比更加耗资源的SSAA来说的。


FXAA抗锯齿处理过程

而相比之下，FXAA （Fast Approximate Anti-Aliasing）快速近似抗锯齿就算是后处理AA中的后起之秀了，直到今年NVIDIA才将之公之于众。从效果上来看，它是MSAA的一种高性能近似值，而运行原理则非常相AMD更早推出的MLAA（Morphological Antialiasing）形态抗锯齿，一样运行于目标游戏渲染管线的后期处理阶段。但不像后者那样使用DirectCompute，而只是单纯的后期处理着色器，不依赖于任何GPU计算API。所以，FXAA技术对显卡没有特殊要求，可以同时兼容NVIDIA、AMD的不同显卡和DX9、DX10、DX11。所以，也就不奇怪为何AMD会推荐用户使用FXAA了。相比MSAA，FXAA对硬件的依赖度更小，资源消耗更低速度更快。


《战地》中的反锯齿后处理即为FXAA选项


也可以通过通过驱动面板开启


对比MSAA 效果几乎没区别

说了这么多，恐怕大家最关心的还是在《战地3》中，放弃MSAA而启用FXAA会不会造成画面精度和质量上的损失呢？跟MSAA的效果有差距吗？为了一探究竟，我们分别在以下两个场景进行对比。截图均来自1920x1200分辨率最高画质，后期放大截取。


4MSAA FXAA高，栏杆表面光滑，没有锯齿感


2MSAA FXAA高，效果同上，基本没有差别


0MSAA FXAA高，栏杆有少许锯齿感，但并不易察觉


0MSAA FXAA关，锯齿感开始比较明显


4MSAA FXAA高，没有丝毫锯齿感，椅子腿看起来比较光滑


2MSAA FXAA高，和上图看不出有什么差别


0MSAA FXAA高，依然难以分别出锯齿


0MSAA FXAA关，可以明显看到锯齿的出现，椅子腿看起来不平滑了

通过以上对比不难看出，即便是关闭MSAA之后，只要将FXAA调至高级别，物体边缘看起来依然平滑，基本上和4MSAA没有什么差别；而如果关闭FXAA，锯齿感就比较严重了。所以，从对画质的影响上来看，FXAA和MSAA效果十分接近。至少这一点，和AMD的说法是基本吻合的。那对游戏流畅度的影响呢？

9款显卡验证 FXAA/MSAA性能对比测试

具体测试平台如下：


测试显卡我们分别选择了NVIDIA的五款以及AMD的四款，没有选择更低端显卡的原因也是因为AA优化并非没有底限，要想在保证高画质的基础上玩爽《战地3》，一定性能级别的显卡还是必须的，比如NVIDIA的GTX以及AMD的HD 6700系列以下就基本没有太大可塑性。以上参测显卡部分为非公版，也同样调至公版频率。

没有内置Benchmark测试程序也是很多FPS游戏的惯例，这里依然采用Fraps进行测帧。由于《战地3》关卡较多，为了尽可能的反应游戏的真实要求水平，并且保证测试的准确性，我们最终选择了“进退两难”关卡开头场景，耗时为60秒，同时记录平均FPS以及最小FPS。每次测试均为3遍，在保证没有太大测试误差的情况下，以最好的结果为准。


《战地3》图形设定选项

测试驱动分别为最新的285.62 WHQL以及11.10 正式版。下面的结果均在1920x1200分辨率、最高画质条件下测得。看看我们能够在高分辨最高画质下，是否也能获得意想不到的效果。



对于一款第一人称射击游戏，尤其是又以联机模式见长的《战地3》来说，没有40 FPS以上是基本不具备可玩性的。在1920x1200分辨率、最高画质以及4MSAA、高FXAA条件下，即便是GeForce GTX 580也仅有平均54 FPS，最低不过42 FPS，勉强合格，而自GeForce GTX 570、Radeon HD 6950以下的所有显卡均未能达标。看来，官方推荐配置也并非只是吓唬人而已。



而后，我们将MSAA降低到2倍，各款显卡瞬间“如获新生”，无论是高端卡还是主流卡均得到了不同程度的帧数提升。除了相对低端的GeForce GTX 550 Ti和Radeon HD 6850之外，基本上其它几款显卡都具备了不错的流畅度。要知道，通过前面的对比，只要FXAA开到高，2MSAA和4MSAA的效果是基本没有区别的。



最终，索性关闭MSAA。以GeForce GTX 550 Ti和Radeon HD 6850为例，相比2MSAA条件下FPS分别提升了6帧和9帧，而最低FPS也分别从20、22帧提高到23、30。从不具备可玩性，到基本能玩，效果提升还是比较显著的。而且，别忘了，这并非在牺牲绝对画质的基础上得来的。


对号入座 各显卡帧数变化一览及小结

为了更直观的反应各款显卡的前后帧率变化，我们将每款显卡的在60秒测试时间内的FPS变化图绘制如下：


关闭MSAA，平均FPS从54帧提升到71帧，最小FPS由42帧提升到60帧


关闭MSAA，平均FPS从47帧提升到64帧，最小FPS由34帧提升到47帧


关闭MSAA，平均FPS从39帧提升到60帧，最小FPS由24帧提升到41帧


关闭MSAA，平均FPS从30帧提升到49帧，最小FPS由19帧提升到35帧


关闭MSAA，平均FPS从21帧提升到32帧，最小FPS由17帧提升到23帧


关闭MSAA，平均FPS从47帧提升到69帧，最小FPS由33帧提升到56帧


关闭MSAA，平均FPS从41帧提升到61帧，最小FPS由30帧提升到46帧


关闭MSAA，平均FPS从34帧提升到52帧，最小FPS由24帧提升到36帧


关闭MSAA，平均FPS从23帧提升到39帧，最小FPS由14帧提升到30帧

无论是平均FPS还是最小FPS，开启MSAA带来的性能拖累是十分显著的。关闭之后，平均FPS提升20帧以上的显卡也不在少数。所以即便是拥有GeForce GTX 580、Radeon HD 6970级别显卡的玩家，不妨也关闭MSAA，将FXAA设置为高。毕竟，用极其微弱的画质牺牲，换来近20帧的性能提升，还是相当值得的。

这里唯一有些问题的还是最低端的GeForce GTX 550 Ti和Radeon HD 6850，虽然帧数有了很大幅度的提升，但平均32和39帧只能算是刚刚及格，想要玩爽游戏依然还有差距。

于是，我们又进行了如下的测试，看看降低画质和分辨率之后如何，也借此为中低端显卡玩家提供一个类比参考。（图片点击可放大）





很明显，降低分辨率之后，帧数上升还是比较明显的，在其它设置不变的情况下，幅度约为5-6帧。而相比之下，由最高画质调到高画质仅有1-2帧的提高。

而如果依然选择高倍MSAA，即便是降低分辨率和画质之后（包括将HBAO改为SSAO），游戏帧数的提升依然相当有限，依然不具备流畅游戏的及格线。

对于GeForce GTX 550 Ti、Radeon HD 6850及以下级别的显卡，可以基本参照以上两点进行设置。


最后，对于《战地3》，果断放弃MSAA吧！

还是使用集成显卡，上面的这个游戏没有玩过啊。

还是使用集成显卡，上面的这个游戏没有玩过啊。
火炎焱燚 发表于 2011-11-7 11:37

   集显肯定无法玩战地3的。。

560ti hawk玩起来还不错

看来FXAA会普及了。。

FX_AMD_ATI？啊哈？

哇哈哈哈.哥我是用GT240玩通关的....

哇哈哈哈.哥我是用GT240玩通关的....
faswind 发表于 2011-11-10 15:24

   哈哈，游戏还是一样玩，但是体验不同嘛

好东西 学习了

后端渲染AA效率确实不同

学习知识了........