未来游戏的画面渲染趋势

那么未来的游戏画面渲染趋势又会如何呢？ATI公司根据今年游戏的程序编写，作出了如下的判断。

“像素着色器程序中算术指令和纹理指令的比率将达到5:1甚至更高的比率”

　　根据ATI的研究，在2001年刚刚出现具备像素着色器的显示卡时，当时游戏的像素着色器程序中算术指令和纹理指令数量的比例在1:1左右，打这以后，算术指令的数量呈显著增加之势。在2005年，游戏中每个像素的平均着色器程序指令数目是30条，算术指令和纹理指令数量平均比率达到了5:1，也就是说现在的像素着色器程序中，平均每5条算术指令才会出现一条贴图指令，而这样的算术指令数量急剧增长趋势仍将继续保持下去。

　　ATI还表示，在最近的游戏中，大多数的像素处理操作都还只是对整数纹理作双线性过滤、点取样，这类操作通常只需要纹理单元一个周期就可以完成。而其他像素处理则是需要多个周期的三线性过滤、各向异性过滤以及浮点纹理查表操作。透过多线程技术，可以在TMU执行需要多个周期的纹理操作（例如到显示内存中抓取纹理）的时候，让Pixel Shader执行若干不同线程条的算术指令。

　　算术操作和纹理操作这两种操作的一个重要区别在于后者的性能比较容易受到外部资源影响，例如内存带宽和内存容量。ATI认为，如果在没有线性增加外部资源的情况下，单纯增加更多的纹理单元所获得的性能提升并不理想。但是如果要线性地增加内存带宽和内存容量的话，所增加的成本实在很高。相比之下，在大多数情况下增加算术单元的数量，却都能有效地获得相应的算术操作性能提升。

　　例如3DMARK 03中的Pixel Shader 2.0单项测试中，大象、犀牛表面的大理石纹理和托盘表面的木纹理其实都是由被称作“过程贴图（procedural texturing）”的渲染方式实现的。除了可以用来表现各种材质的肌理外，像漂浮的云彩等效果都可以使用过程贴图来实现。

　　和以往完全仰仗纹理操作的方式来实现类似的效果相比，procedural texturing更依赖于算术操作的过程贴图渲染方式可以显著地降低内存带宽和显卡内存空间的需求，美工只需要增加或者改变参数就可以改变效果。由此可见，传统的纹理计算中的部分动作其实可以由算术计算来替代，增加算术指令运算的能力同样可以在某种程度上有效地能提高“贴图”性能。