DX10救世主！PC大作Crysis特效全解析

    紋理貼圖大家都明白，就是往建好的3D模型上“貼”一些二維的畫面，讓人物顯得更真實一些，比如常見的磚墻、凹凸不平的地面等，這些如果全部用三角形來實現(xiàn)的話，那么模型就會非常復(fù)雜，GPU將會不堪重負，但如果用“一張已經(jīng)畫好磚紋的紙”貼上去的話，那么渲染起來就會輕松好多。

    但是這么做也有很大的缺點，貼圖畢竟是2D的，如果在游戲中換個角度看的話，很容易就會發(fā)現(xiàn)墻面沒有任何立體感，磚紋看上去非常假！為了讓2D貼圖看上去也有3D立體效果，就誕生了多種貼圖技術(shù)，比如凹凸貼圖、法線貼圖、位移貼圖、視察映射貼圖等。

● 凹凸貼圖

    凹凸貼圖技術(shù)簡單說起來是一種在3D場景中模擬粗糙表面的技術(shù)，將帶有深度變化的凹凸材質(zhì)貼圖賦予3D物體，經(jīng)過光線渲染處理后，這個物體的表面就會呈現(xiàn)出凹凸不平的感覺，而無需改變物體的幾何結(jié)構(gòu)或增加額外的點面。例如，把一張碎石的貼圖賦予一個平面，經(jīng)過處理后這個平面就會變成一片鋪滿碎石、高低不平的荒原。當(dāng)然，使用凹凸貼圖產(chǎn)生的凹凸效果其光影的方向角度是不會改變的，而且不可能產(chǎn)生物理上的起伏效果。

凹凸貼圖渲染出的墻壁，注意看邊緣其實沒有任何凹槽

    凹凸貼圖在今天看來已經(jīng)是老的不能再老的一種技術(shù)了，雖然能夠獲得凹凸的效果，但是凹凸的程度非常受限制，基本上只能做出一些簡單的浮雕效果來。這種技術(shù)通常用在一些觀察視角變化很小的情況上，例如地面，墻壁，遠處的一些模型等等，如果角度稍微一大，你就會發(fā)現(xiàn)那些凹坑其實是根本不存在的。

● 法線貼圖

    法線貼圖就是把一個表面的凹凸情況用每個點的法線向量記錄下來，在貼圖的時候根據(jù)法線貼圖做光影的變換，從而實現(xiàn)凹凸效果。

    法線貼圖比起凹凸貼圖而言，能夠?qū)崿F(xiàn)的效果更好了，相對的就是運算量更大了，需要大量的紋理材質(zhì)，每個象素的光照情況都需要計算這個點的法線向量和光照情況的夾角計算該點的亮度和顏色。為了節(jié)約GPU資源，ATI曾開發(fā)了3DC+紋理壓縮技術(shù)，這對于法線貼圖有莫大的幫助。

法線貼圖的渲染過程

    當(dāng)然，法線貼圖技術(shù)同樣不是完美的，它也有著自己的不足，凹凸貼圖沒有能夠解決的切向效果問題肯定是仍然不能夠得到解決。此外，就是法線貼圖技術(shù)不能夠解決解決更大的凹凸情況的效果。大家如果去觀察的話，法線貼圖效果能實現(xiàn)的通常是一些內(nèi)凹或者外凸不是很嚴(yán)重的表面效果。

● 視差映射貼圖

    法線貼圖在解決比較深的內(nèi)凹的情況的時候不能夠達到的效果被ATI打破了，這個技術(shù)就是視差映射貼圖。相信在ATI發(fā)布X1000系列顯卡時，大家已經(jīng)見識過其中一個叫做ToyShop的Demo，其中路面的磚塊就是利用視差映射貼圖渲染出來的效果。

大名鼎鼎的Toyshop Demo中包含多項圖形技術(shù)

    視差貼圖技術(shù)我們其實應(yīng)該稱之為視差遮蔽貼圖技術(shù)，因為在這一技術(shù)中，會對紋理的坐標(biāo)做變換，一些凸出的紋理會遮蔽到其他的紋理，這樣就會看起來具備更好的凹凸的感覺了。正如我們在上圖看到的情況一樣，地面上的石塊的凹凸感覺非常好，前面的石塊已經(jīng)對后面的石塊進行了局部的遮蔽。

    雖然看起來ToyShop當(dāng)中的磚塊依然很假，但磚塊之間凹凸的效果已經(jīng)得到了完美體現(xiàn)，非常遺憾的是，沒有任何一款DX9游戲使用過這種視差貼圖技術(shù)。

● 為何直到DX10時代才啟用視差映射貼圖技術(shù)

    視差貼圖技術(shù)的實現(xiàn)原理，其實和法線貼圖是一樣的，都是根據(jù)法線貼圖進行的處理，所以我們可以把它當(dāng)作是法線貼圖的一種衍生技術(shù)。視差貼圖技術(shù)的實現(xiàn)是和硬件沒有必然聯(lián)系的，這個技術(shù)概念的誕生其實也非常早，只不過在實際程序中應(yīng)用的并不是很早，這是因為視差貼圖技術(shù)的運算量要比法線貼圖大了不少，原來的顯示芯片基本上都運行不了，雖然X1800XT可以運行這個Demo，但是直到X1900XTX發(fā)布時，這個Demo才得以流暢運行。

狂野西部DX10版本使用了視差映射貼圖

    目前只有狂野西部這款游戲使用了視差映射貼圖，而且只在DX10版本提供，DX9不支持。到底是刻意不讓DX9支持還是因為渲染方式不同的原因放棄支持，這個由于官方并未公布詳細的技術(shù)資料，因此難以定論。

    總的來說，由于DX10顯卡都采用了統(tǒng)一渲染架構(gòu)，可以方便的集中利用Shader資源，來渲染出復(fù)雜的特效。再加上有全新的幾何著色器輔助，因此特效的運用方面可以更加靈活，游戲開發(fā)商可以很容易的自定義一些特效渲染方式，所以將先進的技術(shù)都安置在DX10模式之中也是無可厚非。

    Crysis也大量使用了視察映射貼圖，當(dāng)光線變化、或者視角改變時，您就可以直觀地看到地表貼圖凸起部分的陰影隨之而動，立體感十分強烈，逼真度絕對遠勝于狂野西部！