一切为了真实 物理加速卡之前世今生
电子游戏这个产业的出现，一方面说明了人类科技的进行，也非常直观的说明了人类文化的发展，人们的娱乐方式从一个真实残酷的世界转移到了另一个虚拟的电子世界中，在这个虚拟环境中和真实世界一样，有朋友，有敌人，有植物，有动物，有树林，也有巨大的城市，在这个世界中，人们可以自由来去，不受约束，可以做一些平时在实现世界中不可能做到的事情，而且不用承担任何责任和任何人身危害。而正是它的虚拟真实性，才使得电子游戏产业的发展速度以几何速度增长，包括从专用机到电视再到电脑，跨越了数个时代的各种不同游戏平台，从黑白时代到彩色时代，从平面时代到3D时代，发展不过短短的十几年时间，而游戏产品的发展也推动另一个行业的快速进步，那是图像处理技术。这项技术被广泛的运用于各种电脑游戏之中，在游戏中，画面由几百像素组成的简单图像到现在的每一帧图像中所包含的上千万个多边形，这项技术所做的一切都是为了游戏，而游戏所要带给玩家的就是最真实的感受，而我们目前的图形处理技术能带给我们真实的感受吗？
PPU：游戏至上
在游戏中，特别是在3D游戏中，真实性往往是需要高标准的硬件设施才能达到的。不知道各位喜爱玩显卡和3D游戏的玩家记不记得，在3DMark 03测试软件中有着一个测试场景，在一个树木茂密的大自然中，阳光普照，有着河流和各种植物，十分漂亮。相信用3DMark 03测过显卡性能的玩家一定都会记得吧。这一幅场景中，画面由河流中转入到岸上场景以后，相信大家就会发现帧数下降得非常利害，性能较好的显卡大概可保持在每秒20～30帧左右，而普通的低端入门级显卡就有些惨不忍睹了。这是为什么呢？首先，这幅场景中拥有大量的多边型计算和多边型贴图和一个高亮度光源进行光照，这些计算本来就相当十分耗费系统资源，但是这其中还有一个非常重要的因素就是加入了风的运动。当树叶和植物受到风的影响而左右摆动起来，这其中要涉及到大量的物理计算，包括树叶摆动的幅度，风力的大小，风的方向和阻力等等。
GPU在处理各种图形计算的同时还要负责去运算这些物理变化，而GPU的运算性能在受到物理处理瓶颈时就会影响到其他的图形处理效果，所以就会直接导致帧数的下降。而在大型的3D游戏中，为了使游戏的画面更加的真实，开发小组就会在游戏中设计许多接近现实的物理计算，比如：自由落体，物体运动，空气流动，力的反弹以及各种物体间碰撞等等。但是在传统的计算机中，游戏的物理运算基本上是通过物理引擎加上CPU处理后的物理参数后再反馈到中游戏之中，这种方式往往在遇到大规模的物理运算时就会出现运算瓶颈，这也就造成了游戏中一旦出现大量物理运算时，帧数就会明显下降。那么如果来解决这个问题呢，在Game Developers Conference （以下简称GDC）2005游戏开发者大会上，一家来自美国的半导体生产厂商AGEIA给我们一个非常好的答案：PPU。
什么是PPU呢？PPU就是Physics Processing Unit（物理运算处理器），如果CPU是为了达到更快的运算速度，GPU是为了达到更好的图像效果，那么PPU就是为了使游戏更加真实。在以前的3D游戏中，大多数的背景和物体都只是一些死死的贴图效果，毫无真实感可言。而在去年发布的FPS游戏大作Half Life 2（半条命2）中，游戏开发商就给了玩家们一个非常真实的物理世界。你可以在游戏中捡起一个废纸盒，然后把它抛向远处，然后可以看见它撞击到墙壁以后反弹到上地面上，溅起一阵灰尘。接近于真实物理效果使得游戏不再是由一个个的贴图组成，任何物体都是可移动的，它们都遵守着游戏中的物理参数，组成了一个“真实”的游戏世界。
3D世界的发展史
3D游戏的出现，说白了，也就是为了追求真实，为了让广大的玩家能够全身心投入到游戏之中。而游戏产业的一次重要革命也就是从那个平面的2D界面转换到一个立体的3D世界。而在这次革命中，有许许多多让人们难以忘怀的名字：3dfx、Voodoo、3D加速。
虽然3dfx并不是3D技术的创始者，但是是它让人们记住了到底什么才是真正的3D游戏。1997年，第一块3D加速卡Voodoo问世了。在那个只靠CPU来完成大量图形计算的时代，Voodoo让人们见识到了3D加速技术的魅力，各种滤镜效果、性线过滤、抗锯齿等3D特效技术把3D游戏的画面提高到了一个全新的层次，人们也终于明白了，原来这才是真正的3D游戏。这一次革命，也带动图像处理技术的飞快发展，也造就今天的nVIDIA、ATI等著名厂商。虽然3dfx失败了，但是它的光辉是无法抹去的。它让3D游戏彻底的摆脱了CPU的软加速，也使得显卡这一产物成为今天电脑中的重要组成部分。
由于3dfx内部管理不当，最终这个疯狂的时代还是慢慢的平静下来，被现在的显卡巨头nVIDIA所收购，在历经了3D加速时代以后，图形处理技术的发展趋于平淡起来，虽然这期间还是有让玩家兴奋的东西出现，但是始终少了像Voodoo那种让人痴迷的感觉，而图像处理技术发展到今天，从当年的3D加速技术到今天的GPU，3D处理技术也历经数代，技术发展也是日新月异 ，但是始终难以摆脱当年3dfx所留下的影迹，我们完全可以相信，Voodoo是不可替代的。
而今天PPU的出现，让人们再一次的看到了图像处理技术的新出路，不再是像以前一样只是单一的工艺进步、频率提升、管线堆叠，而是采用了不同方式的处理技术。以往游戏的物理运算都是依靠CPU来辅助GPU来进行物理运算，但是GPU本身的处理就已经非常繁忙，而加入了PPU以后，GPU便摆脱了耗费资源的物理运算，而只负责进行图像的渲染和显示，而PPU负责进行单独的物理运算，CPU则进行两者之间的综合协调，达到完全互补效果，使得游戏的表现更加接近于真实。PPU的出现又将是一轮新的3D技术革命，而将物理计算和图像处理分开运算可以创造出更加生动的和真实游戏环境。而玩家也将体验到像电影中的一样的壮观场面，各种物体爆炸、撞击、建筑物倒塌等等。有了PPU的辅助以后，可以很轻松的实现各种复杂的碰撞
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