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标题: 主机游戏技术普及3。各向异性纹理过滤 [打印本页]

作者: o_sharp 时间: 2013-9-16 23:09
标题: 主机游戏技术普及3。各向异性纹理过滤
本帖最后由 o_sharp 于 2013-9-20 00:35 编辑

第一期的链接：https://bbs.luryl.com/thread-3549729-1-1.html
第二期的链接：https://bbs.luryl.com/thread-3554871-1-3.html

第一天前言

在前两期中，我们花了20天的时间，就读懂了第五代游戏主机的3D机能。距离次世代还远吗？:D

不远！因为开始是最难的，也是最重要的。

从今天开始，我们要开始聊第六代主机：Dreamcast，PS2，Gamecube和Xbox。

如果说以前是群雄割据的时代，那么第六代主机则是真正的强强对决：它只有四个王者。第五代主机中的3DO，CD32，Jaguar，Neo Geo CD，PC-FX等等主机，都已经退出了历史舞台。

世嘉率先在1998年发售了Dreamcast，正如它名字所暗示的，这是一台造梦的机器。

我在第二期说过，N64几乎就是一台低分辨率的Dreamcast。反过来说，Dreamcast的硬件比N64的硬件能做的事情几乎是一样的。但是，在每一个方面都都是大幅超越，尤其是更好的纹理过滤和抗锯齿技术。

Dreamcast是历史上最容易编程的游戏主机之一。从硬件上说，它几乎没有短板；从软件上说，世嘉和微软有很深的合作关系，部分游戏甚至是直接用DirectX6进行编程的。

Dreamcast的VMU也是游戏主机史上的创举。VMU是插在手柄上的存储卡，还有一个液晶屏，可以利用存档来游玩小游戏。

我个人认为，WiiU和SmallGlass都继承了这个思路，而存储卡插在手柄上的设计则被Xbox继承了。

另外，Dreamcast也是历史上第一台可以联网游戏的主机。

Dreamcast的发售的很早，它的出现马上让N64黯然失色，有效的起到了打击竞争对手的作用。但是好景不长，2000年索尼一鼓作气发售了PS2。

PS2的设计思路跟Dreamcast是相反的。PS2可以处理非常多的三角形，但是缺乏优秀的纹理过滤和抗锯齿。

这就导致了一个现象：PS2游戏在简单的HD化以及纹理过滤提升之后，视觉上会很多。

相反的，如果我们观察Dreamcast上的索尼克或者疯狂出租车的HD版，就没有这么明显的提升。

PS2的硬件很复杂，编程也很困难。

究竟有多困难呢？

大家都知道，很多开发者抱怨PS3的编程困难，对吧？但是，PS3跟PS2相比，根本就是天堂了。就是这种程度的困难。

所以说，PS2是一代王者，不过并不代表它的硬件设计就最为合理。

PS2使用了DVD作为存储介质，在容量上完胜了Dreamcast的GDROM，这也是PS时代继承下来的播片思路的延续。这个思路一直持续到PS3的Blu-ray。

市场在沉寂了一年半之后，Gamecube和Xbox几乎同时发售了。

应该说，这两台主机的机能比Dreamcast和PS2强不少。因此，以后我们比较的重点将会是Dreamcast vs PS2，Gamecube vs Xbox。

有人肯定要说了：楼主你不是说机能没有量化的公式吗？那你怎么就敢说Gamecube和Xbox的机能更强呢？

因为它们的“兵力”、“粮草”和“运输队”都更强，所以整体上肯定就更强了。即便不能量化，但是在这种情况下，还是可以做出结论的。

Gamecube的硬件设计是比较成功的，以至于直接继承到Wii去了。

而因为世嘉和微软的合作关系，Xbox在很多方面都继承了Dreamcast的衣钵。比如手柄的设计，手柄上的存储卡，对联网游戏的重视等等。当年也有很多世嘉游戏在Xbox上独占。

最后，抛开机能不说， Xbox在某些方面是非常现代化的：比如，有些游戏可以做到720P输出，像刀魂2。再比如，很多Xbox游戏有5.1环绕立体声的音频输出，而PS2仅仅是在播片时支持5.1声道。

第六带主机是3D主机游戏迈向成熟的时期。

今天很多游戏所使用的新技术，往往都能在PS2、Gamecube或者Xbox末期的游戏中找到雏形。

因此，要想了解次世代技术、了解PS4和Xbox One的机能，就必须先了解第六代游戏主机的技术。

明天我们正式开始讲Dreamcast，大家明天见！

第二天各向异性纹理过滤（Anisotropic Texture Filtering）

我们家的游戏在东京电玩展公布啦！据说是由SCEJA的***亲自宣布的。之前Vita版反响很好，所以续作也得到了SCE更多的重视，尤其我们这是唯一的亚洲公司开发的PS4游戏。

新闻区的链接在这里：https://bbs.luryl.com/thread-3580516-1-1.html

我这两天有点忙，所以本文的更新稍微慢了点，大家请多多包涵~

今天我们讲的是各向异性纹理过滤（Anisotropic Texture Filtering）。嗯，又是一个绕口的名词。

我们先来拆解、分析一下这个词的字面意思。

Anisotropic的拉丁文词源是An-Iso-Tropism。An是Not的意思，Iso是Same的意思，Tropism则是方向的意思。所以，Anisotropic Texture Filtering的意思是：不同方向的纹理过滤不一样。

各向异性纹理过滤是一种更高级的过滤方式。

大家先回忆一下，以前讲过的双重线性和三重线性过滤是什么？

双重线性纹理过滤是指像素的颜色取决于邻近像素的颜色；三重则是多纳入一项因素：Mipmap。

有了三重线性纹理过滤，基本上我们可以看到不同细节的Mipmap之间会有过渡，不至于衔接的很生硬。如下边的左图：

右图则是各向异性纹理过滤的效果。我们可以看出，纹理更加清楚了，锐利度更高了！

那么，这到底是怎么做到的呢？

因为各向异性纹理过滤，在极端视角的情况下，也有很好的表现。

大家注意看，随着地平线越来越远，我们看地面的角度也会越来越小。这时候，普通的过滤技术就会很模糊，因为显卡不得不去使用比较低细节度的Mipmap。（这里如果不太记得的话，可以复习一下第二期的纹理过滤。）

下图是典型的Mipmap。针对远处的地面，如果使用了低细节度的Mipmap，垂直方向是合适了，但是水平方向就糟糕了：水平方向会被拉伸的很模糊。

但是，如果我们从不同的方向都进行取样，就可以解决这个问题。如下图，我们可以使用左下角的Mipmap，这样无论哪个方向都不会模糊。

各向异性纹理过滤的基本思想就是这么简单的！

在实际的应用中，上面那种不同方向的Mipmap并不是事先生成的，而是由显卡实时生成的。（思考一下为什么？）

有了以上的信息，我们知道，显卡的这项功能需要消耗更多的带宽和一些处理能力。

Dreamcast的显卡从硬件上支持这项技术。在那个时代，有些主机（例如PS）是完全没有纹理过滤的，甚至PS2实现这个技术也是很不容易的。

Dreamcast不仅从纹理过滤的效果上惊艳全场，而且它简单易用，显示出硬件设计十分合理。

今天的内容就到这里了，我们一起来复习一下：相对于三重线性纹理过滤，各向异性纹理过滤解决了什么问题？

明天我们会继续讲Dreamcast的优势技术，大家明天见！

作者: hong1234 时间: 2013-9-16 23:10
前排.................................

作者: leehomle 时间: 2013-9-16 23:11
看看

作者: u87hahaha 时间: 2013-9-16 23:12
看看~~

作者: 时之键 时间: 2013-9-16 23:12
占楼～～～～～～

作者: gearsnake 时间: 2013-9-16 23:14
支持学习着~~~~~~

作者: vinroth 时间: 2013-9-16 23:15
留名

作者: 永恒暴雪 时间: 2013-9-16 23:17
支持一下啊

作者: susan1989921 时间: 2013-9-16 23:19
PS3的开发比起PS2是天堂？？

怪不得以现有的主机构造，连PS2的模拟至今都那么困难

作者: siping5huang 时间: 2013-9-16 23:22
顶一下，每期都看很干兴趣啊~

作者: 11198 时间: 2013-9-16 23:23
看看............

作者: ruu 时间: 2013-9-16 23:27
进来支持一下，继续观看~

作者: wsdz 时间: 2013-9-16 23:28
关注一下。。。。。。。。。。

作者: 狂风007 时间: 2013-9-16 23:30
严重支持楼主，我天天都看这个哦

作者: kidddddd1984 时间: 2013-9-16 23:36
支持o大来了

作者: 傻逼死 时间: 2013-9-16 23:40
科普贴继续留名.............

作者: jasonzsq 时间: 2013-9-16 23:40
围观！！！！涨涨知识

作者: enye 时间: 2013-9-16 23:41
看看。。。。。

作者: 世纪末枫 时间: 2013-9-16 23:41
支持楼主，原来这些是第六代主机啊。

作者: lincolnboy 时间: 2013-9-16 23:41
支持楼主！明天来看！！！！！！！

作者: bobocat 时间: 2013-9-16 23:52
進來學習

作者: jax3410 时间: 2013-9-16 23:53
这文章有点长恩

作者: weakcloud 时间: 2013-9-16 23:59

占位等更新

作者: devilyoh 时间: 2013-9-17 00:02
很喜欢LZ这种有营养的科普！！！！！！！

作者: assdfe123 时间: 2013-9-17 00:04
神帖

作者: alphacombat 时间: 2013-9-17 00:06

刚看这么短，原来是前言。
支持LZ大神

作者: XBOX卍 时间: 2013-9-17 00:08
令人期待 😏

作者: a86886205 时间: 2013-9-17 00:15
等楼主这个就像等自己喜欢的轻小说更新一样兴奋呢。

作者: el-melfes 时间: 2013-9-17 00:20
来晚了就变成四环了...

作者: カルナス改 时间: 2013-9-17 00:21
围观下。。。。。。。。。

作者: lis444 时间: 2013-9-17 00:27
更新了，继续学习。

作者: ccggbb 时间: 2013-9-17 00:27
很直观易懂的开场白 DC是本人的最爱很多游戏都有划时代的意义如：刀魂莎木等静等楼主大作。

作者: 寂静之声 时间: 2013-9-17 00:39
终于等到第三期了

作者: 故人是非 时间: 2013-9-17 00:46
前来学习~

作者: aamatrixboy 时间: 2013-9-17 00:48
第三期了……………支持啊…………

作者: ydqydqydq 时间: 2013-9-17 01:07
Dreamcast的VMU只是PocketStation的插手柄版而已
要说创举
PocketStation才是吧

作者: GUNDAMXO 时间: 2013-9-17 01:09
这种优质的营养贴怎么能不顶呢！！

作者: lw20xl 时间: 2013-9-17 01:17
支持技术帝

作者: sandybw8070 时间: 2013-9-17 02:04
此贴必须马克。

作者: 神秘任豚 时间: 2013-9-17 03:46
要好好学习

作者: 嗨嗨小海 时间: 2013-9-17 07:03
看看

作者: 镜像 时间: 2013-9-17 07:19
看看。。。。。。。

作者: 仲影 时间: 2013-9-17 07:41
看看。。。。。。。。。

作者: 影猫 时间: 2013-9-17 07:42
好贴好评•••••

作者: sushun2005 时间: 2013-9-17 07:43
支持期待哦谢谢

作者: liu2596960 时间: 2013-9-17 08:13
很碉堡的样子。。。。。。。。。。。。。。

作者: heluping 时间: 2013-9-17 08:23
顶一下，学习一下。。。。

作者: hESCs 时间: 2013-9-17 08:29
讲DC啦，看的很激动，谢谢o大

作者: fdisk_com 时间: 2013-9-17 08:34
感谢，明天到了。。。。。。

作者: weida5201 时间: 2013-9-17 08:35
第三学期开学啦………………………………………………

作者: 晓静天使 时间: 2013-9-17 08:52
支持下啊~~

作者: 七曜·紅茶 时间: 2013-9-17 08:54
自备板凳后排支持~

作者: nicole-fan 时间: 2013-9-17 09:14
再顶！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

作者: cl123456 时间: 2013-9-17 09:17
lz精品，不能不顶！

作者: zctang305 时间: 2013-9-17 09:20
前排没了。ngc的确是部好的主机，尤其是有不少划时代意义的作品，银河战士，生化4！

作者: asanshy 时间: 2013-9-17 09:30
顶

作者: SHINGO.ma 时间: 2013-9-17 09:35
支持一下啊

作者: 乱兵刹神 时间: 2013-9-17 09:38
本帖最后由乱兵刹神于 2013-9-17 09:39 编辑

看完了真不错啊等更新。。

作者: 影猫 时间: 2013-9-17 10:06
很好奇楼主开发着的是什么游戏

作者: danco 时间: 2013-9-17 10:11
LZ的科普比火影还好看！

作者: geminids 时间: 2013-9-17 10:14
支持LZ开课科普！

作者: SQUALLZOE 时间: 2013-9-17 10:24
强势插入，火钳刘明

作者: guesstsai 时间: 2013-9-17 10:33
Vol.3了支持LZ...

作者: abracadabra 时间: 2013-9-17 10:38
期待DC PK PS2的结论

作者: k_nakata 时间: 2013-9-17 15:01
马克下，又要开始上课了。

作者: hjmsuper 时间: 2013-9-17 15:48
顶一个！！！！！！！！！！！！！！！

作者: segacast 时间: 2013-9-17 16:07
随大流，支持一下

作者: 小鱼真帅 时间: 2013-9-17 16:15
辛苦啦，一天看一点慢慢学习。。。

作者: lml101606 时间: 2013-9-17 16:34
支持啊！

作者: jhmasuji 时间: 2013-9-17 16:45

susan1989921 发表于 2013-9-16 23:19
PS3的开发比起PS2是天堂？？
怪不得以现有的主机构造，连PS2的模拟至今都那么困难

去看看Wikipedia的其他语言文档。。。太直接说明了。

作者: yaoshi 时间: 2013-9-17 16:58
好期待楼主的帖子啊！
DC和PS2我都有，感觉DC就是DIRECTX6时代游戏的画面水准，PS2是DX7的。
特别是在硬件光源和贴图反光上面是PS2强过DC最明显的地方，不过PS2的游戏分辨率普遍都不高，
大部分只有512X448，而DC上许多游戏可以达到640X480的说。

作者: 370334525 时间: 2013-9-17 22:12
看看。。。。。。。。。

作者: 行为艺术 时间: 2013-9-17 22:35
本帖最后由行为艺术于 2015-10-8 04:02 编辑

1111111111111111111111111111111111

作者: lunjiyun 时间: 2013-9-18 09:10
希望以后能把这几期整合到一起发布给大家看，顶！！！

作者: sakula521 时间: 2013-9-18 12:26
强烈支持楼主啊！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

作者: gcss0324_ 时间: 2013-9-18 12:54
支持

作者: david_lau121 时间: 2013-9-18 13:36
强！！！果断马克关注，撸主加油！

作者: psdcgba 时间: 2013-9-18 13:42
感谢楼主的分享，很难看到如此高水平发科普帖！

作者: Hunt.J 时间: 2013-9-18 13:49
围观

作者: darkphoenixx 时间: 2013-9-18 14:34
又开新帖了，排队围观，支持！

作者: dudeism 时间: 2013-9-18 15:07
LZ 辛苦，记得多多配图哦

作者: newtype_perz 时间: 2013-9-18 15:19
DC，恩，之前把DC接到电脑显示器上玩的画面真是非常好啊。

作者: ldq120 时间: 2013-9-18 17:10
看看~~~~~~~~~~~~~

作者: zegusu 时间: 2013-9-18 20:18
每期都来报个到
支持楼主！

作者: axzddg 时间: 2013-9-19 02:24
占楼学习！。

作者: swwbtk 时间: 2013-9-19 10:53
LZ你是不是玩GTA5去了，怎么还不更新

作者: 蓝隼 时间: 2013-9-19 10:58
学习了

作者: o_sharp 时间: 2013-9-19 11:00

swwbtk 发表于 2013-9-19 10:53
LZ你是不是玩GTA5去了，怎么还不更新

抱歉啊~最近工作太忙了。

我哪有时间玩gta5？我连玩gta3的时间都没有。。。

作者: chuhaihao 时间: 2013-9-19 15:01
支持LZ的文章

作者: o_sharp 时间: 2013-9-20 00:36
第二天来的比较晚~

作者: 七曜·紅茶 时间: 2013-9-20 01:16
来晚了支持一下

作者: dragonzet 时间: 2013-9-20 03:45
为什么DC是各向异性过滤？

DC不是单纯的双线过滤+一层MIPMAP组成的过滤方式吗？连三线式过滤都不是。

我感觉有一个游戏可以很好地表现上一代主机的过滤方式

剑魂2

它的PS2版本，使用了两层MIPMAP，在色差下观察地板可以发现两条边界线。

NGC和XBOX版本使用了三线性过滤，地板远处模糊，近处清晰，并且没有明显的边界

求解惑

我一直认为出DC和PS2这样依靠双线过滤和MIPMAP消除贴图在远处和底角度时的闪烁现象，
而XBOX和NGC会使用三线性过滤

各向异性过滤对它们，特别是DC和PS2是不是来得太奢侈一些了？

作者: wooyang 时间: 2013-9-20 08:12
支持LZ，做游戏开发以后玩游戏的时间会少了许多~~想当初都是怀揣梦想踏入这个行业的，最后不少的好友都无奈离开了游戏业。而我也不从事开发工作了，一群热爱console的热血骚年迫于无奈开发网游之后不是离开就是失去了理想。希望LZ能走的更远

作者: ukraine 时间: 2013-9-20 09:18
简单理解就是清晰度??

作者: 寂静之声 时间: 2013-9-20 09:20
次世代越来越近了！DC真是设计的很棒的主机，就是读盘噪音太大。

作者: samus0016 时间: 2013-9-20 09:26
很有用，一再在看！謝謝科普！期待持續更新！

作者: o_sharp 时间: 2013-9-20 09:31
本帖最后由 o_sharp 于 2013-9-20 09:33 编辑

dragonzet 发表于 2013-9-20 03:45
为什么DC是各向异性过滤？

DC不是单纯的双线过滤+一层MIPMAP组成的过滤方式吗？连三线式过滤都不是。

这个没有为什么。Dreamcast硬件支持，开发方便，所以很多游戏有。

当然，也不是每个游戏都用它，代价我正文里都说了。

N64就有三线性和抗锯齿了，单从这两个方面来看，ps2要差一截。

作者: o_sharp 时间: 2013-9-20 09:39

wooyang 发表于 2013-9-20 08:12
支持LZ，做游戏开发以后玩游戏的时间会少了许多~~想当初都是怀揣梦想踏入这个行业的，最后不少的好友都无奈 ...

刚毕业那会儿，我曾经到腾讯出差了大半年，也因此清醒的认识到做游戏最好不要回国，乃至两岸都太不行。

但是，反过来说，国内也不是完全没有机会。不能因为大家都做网游手游，你也做网游手游。独立游戏的生存状况前所未有的好，这也是个利好的形势。

作者: hahahehehoho 时间: 2013-9-20 10:30
o兄您好，太忙的话还是多注意休息啊，对于普通玩家早学晚学的无所谓，弄的您觉都不够睡的话就太不好意思了。

作者: o_sharp 时间: 2013-9-20 10:50

hahahehehoho 发表于 2013-9-20 10:30
o兄您好，太忙的话还是多注意休息啊，对于普通玩家早学晚学的无所谓，弄的您觉都不够睡的话就太不好意思了。 ...

好，我会注意的。：D

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