暑期大餐——游戏软硬优化全攻略
硬件周刊
在上篇中我们讲解了硬件选择、BIOS优化、显卡超频、通用设置等一系列打造游戏平台应该注意的事项。这一次我们将开始对3D游戏进行分类，选择目前最为火热的游戏，具体讲解游戏中不同设置的含义、效果的差异，并测试它们在不同设置下速度的差异，给大家一个具体的优化方针和直观的优化结果。不仅如此，我们还将以这些游戏为依托，通过原理讲解和直观测试使大家对一些3D技术有一个比较深刻的了解，更能在今后的游戏设置中举一反三用好它们。
第一人称射击游戏实战篇
作为实战篇的开篇，我们这次讲解第一人称射击游戏(FPS)。在3D游戏领域中这类游戏是最有代表性的，也是对3D显卡要求最高的游戏。这并不难理解，在这类游戏中，屏幕就代表我们所看到的世界，在如此近的距离内要让玩家感受到自己真的处身于这个游戏世界中，就需要最大程度地利用各种三维技术进行世界仿真，或者干脆刻画出另一个让人信服的科幻世界或魔幻世界。所以在游戏界，正是第一人称射击游戏引领着3D游戏的发展，从早期的Doom、Quake3、虚幻到现在的FarCry和马上就要发布的Doom3、Half-life2，无不为3D游戏的发展立下了标杆和指引了方向。
我们已经在上篇中说过这次游戏软硬优化主要针对的硬件平台是使用2GHz左右的CPU、使用千元级显卡的中端硬件平台。所以我们这次搭建的实战平台使用的就是Pentium4 2.4GHz的CPU和NVIDIA GeForce FX5200/5700LE(以下简称NV 5200/5700LE)、ATi Radeon9550(以下简称ATi 9550)三款显卡，这三块显卡我们已经事先将它们的频率都调整到NVIDIA和ATi为它们设定的标准频率上。使用的驱动分别是ForceWare61.72 WHQL版和催化剂4.7WHQL版。其他硬件包括：Intel 865PE主板、DDR400 512MB内存、酷鱼7200.7 120GB硬盘。这些配置都已经尽量接近玩家实际使用平台。还需要说明的是，其实不论是低端、中端，还是高端平台，它们进行优化所遵循的原则和最终优化的对象都是一致的，所以这篇文章也能为低端和高端平台的游戏优化提供很多借鉴。
虚幻锦标赛2004
──游戏中除了各种特效设置外，抗锯齿的选择也左右着游戏的速度与画质
今年Epic Games推出了《虚幻锦标赛2004》(Unreal Tournament 2004，以下简称UT2004)，它完全支持DirectX8.1的像素渲染和顶点渲染，纹理、贴图都更加逼真细腻，建筑和场景愈加宏大，它是DX8游戏的代表，我们以它为例来讲解DX8游戏的优化。
UT2004显示设置
虚幻系列作为优秀的授权引擎，其开发技术已经极为成熟，它可以在保证画面效果的前提下提供尽可能高的游戏速度。在游戏的默认设置下，我们测试平台得到的成绩是：NV 5200的游戏速度是40.773帧/秒，NV 5700LE的速度是47.782帧/秒，ATi 9550的速度是46.791帧/秒。上述速度已经能满足基本的游戏需求了，但在如果遇到激烈的多人近距离对战场景仍然可能会发生停顿、掉帧现象，所以优化仍是必要的。
1.UT2004的显示设置
UT2004显示设置比较多，而且也使用了大量3D专有名词作为选项。“Render device”选择游戏图形加速方式，是Direct 3D还是软件加速。“Resolution”分辨率选择，包括适合宽屏显示器的16∶9模式， NV 5700LE和ATi 9550当然都是推荐1024×768的分辨率，NV 5200在网络对战时可以考虑一下800×600的分辨率。“Color depth”为色深，它分为16bit和32bit，游戏中16bit模式下很容易出现过渡色斑，所以三块卡都建议选择32bit模式。
UT2004中材质细节设置为高时的截图
“Brightness”调节游戏亮度。“Gamma”调节游戏Gamma值，Gamma值是人眼从暗色调到亮色调的一种感觉曲线，适当调高Gamma值，感觉色彩的层次会更丰富。“Contrast”调节游戏画面对比度。适当调节亮度、Gamma值和对比度，会使游戏者的视觉感觉上一个档次，但人们对这三项的要求因感官不同是因人而异的，所以要大家自己调节了。
UT2004中材质细节为低时的截图，地面的纹理已经完全消失不见了，远处的墙上也是光秃秃一片。
“Texture detail”为材质细节，分为Low到High三个不同细节档次，材质细节越高游戏画面贴图越清晰细腻，对系统要求也越高，即使追求游戏速度，三块卡都建议设置在Normal水平上，否则会严重影响画面效果和游戏情绪。“Character detail”为人物皮肤和武器细节，考虑到武器总是在自己眼前晃悠，既不能设置太差影响美观，又不能设置太高影响速度，对于三块卡也都建议将它设置在Normal级别。“World detail”为环境细节，控制粒子效果和一般地图细节，NV 5700LE和ATi 9550可以设置在High级别上，NV 5200设置在Normal水平上。“Physics detail”为物理效果系统细节，该项值设置越高，游戏中的物理动作越真实，不过UT2004中本来人的跑步就像是在飞，所以这项对效果影响不大，三块卡都可以设置为Normal。
“Dynamic mesh lod”为动态网格Lod算法, 这是目前游戏中最常用的一种多边形替换方式。游戏制作时，会给重要的角色或建筑设计若干个多边形的模型，在远景中的使用数量少的多边形模型，降低系统消耗；在近景中使用更细致的数量大的多边形模型，提供更逼真的视觉体验。这里我们建议NV 5700LE和ATi 9550选择Normal，NV 5200选择Low。也可以三者都选择Low，以获得速度更快的游戏体验。
“Decal stay”为弹痕效果停留时间，该时间越长越可能降低帧数，多人近距离对战时，弹痕效果只有拖慢系统的作用，所以这里三块卡都设为最低的Low。“Character shadows”为角色阴影，NV 5700LE和ATi 9550选择Normal ，NV 5200选择Low。“Decals”为是否打开弹痕效果，三块卡都设为打开。“Dynamic lighting”为是否打开动态光源(基于光源改变而对环境外观改变的能力)，这对增强游戏的真实感很有帮助，但它也是耗费资源的大户，我们建议NV 5700LE和ATi 9550打开该项，NV 5200关闭该项，如果是网络对战等急需速度的场合，三块卡都选择关闭。“Detail textures”为材质细节的进一步设置，打开后材质效果更好，三块卡都选择打开。“Trilinear filtering”三线性过滤是用来减轻或消除不同组合等级纹理过渡时出现的组合交叠现象，我们在后面的文章中会加以详细阐述，这里NV 5700LE和ATi 9550推荐打开，NV 5200最好关闭。
UT2004中人物皮肤和武器细节设置为高时和Foliage开启时的截图，枪神随着光源移动有着动态反光效果，地面的草丛也很茂盛。
“Projectors” 为投影效果，比如树木投在地下的阴影，建议NV 5700LE和ATi 9550打开，NV 5200关闭。“Foliage”为是否显示游戏中的叶子、草，建议NV 5700LE和ATi 9550打开，NV 5200关闭。“Weather effects”为开关天气效果，三块卡都可以关闭。“Fog distance”为雾化效果深度，就是游戏中视野的深浅，对于该项无论是中端的NV 5700LE和ATi 9550还是低端的NV 5200都一定要设置为最大，虽然会损失一些速度，但在游戏中谁都不希望比对手“目光短浅”吧。
2.全屏抗锯齿的设置和选择
现在我们借助UT2004来讲解、测试一下全屏抗锯齿的设置和选择问题。所谓全屏抗锯齿就是为消除游戏画面中，尤其是斜面等处细小的锯齿而提供更精致的游戏画面而出现的。它分为超级采样和多重采样两种主要工作方式。我们先以超级采样为例：打开2倍抗锯齿功能，这个时候2倍的超级采样是以2倍于实际的分辨率的情况下运算得来的，如果我们使用800×600的分辨率，实际后台是工作在1600×1200的分辨率下的，那么在屏幕上的每一个像素，实际上是放置在后置缓冲区经2倍分辨率的渲染后的二分之一。经过这种处理，能达到次像素(即小于一个像素)水平的精确度，再过滤这两个像素就产生了全屏幕抗锯齿的一个像素。而多重采样所需要处理的子像素数量明显低于超级采样，主要是在对于像素进行抗锯齿处理之前首先对于像素的位置进行检测，看其是否位于对象的边缘，也就是仅仅处理物体边缘的像素从而大大降低了所需要处理的数据的量，同时还能保证抗锯齿质量。所以多重采样是NVIDIA和ATi今后主要发展的技术。
UT2004中人物皮肤和武器细节设置为低时和Foliage关闭时的截图，枪身像积木一样没有质感，草丛也不见了，地面上只有光秃秃一片。
UT2004的2×Q抗锯齿模式和4×抗锯齿质量几乎一样
NV 5700LE的抗锯齿可以分为2×抗锯齿、2×Q抗锯齿、4×抗锯齿和8×S抗锯齿。其中的2×Q抗锯齿，NVIDIA称其为五点梅花抗锯齿，其实它就是一种特殊的多重采样，其抗锯齿效果直逼4×抗锯齿。我们的测试结果是2×抗锯齿时游戏速度是34帧/秒、2×Q抗锯齿时游戏速度是33帧/秒、4×抗锯齿时游戏速度是24帧/秒、8×S抗锯齿时游戏速度是16帧/秒。从成绩上我们可以看出中端显卡最多也就是可以使用2×级别的抗锯齿。这里我们强烈推荐想体验抗锯齿的玩家使用2×Q抗锯齿，从截图我们可以看出，它的确做到了以2×的速度，取得近似4×的画质。至于NV 5200我们的建议是不要使用抗锯齿，抗锯齿对它来说负担太大，如果追求画质可以将分辨率提升一个等级。ATi 9550我们也是推荐最多使用2×抗锯齿，当然它没有梅花抗锯齿可以使用，不过它也是有自己的独门武器的，在后面的文章中我们将介绍如何打开ATi最新的TAA抗锯齿功能，它也同样可以用2×的速度取得近似4×的画质。
NVIDIA 5700LE的抗锯齿模式
3.小结
UT2004是个高端3D游戏，游戏的显示设置很多，可以设置更改的余地很大，但这样反而容易造成对设置的不知所措。这就需要大家仔细研究我们上述的游戏设置解释了。在保证画质的前提下，优化选项后应该可以得到近10帧/秒的速度提升。最后提醒大家一下，从开头所说的三块卡的速度我们就可以看出，UT2004对CPU的依赖较大，适当对CPU超频也会有不错的效果。
孤岛惊魂
──对于DX9游戏来说，游戏的运行速度和特效的开启程度是成反比的
《孤岛惊魂》(FarCry，以下统称FarCry)由德国的Crytek小组开发，它使用了原创的CryEngine引擎，全面支持DirectX9的像素渲染2.0和顶点渲染2.0，渲染出的水面栩栩如生。游戏支持置换贴图、支持使用结合低多边形和高多边形纹理的法线贴图使用方式，支持大规模地形生成，它是完完整整地塑造了一个小岛，站在山顶就可以看到小岛全貌，不再使用以前3D游戏拿雾来掩盖渲染能力不足的伎俩。不仅如此，在发行的FarCry1.2补丁中还支持Shader Model 3.0。在将要发布的1.3补丁中将支持ATi的3Dc纹理压缩、支持高动态范围渲染。可以说FarCry几乎支持了所有先进的3D游戏技术，而且还在不停地融入刚刚出现的新技术。目前，各大媒体、网站纷纷将它作为DX9游戏的代表来测试显卡的表现。我们以它为例进行DX9游戏的优化讲解。
第一次启动游戏时，会自动弹出FarCry的图形设置工具
既然FarCry的图形引擎如此先进，我们也可以想象它对系统的要求之苛刻。在我们的测试平台上，使用游戏默认设置NV 5200的速度是20.507帧/秒、NV 5700LE的速度是26.592帧/秒、ATi 9550的速度是31.561帧/秒。这是普通场景的速度，如果出现多人近距离对战，速度还会大幅下降。
1.FarCry中各设置项的意义
要想提高游戏速度还是需要在优化上下功夫。FarCry的图形设置分为基本设置和高级设置两大类。在基本设置里，包括Readerer图形加速方式选择、Resolution分辨率、Brightness亮度、Contrast对比度、Gamma值这些常规选项，我们在UT2004中已经详细讲述过，这里不再赘述。对于Vertical Sync垂直同步，一般都是建议关闭。
Render Mode是FarCry的特色之一。在DirectX9的支持下FarCry一共有五种渲染方式。第一种是默认方式，这也是普通的游戏模式，提供的效果、图像颜色画质以及颜色都很正常。第二种为增强(Improved)模式，主要就是对图像的细节进一步的加强。第三种为天堂(Paradise)模式，将游戏的画面变得更加的唯美，光线更加柔和，而且具备了光晕，视觉效果华丽而又朦胧。第四种为冷色调(Cold)模式，将游戏原本鲜艳的画面用一种冷色调为主的画面所代替，显得更加阴沉，估计没人喜欢这种模式，只能用来炫耀。最后一种是卡通(Cartoon)模式，是游戏机上比较流行的渲染模式，近来也因其独特的效果在PC游戏中蔓延开来。通过测试我们发现这5种渲染模式的执行效率各不相同，默认情况下速度最快，随着采用了增强、天堂、冷色调和卡通这些渲染模式，速度一步一步的降低，其中最耗费显卡资源的“卡通渲染模式”的速度仅仅为正常模式的85%左右。所以对于NV 5700LE、ATi 9550和NV 5200还是老老实实地采用默认模式吧。
卡通(Cartoon)模式
Very High画质截图
High画质截图，对比可以看出此时船头已经没有Very High时那种漂亮的光泽了
Medium画质截图
Low画质截图，效果和上面一比，简直是惨不忍睹，水面成了蓝色块状，地表和树木的纹理贴图明显糊了很多
在高级设置中包括Texture Quality纹理质量设置，它决定了几乎所有多边形表面的纹理质量水平，对游戏速度影响比较大，建议NV 5700LE、ATi 9550设为Medium，NV 5200考虑到要保证画面质量也设为Medium。Texture Filter Quality为纹理过滤质量，它对速度影响较小，不过因为前面的Texture Quality设置得并不高，所以这里设置过高并没有什么意义，三块卡都设为Medium即可。Particle Count为粒子系统，它对模拟烟火、爆炸、烟雾及一些特殊的光影效果起着最重要作用。而这些往往又是近距离对战帧数急剧下降的罪魁之一，建议NV 5700LE、ATi 9550设为Medium，NV 5200设置为Low。Special Effects Quality为特效质量，它可以指定动作模糊、耀斑效果等一系列特效的开启与设定值，这对增强游戏的真实性大有帮助，三块卡都可以开到Medium级别。
Environment Quality为环境效果，顾名思义它用于设置各种环境细节，并牵涉到建模物体使用的多边形的多寡，建议NV 5700LE、ATi 9550设为Medium，NV 5200设置为Low。Shadow Quality为渲染质量，三块卡都推荐设置为中等，太低了会影响游戏中的视野距离。Water Quality为水面效果，在一个3D游戏中水的渲染效果如何往往代表了这个游戏画面质量的高低，FarCry的水面效果应用了像素渲染技术，绝对是目前表现最佳的游戏水面之一，为了画面质量我们建议三块卡都设置为Medium，设置太低就会使游戏大大失色。Lighting Quality为光照质量，它决定了凹凸贴图效果、大面积光照质量、光线强度、光线渲染范围等一系列特效的刻画，也极为耗费系统资源，建议ATi 9550设为Medium，NV 5700LE和NV 5200设置为Low。
2.小结
其实FarCry的图形设置远远不止上面我们所说的那样。以上8项，每一项都可以在设置中再次细分。以Special Effects Quality特效质量为例，它下面可以细分为14项，Crytek把每个小项的名称和取值都列了出来，可以任意更改。这样算下来我们可以有65个细节选项，通过这些排列组合，我们可以营造出自己独一无二的FarCry世界。不过如此详细的游戏设置太容易让人困惑了，尤其是那些细节选项的名称和控制的效果如果不是专业开发人员是恐怕是无法认全的，所以我们建议普通玩家只要调整我们解释的那八大项就可以了。此外我们也可以使用设置中的Auto detect让游戏自动监测硬件、自动设置选项后，我们再进一步手动调整，或者干脆使用游戏自定义的Low、Medium、High和Very High来设定一个默认级别。这里我们给出ATi 9550在各个级别下的速度：Very High下速度为21.030fps、High下速度为21.910fps、Medium 下速度为25.566fps、Low下速度为47.846fps。从中我们可以看出Medium是一个画质与速度的平衡点，当然如果显卡实在是比较差，我们可以把画质设置为低，然后在此基础上单独调节选项来提升画质。
神偷3：致命阴影
──对于某些3D游戏，采用超频策略是更好的选择
《神偷3：致命阴影》(Thief：Deadly Shadows，下简称《神偷3》)。采用的是《杀出重围：隐形战争》(Deus Ex: Invisible War)的图像引擎。在整体的设计上，《神偷3》采用了阴冷的色调，画面比较暗，不过这也是这类游戏必需的表现方式。它的人物和物体使用的多边形数目并不是很多，但游戏的光影效果的表现却极为出色，具有实时的光线渲染和阴影效果。游戏中卫兵拿着火光摇曳的火把在走廊前进的时候，火光闪动照射着物体产生出实时的阴影，人物的影子也会有相应的拉伸和延展。此外游戏的音效也是重头戏，它支持EAX Advanced HD特效，游戏中随时要注意是否因为发出过大的响动，而引来卫兵的包围。
《神偷3》游戏设置选项
正因为《神偷3》的光影特效十分出色，使它对硬件的要求大大提升。在游戏的默认设置下，NV 5200的游戏速度是10.768帧/秒、NV 5700LE的速度是14.476帧/秒、ATi 9550的速度是20.206帧/秒。这种游戏速度无论如何都算是很低的了，好在这种游戏的特性决定了它并不会出现大量士兵战斗的场面，而且也不会出现激烈的战斗场面，所以它对游戏速度的要求也并不是很高。
1. 《神偷3》的显示设置
《神偷3》的显示设置大都是以先进的近似无级拉杆方式进行调节的，所以我们在推荐时只能以程度来表示。它的分辨率最大支持到1600×1200，三块卡都推荐1024×768分辨率。“Shadow Detail”为阴影细节，这个设置决定了阴影效果的过渡变化和形状随物体变化的程度，ATi 9550和NV 5700LE推荐中等偏上，NV 5200推荐中等偏下。
“Light Cutoff”决定了光线的效果，对于一个将光线和阴影作为特色的游戏来说，这两个设置应该尽量设置得高一些，以保证游戏的画面特色，ATi 9550和NV 5700LE我们推荐设置为次高级别，NV 5200推荐中等偏上。“Multisampling”为全屏抗锯齿的一种工作模式，对中端卡来说，当然是要把这个设置关闭了。“Level of Detail”这个选项用来设置游戏中物体的细节表现水平，最典型的就是多边形数量。因为《神偷3》制作时使用多边形并不算多，所以ATi 9550和NV 5700LE推荐设置为高，NV 5200推荐设置为中等。最后有一个“Low Quality Textures”复选框，选中后游戏会使用较低的纹理质量，根据我们的对比测试，选中后，使用NV 5700LE游戏速度可以从14.476帧/秒提升到15.688帧/秒，这对《神偷3》来说已经是一个很大的提升了。而且在我们上文所说的设置情况下，它对游戏的最终整体图像效果影响并不明显。所以我们建议勾选。
《神偷3》出色的光影效果
2.超频对游戏速度的影响
我们在测试中还发现，《神偷3》在Pentium4 2.4GHz和NV 5700LE这样的中端平台上，即使将所有的图形设置选项都降至最低(这时的画质也可以接受)，它的游戏速度也仅仅提高了4帧左右，也就是说才达到18.688帧/秒的速度，所以超频──包括CPU超频和显卡超频对类似游戏也是必不可少的。我们在第一篇中已经讲述了NVIDIA和ATi的显卡超频方法，现在我们来直接看看超频结果。以NV 5700LE为例，当我们把显卡核心频率超频100MHz后，游戏速度为17.109帧/秒；显存频率超频100MHz后，游戏速度为16.147帧/秒；核心、显存同时超频100MHz后，游戏速度为19.432帧/秒；把CPU超频到2.8GHz后，游戏速度为16.120帧/秒。研究这些超频结果我们可以得出以下几个结论：
(1)超频核心比超频相同幅度的显存速度提升要高0.954帧/秒，说明现在的新游戏中随着DirectX的渲染技术大量使用，核心频率的作用越来越明显。超核心往往比超显存更能提升性能。(2)在我们的测试中，超频显存带来的增益是1.671帧/秒，超频核心带来的增益是2.633帧/秒，它们简单相加的增益是4.304帧/秒。而同时超频的实际增益是4.956帧/秒，要高于4.304帧/秒。所以我们说核心、显存二者是相辅相成的，在实际超频中，核心、显存只有同时超频，才能带来最大的速度提升。(3)从CPU的超频结果看，CPU超频了400MHz的增益才和显存超频100MHz类似，证明类似游戏的瓶颈在显卡，当前的主流CPU已经可以满足大部分游戏的需求了。
3.小结
我们来总结一下对《神偷3》和类似游戏的优化。《神偷3》这类对系统配置要求极高的游戏，单纯的图形设置优化对系统提升是不够的，还需要进行显卡和CPU的超频。而现在的中低端显卡的默认频率都比较低，只要显卡做工过得去，都能提供一定的超频能力。现在的中端CPU，也都提供了不错的超频能力，甚至可以鲤鱼跳龙门──超频后作为3GHz以上的高端CPU使用。所以在做好散热的前提下适当超频显卡和CPU是提高游戏性能的一种选择。我们这里用来举例的《神偷3》在综合优化的作用下最终速度可以提升到22帧/秒左右，为原来的1.5倍。(未完待续)