Benchmark是評(píng)測(cè)圖形加速卡性能的重要工具目前針對(duì)Ope

1、OpenGL BenchmarkBenchmark是評(píng)測(cè)圖形加速卡性能的重要工具。目前針對(duì)OpenGL/D3D的benchmark非常地多。OpenGL的Benchmark大致可劃分為三類：l Spec的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試程序，glPerf3.12和Spec OPengl ViewPerf7.1a；l 一些個(gè)人或公司完成的獨(dú)立測(cè)試程序，oglbench，glexcess，DroneZMark，glMark；l 基于Game的性能測(cè)試：QuakeIII，UT2003，aquad mark 2003，wolfstein，serious sam SE；其中最主要的兩個(gè)測(cè)試為：glViewPerf7.1a和Qu

2、akeIII。目前來看，OpenGL benchmark的性能測(cè)試結(jié)果都是不完整的，它總是針對(duì)圖形加速卡的某個(gè)方面設(shè)計(jì)，同時(shí)這些測(cè)試程序都不能給出一些參數(shù)化的結(jié)果，目前還沒有一個(gè)OpenGL Benchmark能夠和D3D的測(cè)試程序3D mark20002003系列相媲美。1 已有測(cè)試程序分析1.1 Spec OpenGL Viewperf它完全是一個(gè)針對(duì)CAD應(yīng)用程序類開發(fā)的OpenGL測(cè)試，針對(duì)每個(gè)CAD程序，抽取一個(gè)最典型的3D Mesh，然后測(cè)試不同光照條件下的繪制速度和wireframe模式的繪制速度。目前包含如下的CAD 3D模型：l 3ds maxl IBM's Data

3、 Explorerl Intergraph's DesignReview l LightScape;l Pro-E;l Unigraphics V17它的測(cè)試目標(biāo)是針對(duì)真實(shí)應(yīng)用程序做性能測(cè)試。這也是測(cè)試程序最基本的思路。事實(shí)上，CAD應(yīng)用程序?yàn)榱四軌蚓哂凶顝V泛的適用性和可移植性，它們都不使用OpenGL高版本的擴(kuò)展功能，從而使得應(yīng)用程序無法充分利用圖形加速卡的特性，大大降低了測(cè)試程序的可信度。OpenGL Spec Viewperf的主要測(cè)試內(nèi)容：l 光照計(jì)算l 幾何變換；l Flat-Shadingl Smooth-shading；l Wire-frame Rendering；l 簡

4、單紋理；l 完全針對(duì)立即模式測(cè)試，immediate mode;我們可以認(rèn)為Spec ViewPerf主要測(cè)試的內(nèi)容是Transform & Lighting，三角形的數(shù)目甚多，三角形的邊長很小；如果一個(gè)圖形加速卡擁有更高的核心頻率和更多的T&L(或VS)，它將獲得更高的分?jǐn)?shù)；它的主要缺陷在于：l 不能充分利用OpenGL 1.3及其以上版本特性；（Vertex Program， Fragment Program）;l 不能檢測(cè)圖形加速卡的Fill Rate，而這些都是Game和Visualization以及Simulation所必需的；l 多紋理貼圖，multi-textur

5、e；l 多光照計(jì)算：8-光源（大部分圖形加速卡支持一次8光源的計(jì)算）；l Depth/Stencil/Alpha Test性能測(cè)試；l OpenGL Super Buffer Test（Similar to D3Ds Vertex Buffer/Index Buffer）；l Vertex Program/Fragment Program/Shading Language Speed；參考鏈接：/gpc/opc.static/opc_overview.html1.2 Quake III如果使用GLtrace對(duì)Quake III測(cè)試程序進(jìn)行性能分析，

6、我們發(fā)現(xiàn)QuakeIII的圖元都是通過glDrawElements完成的，同時(shí)每個(gè)圖元包含1或者2個(gè)紋理；紋理的類型包含GL_RGB,GL_RGBA和GL_*_S3TC。同時(shí)每個(gè)三角形的邊長都比較大。根據(jù)對(duì)QuakeIII的性能調(diào)整跟蹤，大家修改GLtrace的源代碼，就能夠做性能優(yōu)化跟蹤了。具體方法我就不描述了。我們發(fā)現(xiàn)，QuakeIII不需要做光照計(jì)算，同時(shí)僅僅設(shè)置簡單的幾何變換。l Quake III使用LightMap替代光照計(jì)算；l 幾何變換非常簡單；l 使用12紋理；l 對(duì)于2個(gè)紋理使用相同的紋理坐標(biāo)；l 最多使用6個(gè)Texture對(duì)一個(gè)圖元組作Multi-Pass Renderi

7、ng；l 對(duì)Depth Test使用GL_LEQUAL；l 多數(shù)情況下使用Alpha Test和Alpha Blend；l 使用glDrawElements繪制圖元；l 每幀大約20，00040，000個(gè)三角形；根據(jù)我在OpenGL 性能優(yōu)化講座中提到的測(cè)試結(jié)果表明，Quake III是一個(gè)極好的針對(duì)FillRate進(jìn)行測(cè)試的應(yīng)用程序，將QuakeIII的分?jǐn)?shù)x10M大致是這個(gè)顯示卡的Pixel Fill Rate。缺陷：對(duì)于速度特別快的圖形加速卡，無法體現(xiàn)Vertex Shader和Multi-Pixel Shader的能力。1.3 其他測(cè)試目前大部分測(cè)試程序僅僅使用OpenGL 1.3及其

8、一下版本的API，除Aqad Mark 2003外，我們無法從這些測(cè)試程序中獲得關(guān)于圖形加速卡OpenGL 驅(qū)動(dòng)更多的信息。下面我將嘗試探討OPENGL Driver的性能測(cè)試的主要參數(shù)和架構(gòu)。2 OpenGL Benchmark 主要參數(shù)與內(nèi)容 2.1 OpenGL BenchMark內(nèi)容我曾經(jīng)在系列講座的1/2/3種描述了OpenGL driver的體系結(jié)構(gòu)和典型的OpenGL/D3D硬件體系結(jié)構(gòu)，事實(shí)上它們應(yīng)該構(gòu)成OpenGL Benchmark的核心內(nèi)容。由于OpenGL Immediate Mode僅僅能夠測(cè)試，所有我們可以使用Immediate Mode 測(cè)試OpenGL驅(qū)動(dòng)程序的

9、FFGP(Fixed Function Graphics Processing)功能和光照處理能力。 OpenGL Benchmark 的主要測(cè)試內(nèi)容：l OpenGL extension Detection;l Immediate Lighting: 1 lights, 4 lights/8 Lights;l Immediate Transform & Lighting: glDrawElements and WireFrame rendering;l Single performance Test for Color Buffer Filling，Depth Buffer Fill

10、ing，Stencil Buffer Filling，Pixel Fill Rate；l Flat-Shading/Smooth Shading；l Multi-Texture texture mapping；l Super Buffer Test；l Vertex Program Test;l Fragment Program Test;l OpenGL Shading Languages； 2.2 OpenGL benchmark參數(shù) 根據(jù)上面的分析，我們可以設(shè)定如下的測(cè)試參數(shù)： FFGP (Immeidate Mode )：Triangels/1Light/SecondTriangels

11、/4Light/Second Triangels/8Light/SecondTriangles/0 Lights/SecondTriangles/WireFrame/Second Pxiel Fill Rate: M Pixel /s for color bufferM Pixel /s for Depth/Stencil bufferFlat-shading/Smooth ShadingAlpha Belnding Super Buffer Test:Triangels/1Light/SecondTriangels/4Light/Second Triangels/8Light/SecondT

12、riangles/0 Lights/SecondTriangles/WireFrame/Second Multi-texture Pixels/1 texture Pixels/2 texturesPixels/4 texturesPixels/8 textures Vertex Program: Vertex Blend, Triangles/S Fragment Program: Per-pixel Normal, Pixel /s Per-pixel Lighting, Pixel /s Multi-Sample Pixel /s 4 OpenGL Benchmark的功能 4.1 Multi