主机游戏技术普及3。各向异性纹理过滤

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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.a9vg.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！

hong1234

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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

siping5huang

顶一下，每期都看很干兴趣啊~