牛顿也说牛!NVIDIA(英伟达)PhysX测试

　　前言：物理效果作为游戏中一个新兴的但不可或缺的效果，在近期获得了空前的关注以及进步。其实各种物理效果从来都不曾离开我们的实现，只是这种效果从来没有像今天这样被重视和飞速发展。从最初的通过像素渲染得到的各种流体效果和火焰、爆炸效果，到后来借助处理器实现的著名的“纸娃娃”人体模型，物理效果经过了一个长期而缓慢的发展过程。

　　但是随着DX10规范中的流处理器的出现，传统意义上的渲染管线被赋予了更多更丰富的功能。这也让各种物理效果的发展得到了更强大的计算资源的支持。Nvidia最新的PhysX物理效果技术也应运而生。

　　在以往的游戏中，物理效果只能被处理器进行模拟。因为显卡的强大的运算资源被死死的束缚在了顶点渲染和像素渲染的模式上，这样美妙数亿次的计算能力最终只能以帧数的形式被表现出来，对于很多游戏来说，其帧数在最新的显卡上往往已经超过了100帧，这个帧数对于“流畅”这个概念来说显然已经超过太多，而且对游戏玩家来说这更是一种计算资源的浪费。

　　而随着最新DX10 API的产生，情况发生了翻天覆地的变化。强大的计算能力不再被硬性的定义为顶点渲染或者像素渲染，而是被定义为更加通用更加灵活的流处理器也就是我们现在经常说的SP（Steaming Processor）。

　　而这些每个显卡核心中集成的数百个SP都可以被单独的定义，也就是说显卡的应用可以被最大范围扩展，其强大的浮点运算能力借助NV独具开创意义的Cuda也就应运而生了，而我们今天的主角—PhysX就属于Cuda中一项极其重要的应用，也是与我们普通玩家最密切相关的应用之一。

　　之所以显卡GPU相对于CPU更适合于物理学计算的一个原因在于GPU在DX10 API的定义下，在整个计算机的结构中更类似与一个专门且强大的浮点运算单元，对于各种对精度要求极高的数学应用来说，高浮点性能显然是最适合也是最需要的。而浮点方面一直是CPU的弱项，因为相对于GPU的数学类型运算来说，CPU在日常应用中更偏向与对指令类进行处理，这种应用主要是对处理器整数性能的要求。

　　所以CPU在以往游戏的物理引擎的应用中承担了大量的计算任务，而效果却并不理想。另一方面，由于DX10 API对显卡的重新定义，大量的渲染管线转变为SP，也就等于让显卡拥有了大量具备优秀并行计算能力的多核心浮点计算单元，而游戏画面本身就是一个需要高度并行化计算的应用：显卡首先要进行三角形装配，并对各种遮罩情况进行判断，对不可见部分进行消隐处理，然后对得到的线框图进行贴图、顶点渲染和像素渲染，最后加入各种需要后期处理的特效，而这些过程都是周而复始并行进行的。

　　而这种流程对于CPU来说显然并不合适，因为处理器在更多情况下所面对的应用都属于序列计算。虽然并行计算同样是中央处理器未来的发展方向之一，但是对于现在的处理器来说，无论是在编程的难度还是在核心的数量上，中央处理器CPU相对于DX10显卡核心GPU来说，其并行计算性能都是相去甚远的。 

　　PhysX是一种功能强大的物理学引擎，可在顶级PC和游戏中实现实时的物理学计算。PhysX软件被广泛应用于300多个游戏中，已经有1万多名各类开发人员开始使用它了。索尼的Playstation 3、微软的Xbox 360、任天堂的Wii以及APPLE iPOD等终端均支持PhysX。PhysX为强大的并行处理器执行硬件加速而进行了优化。

　　未来将会有更多的基于PhysX的游戏被众多主流厂商开发出来，也将会为游戏玩家带来更加逼真的游戏效果和互动性更强的游戏体验。 简单的说，PhysX更像是一套可以和嵌入至3D图像引擎中的子系统，游戏开发者和设计人员可以通过简单的调用各种已经开发的脚本，实现各种真实的物理效果，并将这些效果相互交织与组合，为玩家们展现一个更加真实的，不仅是各种美丽贴图的游戏世界。