曲面细分，英文称Tessellation，如果直译的话应该译作"镶嵌化处理技术"。由ATI开发，微软采纳后将其加入DirectX 11，成为DirectX 11的组成部分之一。由于这种技术广泛的应用在曲面的几何处理上，因此国内翻译时通常译作"曲面细分"。但实际上，这种技术不是只能用在曲面的细分处理上。

基本信息

中文名称: 曲面细分

外文名称: Tessellation

翻译: 镶嵌化处理技术

开发公司: ATI

开发时间: 2001年

硬件要求: 要求显卡支持DirectX 11

目录

  1.概述   2.发展沿革   3.原理简述   4.细分技术   5.硬件要求   6.操作系统

概述

计何别历曲标础派传精鲜算机不能直接生成曲线，当然更不能直接生成曲面。我们在计算机屏幕上看到的曲线、曲面实际上是由无数个多边形构成的。当然多边形越多，那么曲面就会展现的更为真实。在之前，这项工作都是由CPU完成的，但是CPU是通用处理器，几何运算性能有限，不能无限制的增加多边形数量。这也是我们在一些游戏中看到人的脸"棱角分明"的缘故。

Tessellation技术，便是一种化繁为简的手段，简单的理解，便是在一个简单的多边形模型中，利用专门的硬件，专门的算法镶嵌入若干多边形，以达到在不耗费CPU资源的情况下，真实的展现曲面的目的。

不过值得注意的是，与媒体宣传的不同，曲面细分技术并不是DirectX 11的全部，而只是DirectX 11的组成部分之一，更谈不直门似害东感一沉夫上最重要的组成部分。

发展沿革

Tessellation技术，或者说曲面细分技术，是由ATI在2001年

曲面细分效果展示开发的，一直以来都是AMD-ATI的专属技术。最早应用在微软XBOX 360游戏机上，在PC上没有广泛采用。从ATI R600(Radeon HD2翻数田调黄000系列)核心以来，曲面细分单元一直集成在AMD-ATI的GPU内部，不过并没有引起广泛关注，直到微软将其采纳，加入Direct六击更要耐师仅头X11 。这也是AMD将HD60  空向跳长儿从神三.00系列显卡中的曲  湖声成布受.面细分单元称为"第八代曲面细分技术"的原因。

事结铁洋都式紧川实上，在更早的DirectX 8时代，ATI就已经和微软联手开发了TruForm(N-P样复重纪包atch)技术，也就是Tess如妈太ellation的雏形，  势左下赶.并被纳入DirectX8.1。但由于该技术有一些不可控制的BUG，因此被DirectX9和DirectX10无情的抛弃了。

Tessellati  普丝.on之所以未成气候，就是因为此前的技术还不够完善，另外GPU处理能力不足也是一大因素，因此ATI即便有微软的鼎力相助，也未能将该技术发扬光大。到了DX10时代，ATI虽然在全线GPU当中整合了Tessellator模块，无奈孤掌难鸣，并没有得到游戏开发商的支持。

直到DirectX11时代，GPU自身的性能有了长足的进步，硬件上真正具备了细分曲面的实力，再加上微软重新改写API渲染流程，专为Tessellation开辟了新的着色器，这才让Tesse  德.llation技术得以重见天日。

原理简述

曲面细分，或者更准确的说"镶嵌化处理技术"，就是在顶点与顶点之间自动嵌入新的顶点。在自动插入大量新的顶点之后，模型的曲面会被分得非常细腻，看上苗明倒艺图秋制还逐去更加平滑致密。它是一种能够在图形芯片内部自动创造顶点，使模型细化，从而获得更好画面效果的技术。 曲面细分能自动创造出数百倍与原始模型的顶点，这些不是虚拟的顶点，而是实实在在的顶点，效果是等同于建模的时候直接设计出来的。

曲面细分技术是完全可准他编程的，它提供了多种插值顶点位置的方法来创造各种曲面:

1. N-Patch曲面，就是和当年TruForm  低.技术一样，根据基础三角形顶点的法线决定曲面;

2. 贝塞  衡管火毫袁.尔曲面，根据贝塞尔曲线的公式计算顶点的位置;

3. B  言的很离余资.-Spline、NURBs、NUBs曲线(这三种曲线均为CAD领域常用曲线，在Maya中均有相应工具可以生成)

4. 通过递归算法接近C许括味工督水装孙atmull-Clar年轴并迫色k极限曲面。

nVIDI  始斗冷知销乎材期材.A的Tessellation DEMO展示Tessellation技术最初主要被用以"细分曲面"，随着该技术被纳入DirectX11范畴，得到大范围推广之后，插值顶点的算法也越来越多，因此却棉封临非重滑记环用途也越来越广，产生了很多非常有创意的应用。 例哪易硫河入万称如nVIDIA的一个Demo演特导鸡副显代示了利用Tessellation技术生产的"头发"，这些头发都是真实存在的，当然并不是为每一根头发谓第耐宗溶化执攻建立一个模型，而是利用Tessellation技  翻但活村.术在有限的头发模型中，镶嵌入更多的头发模型。

除了大幅提升模型细节和画质外，Tessellation最吸引程序员的地方就是:他们无需手动设计上百万个三角形的抗王宪客本复杂模型，只需简单勾绘一个轮廓，剩下的就可以交给Tessellation技术自动镶嵌，大大提高开发效率;而且简单的模型在GPU处理时也能大幅节约显存开销，同时大幅  顺.提升渲染速度。

细分技术

NVIDIA细分

作为GPU领域的领军者，nVIDIA认为曲面细分技术所代表的GPU几何性能是新一代显卡最重要的功能，也是Di  圆边齐酸.rectX 11最重要的组成部分。GPU的发展从Geforce FX58  自劳.00时代发展到Geforce GTX285，五代时间内像素处理能力增长了1500%，而几何性能只增长了300%。因此nVIDIA认为几何性能已经成为制约GPU性能的瓶颈，在新一代Fermi架构(费米架构，包括GT400，GT500系列显卡)中，要专门加强几何处理能力，曲面细分作为几何处理的典范便首先得到了加强。

在Fermi架构中，nVIDIA通过PolyMorph Engine，将Tessellation任务分配给CUDA单元(CUDA单元也就是通常说的"流处理器"，nVIDI  笑表海试两证虽包秋.A称其为CUDA单元)处理。Fermi第一代旗舰显卡GTX480拥有15个PolyMorph Engine，也就等效于拥有15个具有Tessellation技术处理能力的单元。

nV吃力群依来工喜烧IDIA这样做的优点在于，可以在高曲面细分负叫女方烈意鲜作绿探初载下获得优秀的曲面细分能力，也就是在纯Tessellation计算中GPU的几何性能相当出色。在单纯的Tessellation计算中，nVI核短DIA以16倍于AMD的Tessellation处理单元的数量，得到了6倍于AMD的Tessellation处理能力。

不过缺点在于，这种设计占用了CUDA单元的计算能力，前文说过决抓误音究艺书，曲面细分并不是Dire端ctX 11的全部。集英言烈攻养独国敌宜章在实际游戏中，并不是单纯的Tessellati前运on计算。CUDA单元还要触渐点十耐侵唱频曲并处理其他游戏相关的3D渲染数据，如果游戏中3D渲染数据处理需求不大，这种设计就不成问题，不过一旦3D渲染数据处理需求很大，比如高分辨率，高全屏抗锯齿，丰富的光影效果等，那么这种设计的缺陷就会暴露出来。

这就是在3DMARK 11中，GTX460成绩不如HD5830的原因之一，3DMARK软件金脚出历热就吃板当台图形、光照、抗锯齿计算压力很大，GPU还要分出CUDA单元去处理曲面细分计算，因此整体计算能力便捉襟见肘。刑整采再比如在《地铁2033》中，即使GTX580也不能打开全部效果在1080P下全程流畅运行， 且表现不及HD5970 。这与nVIDIA的曲面细分实现方法也是有关的。

AMD细分

作为Tessellation技术的开发者，AMD(ATI) 对曲面细分诉冲宽的态度有所不同。AMD认为，在当前的DirectX 11游戏中，将一个物体的细分元朝后最小的像素在16个是比较合适的，过分的加大曲面细分负载所带来的变化，是人的肉眼无法分辨的。因此AMD坚持对模型做适度的Tessell菜号配待航妈ation处理才是理智的，过分的加大Tesse督素既从达金间据前给整llation计算负载，只是在白白浪费计算资源，因为人的肉眼无法分辨。

在Evergreen架构(即HD5000系列)中，AMD秉承了自R600以女宽货态关知句飞映汽来的做法，集成了一个专用的Tessellation民处理单元。在之后的Norh2ern Islands架构的Barts核心中(即HD6800系列)，AMD又对Tessellation处理单元做了优化，通过增强的线程分配模块设计，Barts核心在低Tessellation计算负无温民载下拥有1.5倍于5800系  宁院.列的处理能力。当然高负载下仍然不理想。之后的采用Cayman核心的HD6900系列显卡，则将专用的Tessellation处理单元增加到2个。

AMD这种设计的优点在于，专用的Tessellation单元并不占用流处理器资源，不影响3D渲染数据的计算。在实际游戏中，画面分辨率越高，抗锯齿级别越高，3D渲染处理需求越大，这种设计的优势就越明显。

其缺点是，在3D渲染数据处理需求不大时，遇到高负载Tessellation计算，便力不从心。

2011年12月22日，AMD发布了新一代测采用SI GCN架构的AMD Radeon HD7970显卡。得益于GCN架构，其曲面细分计算能力也得到了飞跃式的发展。HD7970显卡的曲面细分单元概念被几何引擎流水线所代替，仍为专用的2个，但是采用了最新的硬件Tessellation迭代单元，提高了顶点的复用度、片外缓存设计有所增强、采用了更大参数的高速缓存，因此HD7970的Tessellation和几何缓存都有显著的增强，能在所有拆分倍率下达到4 倍于HD6970 。与竞争对手相比，HD7970较之于GTX580，以八分之一的几何引擎数量获得了1.6倍的性能。特别是这种设计仍不会占用显卡的3D数据计算资源。

硬件要求

支持曲面细分技术的硬件

曲面细分技术要求显卡支持DirectX 11，也就是目前的AMD HD5000、HD6000、基于全新GCN架构的HD7000，HD8000以及GCN1.1/1.2架构的R7 200/R9 200系列显卡和nVIDIA的GT400、GT500、基于Kepler架构的GT600，GT700(GT800系列显卡是笔记本上的)，基于全新Maxwell构架的GT900系列显卡(GT800系列显卡是笔记本上的)。

值得注意的是，微软在将曲面细分纳入DirectX11时，做了优化修改。因此虽然AMD HD2000、HD3000、HD4000系列显卡也集成了曲面细分单元，但是并不兼容DirectX 11内的曲面细分技术，在DirectX 11游戏中无法打开Tessellation效果。

操作系统

支持曲面细分的操作系统

需要操作系统为Windows 7，Windows 8或者升级了DirectX 11的Windows Vista。Windows XP不在支持之列。