基本介紹
- 外文名：Tessellation
- 含義：AMD(ATI)常年研發多代的技術
- 特點：對象的表面和邊緣更平滑、更精細
- 技術：DX11
技術,原理,發展,
技術
Tessellation一詞相信大家並不陌生，早在DX9C時代，微軟XBOX360遊戲主機中由ATI設計的Xeno顯示晶片就支持；從DX10時代到DX10.1時代，ATI HD2000/3000/4000系列顯示卡全都整合了一個叫做Tessellator的模組，雖然當時沒有任何遊戲能夠支持該技術，但ATI通過幾個演示Demo展現了Tessellation技術的魅力。
事實上，在更早的DX8時代，ATI就已經和微軟聯手開發了TruForm（N-Patch）技術，也就是Tessellation的前身，並被納入DX8.1的範疇。但由於該技術有一些不可控制的BUG，因此被DX9和DX10無情的拋棄了。
Tessellation之所以未成氣候，就是因為此前的技術還不夠完善，另外GPU處理能力不足也是一大因素，因此ATI即便有微軟的鼎力相助，也未能將該技術發揚光大。到了DX10時代，ATI雖然在全線GPU當中整合了Tessellator模組，無奈孤掌難鳴，並沒有得到遊戲開發商的支持。
直到DX11時代，GPU自身的性能有了長足的進步，硬體上真正具備了細分曲面的實力，再加上微軟重新改寫API渲染流程，專為Tessellation開闢了新的著色器，這才讓Tessellation技術得以重見天日。
原理
Tessellation這個英文單詞直譯為“鑲嵌”，也就是在頂點與頂點之間自動嵌入新的頂點。Tessellation經常被意譯為“細分曲面”，因為在自動插入大量新的頂點之後，模型的曲面會被分得非常細膩，看上去更加平滑緻密。它是一種能夠在圖形晶片內部自動創造頂點，使模型細化，從而獲得更好畫面效果的技術。Tessellation能自動創造出數百倍與原始模型的頂點，這些不是虛擬的頂點，而是實實在在的頂點，效果是等同於建模的時候直接設計出來的。
Tessellation技術是完全可程式的，它提供了多種插值頂點位置的方法來創造各種曲面：
4. 通過遞歸算法接近Catmull-Clark極限曲面。
Tessellation技術最初主要被用以“細分曲面”，隨著該技術被納入DX11範疇，得到大範圍推廣之後，插值頂點的算法也越來越多，因此用途也越來越廣，產生了很多非常有創意的套用。
除了大幅提升模型細節和畫質外，Tessellation最吸引程式設計師的地方就是：他們無需手動設計上百萬個三角形的複雜模型，只需簡單勾繪一個輪廓，剩下的就可以交給Tessellation技術自動鑲嵌，大大提高開發效率；而且簡單的模型在GPU處理時也能大幅節約顯存開銷，同時大幅提升渲染速度！
發展
Tessellation的改進
ATI的HD2000以上級別顯示卡其實都具備Tessellation的功能，但它們卻無法與DX11中的Tessellation技術相兼容。這是因為微軟並沒有原封未動的將R600的Tessellation技術抄到DX11之中，而是對其進行了最佳化，使之能與渲染流程完美的結合在一起，可以更高效率的細分出更多的多邊形和曲面。
與DX9C/DX10時代孤零零的Tessellator模組不同，在DX11當中，微軟加入了兩種全新著色器來全力配合Tessellator的工作，分別位於鑲嵌器的前後。
其中Hull Shader（外殼著色器）用來控制自動生成頂點的數量和算法，也就是Tessellator的細分級別，然後交給Tesselator進行鑲嵌處理，最後由Domain Shader（域著色器）按照程式要求生成所需曲面，並自動進行法線平移、置換貼圖，產生新的模型。
與DX9/10中的Tessellation技術相比，DX11新增的兩種著色器都受統一渲染架構支配，因此處理能力非常富裕，DX11版Tessellation不僅效率更高、而且細分級別更豐富。但是，更高的細分等級對Tessellator模組本身的處理能力提出了苛刻要求，這需要晶片廠商在設計之初就考慮周全，在本文架構解析部分，筆者會詳細分析ATI和NVIDIA兩者的設計思路。
Tessellation的前景
