近年来，物理元素越来越多的融入到游戏中。例如在3D游戏里角色是否能穿越墙面，子弹是否击中目标、风吹动草丛等画面都是需要进行大量物理计算的。在游戏世界中，电脑要即时的演算物体碰撞、下落、反转等物理逻辑的画面，过去这些物理运算的任务都是由CPU来完成的。但是CPU并不是专门为物理运算设计的，同时处理各种繁重的运算会使游戏画面速度下降，同时也限制了游戏中出现大量的物理特效。

　　随着游戏画面的发展、电脑AI的进化，物理运算已经使CPU不堪重负，到了必须把它从CPU中独立出来的时候了。目前业界的解决方案有3种：物理引擎专业商Ageia正在制造独立的PhysX物理卡，显卡巨头Nvidia同Havok协力于研究“SLI物理卡”技术，后起之秀ATI则在加紧研究提高其显卡的物理运算能力，三方的技术方案有何不同呢？

二、Ageia的PhysX物理卡

　　Ageia不久前收购了物理引擎设计商Novodex，并将其改名为PhysX。之后，Ageia推出了革命性的PhysX物理卡并制订了长远的计划来同时发展软件的PhysX物理引擎和硬件的PhysX物理卡。软件的PhysX物理引擎在PC、PS3和XBOX360上都有广泛运用，例如半条命2中运用的rag dolls(布娃娃)物理引擎等。

　　硬件的PhysX物理卡则是IT业界的一项革命，独立的物理卡要比CPU和GPU模拟物理运算更快更专业，先前Ageia用PhysX物理卡展示了一款8人对战游戏，游戏中有数百个目标你可以把它们移动、毁灭，每一个物体的位置、外型并不是事先设计好，而是实时运算出来的。同时计算数千个物体的活动轨迹和破碎画面，过去是CPU和显卡所无法负担的。Ageia当时使用了对比测试系统，其中一套系统搭载Geforce 7800GTX SLi和PhysX物理卡，另外一套系统搭载7800GTX SLi，没有PhysX物理卡，其它配置都相同。有PhysX物理卡的系统以每秒30多帧的速度运行demo，而没有PhysX的系统运行速度只有每秒6帧！

　　Ageia早先表示只要游戏开发商支持PhysX物理卡，就可以免费使用PhysX物理引擎和其它相关的技术支持。这吸引了许多一线游戏包括幽灵行动3、X战警2-天启降临、City of Villians等的开发商，虚幻3也将支持PhysX物理卡并使用PhysX引擎，这意味着将来众多的虚幻3引擎游戏都将同时支持PhysX。

　　不过PhysX物理卡是需要用户单独购买的，价格大约在1500-2500之间。现在DELL已经开始在其高端机型中预装PhysX物理卡了，BFG和AUSU的PhysX物理卡零售版本则会在5月上市，首批支持PhysX物理卡的游戏也将于5月面市。

　　PhysX物理卡2000元的花费必须让消费者觉得值得才会有市场。为此，支持物理卡的游戏商都极力在游戏中突出极其奢华的特效，这些画面将比现有的物理引擎游戏更为宏伟。例如在幽灵行动3中，物理卡模式的爆炸图象要比普通模式的绚丽的多。物体被打成不同碎片，枪口喷射出火焰，地面满是烟雾，这种效果在过去是CPU和显卡无法承受的，物理卡的确能给玩家带来超凡的显示效果。当前杰出的3D游戏在物理卡的协助下，将会更加完美。如下图基于物理引擎的“英雄连”，在未来有了物理卡的支持后，其图象将更为丰富。

三、Nvidia的“SLI物理卡”

　　Nvidia则在上周的GDC(游戏开发者大会)中提出了“SLI物理卡”的概念，这项技术由Nvidia和Havok共同研发。

　　Havok是一家专业的物理引擎设计公司，许多著名的游戏如帝国3、半条命2、F.E.A.R、光晕2等都使用了其Havok物理引擎。去年10月，Havok宣布最新的物理引擎Havok FX即将完成，这也正是Nvidia“SLI物理卡”的技术基础。

　　什么是Havok FX物理引擎呢？简单的说，它是可以让任何支持Shader Model 3.0的显卡极大提高物理运算能力的开发软件。现在Havok FX的BETE版已经面世了，正式版将于夏季发布。Havok还没有透露该API的详情，但表示使用Havok FX技术后，Nvidia显卡将可以加快电脑物理运算的速度。Nvidia首席科学家David Kirk称：让GPU负责物理计算是适合的，目前GPU的速度和高可编程性完全可以兼顾物理运算。游戏开发商通过GPU上各种高级的可编程资源，在GPU上进行并行模拟运算得到了良好的结果。

　　目前Nvidia正在与Havok共同研究Havok FX引擎与显卡的兼容性。虽然Havok FX只需要一块显卡就可以运行，但Nvidia希望研究出基于SLI技术的更强物理引擎：2块Nvidia显卡通过SLI主板互连，在不需要太多物理运算的游戏中以普通SLI模式运行；在大量物理运算需要的游戏中则划分一块显卡专门负责物理运算，或者由2块显卡动态分配任务。

　　显然Nvidia计划借此次物理卡的浪潮同时扩大在主板、显卡、物理卡3个领域的影响力，因为要实现“SLI物理卡”必须购买2块Nvidia显卡和1块Nvidia SLI主板，而不需要Ageia的PhysX物理卡。联想到NForce234及C51等系列主板的畅销、前期Nvidia收购Uli停产其南桥芯片以及上图GPU对比Pentium等事件，可以看出Nvidia的确是越来越强势了。

　四、ATI的泛用改进方案

　　Havok FX只需要支持Shader Model 3.0的显卡，而不是仅为Nvidia显卡可用。所以ATI将来也可以同样提出基于CrossFire的互连方案。ATI称其在动态渲染管分配技术的领先、与Microsoft在DX10技术的紧密联系等优势会让ATI比Nvidia更强大。另外，ATI称在80纳米工艺上也走在Nvidia的前面。

　　ATI称其R520和R580架构本身具备物理处理功能，该功能可以通过软件方式达到。下个月ATI就会给各软件开发商提供新的API以改进Pixel shader，新的DPP(并行数据处理)技术将使显示芯片绕过Direct3D API，同步处理物理数据和pixel shader数据。ATI称这一改进将在让GPU加强物理运算能力的同时还可以极大的提高GPU运算所有浮点指令的速度，这一多用途的改进方案将使ATI显卡在流体处理、视频处理等多方面受益。

　　Havok FX将物理数据转换为Direct3D数据，从而使任何Shader Model 3.0显卡都可以直接运算。而ATI的最新API可以让开发商使用GPU来加强运算多种物理或浮点数据，从而直接运算物理数据。开发人员可以开发出多种软件使显卡加强不同能力来应对不同运用。这种高自由的开放性API使它受到了欢迎。但是ATI的这一方案也需要专门的开发团队支持，如果是拥有Havok FX的厂商会比较方便，而没有Havok FX的厂商就只有自己设计复杂的转换程序了。

　　另一方面，多数开发商都不会为一个游戏开发出NV和ATI两套物理优化方案，所以这又将牵涉游戏商与2大显卡的联盟问题了，目前还没有任何游戏商对此表态。

五、又一场API大战

　　微软也可能会参与这场大战。DirectX首席工程师David Blythe在前日的GDC上透露到微软正在设计在未来的DX版本中加入物理API工具，届时Havok和Ageia将提供加强CPU物理运算的软件支持，而ATI和Nvidia的物理卡将给予CPU配合，同时Ageia也可以另外提供PhysX物理卡。

　　你或许会想到双核CPU来处理物理数据是否会更理想，这的确有可能。在未来的SSE中，物理运算将会得到加强，而桌面Conroe双核心的CPU将会是不错的物理运算处理器。但是，PhysX和GPU处理物理数据的速度依然是双核CPU处理物理数据的4-10倍，因为它们更适合专门的物理运算，而且，在未来的DX10发布后，它们还会更加强大。

　　现在看来，用户是否需要购买物理卡是取决于游戏的,这一情景和十年前显卡的独立相类似。当时的Quake和Tomb的全新3D画面使用户认识到显卡的重要性，而现在，支持独立物理运算的游戏在画面上也将再一次出现飞跃。例如在传奇的崛起中，游戏画面将分为多种等级：如楼房的倒塌，单CPU模式中，无论楼房受到怎样的攻击都只会按照设计好的方案崩溃，画面也比较简陋；双CPU则会多出简单的计算，如不同方向不同高度的倒塌等；而在拥有PhysX物理卡的模式中，大楼会根据攻击的方向、力度，倒向不同方向，同时落下数以千记的尘埃和碎片，产生更为真实和震撼的画面。可见，画面的变化将不亚于10年前2D至3D的革命。这场物理卡之战目前还无法预测会是怎样的结局，不过3大巨头碰撞，这场战争必将会十分精彩。