顶级显卡的角逐4K分辨率游戏全面测试
本文是专为游戏玩家准备的饕餮盛宴，将带你走进4K与游戏的世界，来看看目前4款顶级显卡在4K分辨率下究竟会有怎样的表现？
在1920×1080时代，目前的显卡应付高端游戏已经基本不成问题。那么到了4K时代，是不是所有的游戏都支持4K呢？游戏体验又会有怎样的变化呢？尤其是在更高的分辨率下，游戏会不会更耗费硬件资源呢？现在花大价钱购买的PC，还能否在4K时代下担当娱乐重任呢？为了解答玩家的疑问，我们将在英特尔Core i7 4960X平台上，使用GTX Titan Black Edition、GTX 780Ti、R9 290X、R9 290这四款当前顶级的显卡在4K分辨率3840×2160下征战当前多款、多种类型的热门游戏。我们将测试重点放在以下三个方面：一、在4K分辨率下，是否会扩展出更多的游戏画面？二、在4K分辨率下，对显卡的性能要求是怎样的？相比全高清分辨率有多大幅度的下降？三、在4K分辨率下，游戏体验究竟有无提升？
赛车类游戏：《尘埃3》
《尘埃》系列游戏作为经典的赛车类游戏拥有很多忠实粉丝，而该系列新的《尘埃3》更是赛车类游戏中少有的支持Direct X 11 API技术的游戏，游戏画面出色，拟真度高。尽管这款游戏有不少新技术，但客观地说相比诸如《孤岛危机》系列这种老牌知名的大型3D游戏来说，它对显卡的需求并不算高。甚至在1920×1080分辨率、高画质下，千元内的主流显卡就已经可以很流畅地玩转这款游戏了。以本次测试的四款顶级显卡为例，它们在1920×1080分辨率、高画质甚至在开启4倍抗锯齿的情况下都可以轻松地以不低于140fps的帧率流畅运行该游戏。但在4K分辨率下，四款显卡都出现了大幅度性能下降的情况。
以NVIDIA显卡为例，3840×2160、高画质下的性能较1920×1080、高画质下降了50%左右，在4倍MSAA抗锯齿下性能下降幅度在55%左右。也就是说，两款顶级NVIDIA显卡在全高清分辨率下的性能相对4K分辨率下的性能领先幅度在100%左右。在两款顶级AMD顶级显卡方面，性能下降幅度更加明显。在3840×2160、高画质下和3840×2160、高画质、4MSSAA设置下，两款AMD显卡的性能下降幅度都在60%左右。以R9 290X为例，其在1920×1080、高画质下的帧率为160.7fps，在3840×2160、高画质下的帧率为59.11fps，性能下降幅度高达63%左右。也就是说，四款显卡在3840×2160、高画质下的性能（60～70fps）和千元级显卡在1920×1080、高画质下的性能（60fps左右）是基本一致的，由此可见4K分辨率对显卡的要求是非常高的。
对赛车类游戏来说，大屏的意义主要是两侧有可能拓展出更多的画面，方便玩家熟悉周边的环境和及时了解其他赛车的情况，简单说就是可以先人一步，料敌先机，获得更多的知情权（在三屏5760×1080分辨率下，赛车类游戏的两侧就可以拓展出更多的画面）。那么在4K分辨率3840×2160下，这种情况是否会再现呢？从测试和游戏截图来看，《尘埃3》在4K分辨率下两侧的游戏画面没有任何扩展，仅仅只是分辨率和画面精细度提升了。
支持4K分辨率
1920×1080分辨率和3840×2160分辨率下的游戏画面没有任何区别
《尘埃3》测试结果一览（均运行在高画质下，游戏单位为fps，以下同）:
MMRPG游戏：《剑灵》
无论从游戏关注度还是玩家数量来看，《剑灵》都堪称目前火爆的MMRPG游戏，相信绝大部分玩家都认同这个观点。抛开它超高的可玩性不谈，该游戏大的亮点就是其图形技术和画面效果堪称近年来同类游戏中高的。
正因为此，它也成为当前少数几个对显卡性能要求很高的网络游戏，堪比大型3D游戏。所以很多玩家也很关注究竟怎样的显卡可以玩转该游戏？该游戏是否支持4K分辨率？在4K分辨率下的性能又是怎样的？今天我们就一起来看看。
我们在测试该游戏的过程中发现了几个有趣的问题。首先，该游戏虽然宣传支持全屏，但在全屏模式下游戏画面下方仍然有Windows任务栏，即这是一款“假全屏”游戏。这种设计的好处是在玩游戏时可以方便同时后台开视频、音乐、网页，对输入法的兼容更好，同时对游戏“双开”支持也更好。
不足在于采用这种设计的游戏都不支持垂直同步功能，因此我们看到该游戏在游戏设置中除了有垂直同步选项以外，还有一个单独限制游戏帧率的选项（高限制在120fps）。此外，也是由于这种“假全屏”的设计，使得该游戏在4K显示器上默认都是3840×2160分辨率。即使你在“全屏”模式下将游戏设置为1920×1080，游戏仍然运行在3840×2160分辨率下（通过游戏截图信息发现画面不是全高清分辨率）。要实现全高清分辨率只能在窗口模式下。
在全高清分辨率下，四款显卡的游戏帧率都保持在120fps（游戏高限制120fps实际帧率肯定比120fps高）。不过在开启抗锯齿模式后，四款显卡的帧率都有所下降，好在都维持在110fps以上。在3840×2160分辨率下，四款显卡的帧率都掉落至100fps以内，两款NVIDIA显卡在80fps左右，性能下降幅度在20～30%左右。由于《剑灵》对N卡进行了优化，因此AMD显卡的下降幅度较大，达到了40%左右。
支持4K分辨率
1920×1080分辨率和3840×2160分辨率下的游戏画面内容没有任何区别
《剑灵》测试结果一览：
经典网络游戏：《坦克世界》
严格来说，《坦克世界》是一款FPS游戏，应该归于大型FPS游戏类型中。但考虑到它里面的第一人称主角并非某个人物，而是坦克，而且属于网络游戏，因此我们这里单独将其归为“经典网络游戏”。
和《剑灵》一样，《坦克世界》是一款非常耗费显卡资源的网络游戏，甚至有过之而无不及。那么这款游戏究竟对显卡有多高的要求呢？
我们先在1920×1080、高画质（改进画质，对战模式）下来看看，即使像GTX Titan Black Edition、GTX 780Ti这种目前顶级的显卡产品也只有不到60fps的游戏帧率。对《坦克世界》这种FPS游戏来说，这个帧率表现也仅仅只能说刚好达到流畅的标准而已。要知道，即使是GTX Titan Black Edition在《孤岛惊魂3》这种极度耗费显卡资源的游戏中也保持了80fps左右的游戏帧率（1920×1080、高画质），而在相同设定下，GTX Titan Black Edition在《坦克世界》却连60fps帧率都无法达到，由此可见《坦克世界》对显卡要求之高，可见一斑。
在3840×2160分辨率下，四款显卡的游戏帧率急剧下降。仍然以GTX Titan Black Edition为例，它此时的性能下降幅度达到了40%左右，游戏帧率仅仅只有30fps左右——游戏卡顿的情况不时出现，甚至在开启瞄准镜模式下游戏帧率一度跌落至20fps出头。在4K分辨率下，纹理材质的清晰度都大大增加，对显卡的性能提出了极高的要求。但不管怎么说，这种游戏表现对GTX Titan Black Edition这样的顶级产品来说，只能用“糟糕”二字来形容。
糟糕的不仅仅是性能表现，《坦克世界》在4K分辨率下的游戏体验也不尽如人意。令人难受的是，在3840×2160分辨率下，游戏画面精细度虽然提升了，但是游戏选项的字体变得非常非常小。是的，不是非常小，而是非常非常小。小到在正常情况下，你根本无法第一眼就看清各个选项的文字究竟是什么内容。
虽然支持4K分辨率，但游戏界面的字体实在是太小了，你看得清该设置里面的文字吗？
1920×1080分辨率和3840×2160分辨率下的游戏画面内容虽然没有区别，但在4K分辨率下，无论是游戏窗口、地图还是文字都明显缩小。这带来两个结果：一则此时你很难看清文字的具体内容，二则由于游戏窗口缩小，使得玩家前方的视野更加广阔，不过两侧依旧不会有额外扩展的游戏内容。
《坦克世界》测试结果一览：
大型3D FPS游戏 ：《孤岛危机3》
作为大型FPS游戏的代表，《孤岛危机》系列游戏可以称得上是经典中的经典。2007年发布的《孤岛危机》可谓在DirectX 10时代出尽了风头，有着“显卡杀手”的美誉，和《英雄连》、《失落的星球2》、《孤岛惊魂2》、《冲突世界》并列为5大经典DirectX 10游戏。
随后的《孤岛危机2》也延续了《孤岛危机》的风格和设计，广受好评。2013年，EA发布了全新的《孤岛危机3》这款融合了前两代优秀设计的新一代《孤岛危机》系列游戏，它几乎加入了所有新的DirectX 11技术，再次成为新一代“显卡杀手”：当前的中高端显卡都无法在1920×1080、高画质、4×MSAA的设置下流畅运行该游戏，而像GTX 780Ti、R9 290X这样的顶级显卡也不过只有勉强一战的水平。
从实际游戏测试性能来看，《孤岛危机3》也确实不负“显卡杀手”的称号，成为本次测试中对显卡性能要求高的游戏。
有趣的是，四款顶级显卡在这款游戏中的表现可谓惊人的一致，当然是惊人的性能低下。在1920×1080分辨率、高画质下，四款顶级显卡的帧率也都只有60fps左右。在开启了4倍MSAA抗锯齿以后，四款显卡的帧率又同时跌落至30fps，下降幅度高达50%。而在3840×2160分辨率、高画质下，两款NVIDIA显卡的帧率只有20fps。
至于两款AMD R9 290系列显卡此时连20fps帧率也没有，性能下降幅度达到了惊人的73%。如果说在3840×2160分辨率、高画质下，四款游戏还能勉强维持一定的流畅性的话，那么在4倍MSA A抗锯齿模式下，四款显卡已经无法正常运行游戏了，游戏帧率只有10fps左右。很难想象这是四款目前顶级的游戏显卡的性能表现。只能说，“生猛”的《孤岛危机3》遇到了更加“生猛”的4K分辨率才造就了这四款顶级显卡如此“生猛”的表现。
另一方面，该游戏在4K分辨率下的游戏画面依旧没有任何扩展，玩家所看到的内容和在全高清分辨率下是完全一致的。
支持4K分辨率
1920×1080分辨率和3840×2160分辨率下的游戏画面内容没有任何区别
《孤岛危机3》游戏测试结果一览：
大型3D FPS游戏 ：《孤岛惊魂3》、《BF4》
稍微比较下这两款游戏的测试数据就可以发现，它们的测试结果比较有意思。在1920×1080分辨率、高画质的设置下，四款顶级显卡在《BF4》中都能保持100fps左右的帧率。但在38 40×2160分辨率、高画质的设置下，四款显卡的帧率瞬间就跌落至30fps出头，性能下降幅度高达65%左右。而在1920×1080分辨率、高画质的设置下，四款显卡在《孤岛惊魂3》中的帧率只有70fps左右。这说明一个问题，那就是在全高清分辨率下，《孤岛惊魂3》对显卡的要求比《BF4》更高。那么以此推断，在4K分辨率下，四款显卡在《孤岛惊魂3》中的帧率应该更低，至少比《BF4》中的30fps还要低。但事实确是，四款显卡此时的帧率依旧在30fps甚至更高，性能下降幅度只有40%左右。为什么会出现这种前后不一的情况呢？
事实上，上文的前半部分的推测是正确的，即在全高清分辨率下，《孤岛惊魂3》对显卡的要求比《BF4》更高。但到了4K分辨率下以后，这种情况发生了变化。其中的原因在于《BF4》的“材质解析度比例”，该选项的意思是指游戏材质的高低和比例。材质解析度越高游戏画质越精细，伴随而来的就是对显卡的要求更高，游戏默认这个比例是100%。事实上，这里的材质解析度比例的作用和SSAA超级采样抗锯齿是一样的，极度耗费资源。在1920×1080分辨率下，即使材质解析度比例达到100%也不会对本文这四款顶级显卡造成太大的负担。但在4K下，分辨率已经提升了4倍，此时的100%材质解析度对显卡的要求也在按照比例递增。这就造成了显卡的巨大负担，因此在4K下，四款显卡都出现了非常明显的性能下降。
可以说，材质解析度是《BF4》中对显卡性能要求高的选项。再举个极限的例子来说明，在4K下，如果将材质解析度调到200%（高），四款显卡会直接“爆显存”，游戏帧率只有1～3帧左右，游戏画面将长时间处于静止卡顿的状态。
《孤岛惊魂3》支持4K分辨率
《BF4》在1920×1080分辨率和3840×2160分辨率下的游戏画面内容没有任何区别
《孤岛惊魂3》、《BF4》测试结果一览：
4K游戏之我见
4K游戏测试让我们感慨颇深，有一些测试结果与我们在测试前的预期有较大出入，甚至相去甚远。接下来，我们就文章开篇提到的三个问题来谈谈测试4K游戏的感受。
游戏体验毁誉参半
对很多游戏玩家来说，提升显卡性能往往成为提升游戏体验的主要手段。诚然，在显卡性能比较落后的情况下，将显卡从中低端升级到中高端，能够在游戏中开启更多的效果，的确会带来更为优秀的视觉体验。但是不要忘记了，显卡只是游戏画面的一个计算设备，真正呈现画面质量的是显示器。一个更大、分辨率更高的显示器对游戏感受尤其是视觉感受的提升将是决定性的。
在4K显示器上，显示器尺寸更大、分辨率更高，对游戏画面来说都是有利的，因为这意味着要么显示内容更多视野更宽广，要么显示内容更精细。无论哪个方面的增加，都会使得游戏本身图像素质变得更为出色，更令人满意。在这一点上，我们感同身受。在3840×2160分辨率下，画面更加细腻和精致。而且在28英寸的4K显示器上，由于像素点更小，也意味着锯齿会大幅度减少，画面精细度提高，相当于游戏画面本身自带“抗锯齿”。但与此同时，也正因为目前4K显示器多为28英寸，其点距相比24英寸的1920×1080显示器要小很多，导致在部分游戏中的选项字体特别地小，几乎没有办法正常识别。这对于一些游戏界面上文字特别繁多、需要时常显示相关文字信息的网络游戏来说尤为突出，比如《坦克世界》。这种情况在大型单机类游戏、赛车类游戏中并不那么明显，所以我们建议那些主要玩网络游戏、同时近期打算购买4K显示器的玩家，在购买前好亲自到实体店感受一下4K显示器。
分辨率更高并非看得更多
理论上，显示器分辨率更高，在游戏中看到的画面就更多。对绝大部分RPG游戏、枪、车、球类游戏来说，更大的分辨率意味着画面上显示的内容更多，玩家可以有更好的大局观和视野，因此高分辨率下有更多内容是有可能的。但是对部分RTS游戏来说，考虑到游戏平衡性问题，游戏厂商往往会根据不同的分辨率进行优化设计，使得不同分辨率的玩家看到的东西基本相当。所以，分辨率更高是否看得更多，除了主要看游戏本身的类型外，还得看厂商的设计意向。
另一方面，我们在之前的三屏测试中发现（5760×1080分辨率），大部分新游戏的两侧都可以扩展出更多的画面内容。而此次在普通的16∶9的4K显示器上，我们在任何类型的游戏上都无法看到更多的游戏画面，这是为什么呢？
因为三屏下的长型画面的长宽比决定了它显示的内容要比正常的16∶9显示器更多、更宽。那么，是不是采用三屏组成的诸如27∶16甚至48∶9的分辨率后，显示器就一定会显示这样的画面呢？答案是否定的。对RTS这类游戏来说，可能不支持这样特殊的分辨率，理由依旧是考虑游戏平衡性的设定。但是对RPG等游戏来说，实际上三屏显示的内容虽然更多，但是也远远达不到27∶16或者48∶9的幅度。因为三屏除了中间的屏幕外，由于3D游戏视觉算法的问题，左右两个屏幕的视角是被严重拉伸的。这种被拉伸的屏幕在游戏中使用余光观察游戏画面时不会有什么异常，但是正眼去看会发现拉伸的程度很大，画面失真现象严重。
这样的画面长宽比大概会在25∶9左右，也就是比传统16∶9的内容多显示大约10个“长宽比单位”。因此，“分辨率更高、看得更多”并不是绝对的，还得具体问题具体分析。
4K严重耗费显卡资源
虽然4K显示在视觉画面和显示效果上相比目前的显示器改善颇大，但是不得不说，进入4K时代后，目前的主流硬件尤其是GPU应付4K分辨率下的游戏将显得非常困难。
4K分辨率相当于四个1920×1080分辨率，在游戏中来看的话，4K所需要的性能基本上和1920×1080分辨率下的游戏开启4×SSAA抗锯齿（极度耗费显卡资源的一种抗锯齿模式）相当。这种性能压力对诸如GTX 780Ti这样的顶级显卡来说都非常吃力，更不要说目前主流的中高端千元级显卡了。我们的测试结果也证实了这一点，在分辨率提高至4K后，相比1920×1080，游戏帧数普遍只有后者的1/2～1/3。目前很多大型游戏在GTX780Ti上全开特效帧数也不过80、90帧左右，在4K显示器下很可能只有不到30帧，根本达不到流畅的标准。至于千元级显卡，应付一些低画质需求的休闲类游戏还凑合，可一旦遇到游戏大作基本上就全军覆没了。
从技术上来说，如果游戏需要在4K下有非常好的画质呈现，首先模型精细度就要进一步提高，这对显卡和CPU来说都是不小的计算压力。光影效果由于分辨率大幅度提升，计算负荷也随之提升不少，对显卡计算能力提出了更高的要求。重要的是在纹理方面，4K游戏的纹理贴图精度至少也要进化至4K甚至8K级别才能满足游戏视觉的需求。在1920×1080分辨率下，采用4K纹理可以称之为高清晰纹理，那么在4K下，至少8K纹理才能称得上“清晰”二字，甚至部分对画质要求苛刻的游戏还可能使用12K的纹理贴图。
更高的模型精度、更为复杂的光影计算、更清晰的纹理贴图，终带来的结果是非常可怕的。其中不仅仅是游戏本身所需计算资源大幅增加，还有对硬盘和带宽的需求。目前的顶级大作体积甚至膨胀到40GB之多，在4K游戏到来后，游戏体积膨胀至200GB也完全不奇怪。这其中主要是高清晰的纹理会占用大量的存储空间。游戏体积越大、就对数据带宽要求越高。4K游戏时代显卡的显存容量、显存带宽、PCI-E带宽等，都需要大幅度升级才能满足全新游戏的计算需求。
