6年之後,微軟終於發表 DirectX 12 Ultimate 終極版

6年之後,微軟終於發表 DirectX 12 Ultimate 終極版

幾乎每一個玩過電腦遊戲的人,都聽過 DirectX 的大名。作為 Windows 系統自帶的圖形 API(應用程式介面),大部分 PC 遊戲都需要它的支援。

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目前 DirectX 的最新版本是 DirectX 12,它發佈於 6 年前,已經相當長時間沒有大更新過了,昨天微軟終於公佈了它的升級版—— DirectX 12 Ultimate 。從字面意思上來看,它是 DX 12 的終極版,它將會隨著 Win 10 2004 系統更新一同推送。

 微軟發佈 DirectX 12 Ultimate ,它帶來了哪些改變?

DirectX 12 Ultimate 都用哪些特性?

從 DX 12 開始,微軟就已經將主機和 PC 之間的圖形連接埠打通,Win 10 和 Xbox One 都使用了 DX 12 作為圖形 API 。使用相同 API 帶來的好處也十分明顯,遊戲公司在開發遊戲時,不需要再為 Xbox 和 PC 端的移植而煩惱,所以我們能看到,大量 Xbox 遊戲出現在 PC 的應用商店中。

 微軟發佈 DirectX 12 Ultimate ,它帶來了哪些改變?

這次微軟發佈的 DirectX 12 Ultimate 也同樣是跨平台的 API,這也讓下一代 Xbox 理所當然的獲得了 PC 上的某些畫面特性,比如老黃普及的光線追蹤。

1.DirectX Raytracing Tier 1.1

這次微軟將 2018 年發佈的 DXR 1.0 更新到了 DXR 1.1 版本,這是一次增量更新,最明顯的變化有:

  • 為現有的光線追蹤管線狀態對象(Pipeline State Object)加入了額外的著色器(Shader)。

  • 支援 GPU 執行時間軸自動判定需要處理的光線數量。

  • 引入新的內聯式光線追蹤。

 微軟發佈 DirectX 12 Ultimate ,它帶來了哪些改變?

這些特性為遊戲開發者提供了一套規避複雜光線追蹤情境的方法,讓開發者可以透過調用新函式,獲得物體遮擋查詢、剔除等功能,讓開發者能更快的構建光線追蹤的情境,給遊戲提供更好的光追效果和性能。

在微軟發佈 DirectX 12 Ultimate 後,NVIDIA 表示將 RTX 系列處理器將完全支援 DXR 1.1 特效,AMD 也宣佈將在 RDNA 2 架構中支援該特性。

2.VRS(可變速率著色)

除了光追外,之前 NVIDIA 推出的 VRS 技術也被微軟認可,並將其加入 DirectX 12 Ultimate 中。VRS 全稱是可變速率著色技術,它最明顯的作用就是降低顯示畫面中一些不重要區域色彩紋理,進而提升畫面的流暢度。

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在這一技術被應用之前,GPU 需要為畫面上的每一個像素點單獨著色。而 VRS 就是對畫面區域進行劃分,為不同的區域選擇不同的著色解析度,細節要求不高的區域就將多個像素點一起著色,大幅降低了 GPU 著色的次數,大大減輕了顯卡的計算壓力。

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比如上面這張圖,畫面邊緣最不顯眼位置的著色解析度就被降到了最低,雖然這部分畫面的品質有所下降,但由於它只是背景,玩家不會有明顯的感知。省下來的 GPU 資源,則用於提升幀率,減少感知更明顯的卡頓現象。

可以說,有了 VRS 技術後,平均幀率不高的中低階顯卡將將會獲得不小的體驗提升。

3.Mesh Shader

除了為最後為像素著色外,圖形渲染在前期還需要完成物體的 3D 模型計算渲染。這個工作之前需要向 CPU 發送一個 Draw Call(繪製調用)。通常情況下, 它會因為 CPU 的性能瓶頸,限制 GPU 的發揮。

 微軟發佈 DirectX 12 Ultimate ,它帶來了哪些改變?

Mesh Shader 的可以解決這一問題,它可以讓開發人員不用考慮單個頂點或者單個圖元,用一組預定的線程更高效的完成渲染流程。

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Mesh Shader 可以進一步提幾何圖形的細化程度,例如對硬體進行程式,並用簡單的方式描述樹幹枝杈的位置,最後產生細節更多的樹皮樹葉。

有了 Mesh Shader 後, 遊戲情境中灌木從,植被等物體將有詳細的細節,能進一步提高情境的真實性。

4.Sampler Feedback(採樣器回饋)

這一功能其實和 VRS 類似,都是透過減少某些冗餘訊息,降低 GPU 負載並提高性能。

與影片壓縮採用幀與幀之間的畫面向量預測不同,遊戲中的渲染大部分都是從「0」開始,也就是不停地重複獲取頂點、視角轉換、投影、照明、剪裁、柵格化的工作,不管前後兩幀畫面有多少相同。

 微軟發佈 DirectX 12 Ultimate ,它帶來了哪些改變?

事實上,大多數遊戲在的情境變動都十分緩慢,大多數「對象」在畫面中並沒有改變(例如天空,遠景)。採樣器回饋就是透過降低對這些對象著色的速度(比如每 3 幀一次),來降低 GPU 的工作壓力。

這一功能可減少重複對遠景和緩慢變化的陰影著色對性能影響,進一步提升畫面的幀率。

總結:開發者福利,NV 大獲全勝

這次的 DirectX 12 Ultimate 是一次增量更新,加入了之前 NVIDIA 推出的新技術,包括光追和 VRS 。有別於 DX 10 和 DX 11 的技術躍進,DirectX 12 Ultimate 更多是為開發者提供更底層的優化空間。

反映在遊戲上,我們可以會看到:更有經驗和實力的開發者會用 DX 12 Ultimate 的新特性做出非常驚豔的遊戲畫面,同時性能優化也非常出色。但如果是遊戲開發者沒有調用這些工具,它將不會對畫面和畫面效能產生太大提高。

不過 DirectX 12 Ultimate 橫跨主機與 PC,一些首發於主機的遊戲在開放到 PC 平台後或許也能獲得新特性的優化。

最後說一個好消息:NVIDIA 表示 RTX 系列將完全支援 DirectX 12 Ultimate 的所有特性,AMD 即將推出的 Navi 架構顯卡也支援 DirectX 12 Ultimate,AMD 已經發佈了第一個執行光追的 DEMO。

未來幾年,光追或將全面普及。

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