Статья в последний раз корректировалась 2020.08.13 и могла потерять свою актуальность !!!

В марте 2020 года компания Microsoft объявила о выходе новой версии графического API - DirectX 12 Ultimate (в составе крупного обновления Windows 10 20H1). Эксперты считают это значительным шагом в развитии графических технологий, способствующим массовому внедрению передовых достижений в сферу видеоигр.

Рассматривать DirectX 12 Ultimate с точки зрения разработчиков игровых приложений не будем, а попытаемся разобраться, что сулит его появление рядовому геймеру.

Поддержка

Чтобы воспользоваться преимуществами DirectX 12 Ultimate, нужны игры, разработанные с учетом его возможностей, а также компьютер с соответствующей версией Windows и подходящей видеокартой. И если выпуск игр – это задача фирм-разработчиков, то о всем остальном придется позаботиться каждому геймеру самостоятельно.

Как уже упоминалось выше, на уровне программного обеспечения DirectX 12 Ultimate поддерживается Windows 10, начиная с версии Windows 10 20H1.

Среди видеокарт поддержка DirectX 12 Ultimate уже есть в графических ускорителях NVIDIA серии RTX ().

В видеокартах AMD такой поддержки пока нет, однако разработка нового API проходила при активном участии этой компании. Поддержка DX 12 Ultimate в ускорителях Radeon появится уже в ближайшем будущем, в новых видеокартах архитектуры RDNA2 (Navi 2X), выход которых намечен на 2020 год. DX12 Ultimate будет использоваться также в Xbox Series X и других игровых консолях, построенных на архитектуре AMD RDNA2.

Видеокарты, не попавши в упомянутую выше категорию (без поддержки DX12 Ultimate) будут работать точно так же, как и работали до этого. Каких либо позитивных изменений для них не предвидится (как, впрочем, и негативных).

Главные преимущества DX12 Ultimate

Реалистичная графика

DirectX 12 Ultimate включает Raytracing 1.1, который существенно упростил использование в играх пресловутой технологии риал-тайм трассировки лучей. Как известно, трассировка лучей моделирует физическое поведение света, за счет чего достигается высокий уровень реалистичности графики. Подробнее об можно узнать из видео ниже или прочитать здесь.

С выходом DirectX 12 Ultimate трассировка лучей станет действительно массовой и будет присутствовать в абсолютном большинстве выпускаемых компьютерных игр. Графика в играх постепенно переходит на качественно новый уровень, приближаясь по реалистичности к кинематографу.

Высокое быстродействие

Трассировка лучей существенно увеличивает нагрузку на видеокарту компьютера. Однако DirectX 12 Ultimate включает несколько новых технологий, которые ускоряют работу компьютера в играх и таким образом компенсируют эту дополнительную нагрузку. В частности, это Variable Rate Shading, Mesh Shading и Sampler Feedback.

Variable Rate Shading (VRS)

VRS - это технология интелектуального подхода к отрисовке изображений в компьютерных 3D играх, при котором для разных участков кадра применяется разный уровень шейдинга (затенения и осветления). С учетом анализа геометрии, количества движений и изменений цветов, в каждом кадре снижается детализация проработки тех участков изображения, где это возможно (например, фрагментов неба или однотонных стен).

Проще говоря, видеокарта уделяет нужное внимание шейдингу главных частей картинки и меньше "напрягается" на шейдинге второстепенных, не бросающихся в глаза. Для игрока это незаметно, зато ресурсы видеокарты существенно экономятся.

Такой подход раньше (года два до этого) начала продвигать компания Nvidia под названием Adaptive Shading (адаптивный шейдинг), см. изображение.

Mesh Shading

Эта технология близка по смыслу к предыдущей и строится на использовании так называемого адаптивного LOD (Level of Detail).

В упрощенной форме это можно объяснить так. В игровых мирах, как и в реальном мире, персонажей окружают строения, растения, животные, техника, мебель и т.д., которые видеокарта "рисует", составляя из различных мелких геометрических объектов. В игре с большим открытым миром в формировании 3D-сцен может участвовать огромное количество различных объектов (десятки или сотни тысяч). При этом, компьютеру нужно постоянно просчитывать их расположение и соответствующим образом отрисовывать. Если таких объектов очень много, обеспечить высокий уровень их детализации при сохранении комфортной частоты смены кадров сможет далеко не каждая видеокарта.

Поэтому в настройках большинства игр уже давно присутствует параметр, позволяющий установить геометрическую детализацию объектов в зависимости от расстояния до них. То есть, с целью снижения количества необходимых расчетов можно настроить некое расстояние от камеры (точки наблюдения), за пределами которого объекты начнут отображаться в упрощенном виде. Это расстояние, по сути, и определяет упомянутый выше Level of Detail (LOD). Чем оно короче, тем хуже качество графики в игре, но нагрузка на компьютер ниже. Однако, до этого Level of Detail всегда был фиксированным на протяжении всей игры, независимо от сложности 3D-сцен. Баланс между качеством графики и частотой кадров приходилось искать "вручную".

Технология Mesh Shading делает Level of Detail адаптивным. То есть, степень детализации каждого объекта теперь будет в автоматическом режиме динамически изменяться по ходу игры, в зависимости от свободных ресурсов видеокарты, общего количества объектов в сцене, а также расстояния от камеры до них. Таким образом, в игре в каждый конкретный момент времени будет обеспечиваться максимальный баланс между качеством картинки и быстродействием компьютера.

Sampler Feedback

Sampler Feedback - оптимизирует вычисления на видеокарте, связанные с текстурами. Эта технология позволяет разработчикам видеоигр использовать более гибкие алгоритмы подгрузки текстур в память видеокарты, за счет чего повышается эффективность ее использования. В частности, это позволяет избежать знакомых многим геймерам моментов, когда подгрузка детализированных текстур происходит со значительным опаздыванием, что сразу бросается в глаза и не лучшим образом влияет на игровой процесс.