DirectX 12 Ultimate

09.04.2020 р.

У березні 2020 року компанія Microsoft оголосила про вихід нової версії графічного API - DirectX 12 Ultimate (у складі великого оновлення Windows 10 20H1). Експерти вважають це значним кроком у розвитку графічних технологій, який сприяє масовому впровадженню передових досягнень в сферу відеоігор.

Розглядати DirectX 12 Ultimate з позиції розробників ігрових додатків не будемо, а спробуємо розібратися, що принесе його поява рядовому геймеру.

Підтримка

Щоб скористатися перевагами DirectX 12 Ultimate, потрібні ігри, розроблені з врахуванням його можливостей, а також комп'ютер з відповідною версією Windows і підходящою відеокартою. І якщо випуск ігор - це завдання фірм-розробників, то про все інше доведеться подбати кожному геймеру самостійно.

Як вже згадувалося вище, на рівні програмного забезпечення DirectX 12 Ultimate підтримується Windows 10, починаючи з версії Windows 10 20H1.

У відеокарт AMD такої підтримки поки немає, проте розробка нового API проходила за активної участі цієї компанії. Підтримка DX 12 Ultimate в прискорювачах Radeon з'явиться вже в найближчому майбутньому, в нових відеокартах архітектури RDNA2 (Navi 2X), вихід яких намічений на 2020 рік. DX12 Ultimate буде використовуватися також в Xbox Series X та інших ігрових консолях, побудованих на архітектурі AMD RDNA2.

Відеокарти, які не потрапили у згадану вище категорію (без підтримки DX12 Ultimate) будуть працювати так само, як і працювали до цього. Якихось позитивних змін для них не передбачається (втім, як і негативних).

Головні переваги DX12 Ultimate

Реалістична графіка

DirectX 12 Ultimate включає в себе Raytracing 1.1, який суттєво спростив використання в іграх вже добре відомої технології ріал-тайм трасування променів. Як відомо, трасування променів моделює фізичну поведінку світла, за рахунок чого досягається високий рівень реалістичності графіки. Детальніше про це можна дізнатися з відео нижче або прочитати тут.

З виходом DirectX 12 Ultimate трасування променів стане дійсно масовим і буде присутнє в абсолютній більшості комп'ютерних ігор. Графіка в іграх поступово переходить на якісно новий рівень, наближаючись по реалістичності до кінематографу.

Висока швидкодія

Трасування променів істотно збільшує навантаження на відеокарту комп'ютера. Однак DirectX 12 Ultimate включає кілька нових технологій, які прискорюють роботу комп'ютера в іграх і таким чином компенсують це додаткове навантаження. Зокрема, йдеться про Variable Rate Shading, Mesh Shading та Sampler Feedback.

Variable Rate Shading (VRS)

VRS - це технологія інтелектуального підходу до формування зображень в комп'ютерних 3D-іграх, при якому для різних ділянок кадру застосовується різний рівень шейдингу (затінення і освітлення). З врахуванням аналізу геометрії, кількості рухів і змін кольорів, в кожному кадрі знижується деталізація опрацювання тих ділянок зображення, де це можливо (наприклад, фрагментів неба або однотонних стін).

Простіше кажучи, відеокарта приділяє потрібну увагу шейдингу головних частин картинки і менше "напружується" на шейдингу другорядних, які не кидаються в очі. Для гравця це непомітно, однак ресурси відеокарти істотно економляться.

Такий підхід раніше (років зо два до цього) почала просувати компанія Nvidia під назвою Adaptive Shading (адаптивний шейдинг), див. зображення.

Mesh Shading

Ця технологія близька за принципом до попередньої і будується на використанні так званого адаптивного LOD (Level of Detail).

В спрощеній формі це можна пояснити так. В ігрових світах, як і в реальному світі, персонажів оточують будівлі, рослини, тварини, техніка, меблі тощо, які відеокарта "малює", складаючи з різних дрібних геометричних об'єктів. В грі з великим відкритим світом у формуванні 3D-сцен може брати участь величезна кількість різних об'єктів (десятки або сотні тисяч). При цьому, комп'ютеру потрібно постійно прораховувати їх розташування і відповідним чином малювати. Якщо таких об'єктів дуже багато, забезпечити високий рівень їх деталізації при збереженні комфортної частоти зміни кадрів зможе далеко не кожна відеокарта.

Тому в налаштуваннях більшості ігор вже давно присутній параметр, який дозволяє встановити геометричну деталізацію об'єктів в залежності від відстані до них. Тобто, з метою зниження кількості необхідних розрахунків можна налаштувати певну відстань від камери (точки спостереження), за межами якої об'єкти почнуть відображатися в спрощеному вигляді. Ця відстань, по суті, і визначає згаданий вище Level of Detail (LOD). Чим вона коротша, тим гірша якість графіки в грі, але навантаження на комп'ютер нижче.

Однак, до цього Level of Detail завжди був фіксованим протягом всієї гри, незалежно від складності 3D-сцен. Баланс між якістю графіки і частотою кадрів доводилося шукати "вручну". Технологія Mesh Shading робить Level of Detail адаптивним. Тобто, ступінь деталізації кожного об'єкта тепер буде в автоматичному режимі динамічно змінюватися по ходу гри, в залежності від вільних ресурсів відеокарти, загальної кількості об'єктів в сцені, а також відстані від камери до них. Таким чином, в грі в кожен конкретний момент часу буде забезпечуватися максимальний баланс між якістю картинки і швидкодією комп'ютера.

Sampler Feedback

Sampler Feedback - оптимізує обчислення на відеокарті, пов'язані з текстурами. Ця технологія дозволяє розробникам відеоігор використовувати більш гнучкі алгоритми підвантажування текстур в пам'ять відеокарти, за рахунок чого підвищується ефективність її використання. Зокрема, це дозволить уникнути знайомих багатьом геймерам моментів, коли підвантажування деталізованих текстур відбувається зі значним запізненнями, що відразу впадає в очі та не кращим чином впливає на ігровий процес.

DirectX 12 Ultimate

Підтримка

Головні переваги DX12 Ultimate

Реалістична графіка

Висока швидкодія

Дорогий друже!