DirectX 12 Ultimate更新后，GeForce RTX用戶賺翻了

疫情阻止了各種展會(huì)，但沒有阻止技術(shù)進(jìn)步。隨著Windows 10 20H1版本更新，同步升級(jí)的DirectX 12 Ultimate也融入了新功能與新特性。是的，DirectX 12還那個(gè)DirectX 12，但更多的API和新技術(shù)加持，讓即將到來的新游戲獲得了更高的運(yùn)行效率以及特效。

但這不是重點(diǎn)，我們知道影響PC游戲體驗(yàn)最重要的因素之一就是顯卡，NVIDIA GeForce RTX 20系列擁有著現(xiàn)在最理想的游戲顯卡陣營。在DirectX 12 Ultimate正式發(fā)布的同時(shí)，GeForce RTX也隨即宣布完全支持新API，特別對(duì)于已經(jīng)擁有GeForce RTX玩家而言，獲得這些新技術(shù)是免費(fèi)的。

那么問題來了，DirectX 12 Ultimate究竟帶來了哪些更新，能讓你手中的GeForce RTX顯卡變得更劃算？現(xiàn)在就讓我們揭曉謎底。

沒有錯(cuò)，喜聞樂見的光線追蹤技術(shù)再次得到更新。與2018年10月發(fā)布的 DirectX Raytracing Tier 1.0不同，DirectX Raytracing Tier 1.1，也就是DXR 1.1將得到更廣泛的游戲支持，并且在1.0的基礎(chǔ)上追加了更多新功能。

其中，最大的變化就是在現(xiàn)有的光線追蹤管線狀態(tài)對(duì)象Pipeline State Object中加入了額外的著色器Shader。我們知道著色器用途是用來替代固定渲染管線的可編輯程序，可實(shí)現(xiàn)各種各樣的圖像效果而不受顯卡的固定渲染管線限制。

而從DXR 1.1開始，開發(fā)人員可以調(diào)用包含光線追蹤功能的著色器，這套著色器可以出現(xiàn)在光線追蹤運(yùn)算過程中的任何階段，支持光線追蹤的間接執(zhí)行，并引入內(nèi)聯(lián)光線追蹤，對(duì)光線遍歷算法和著色器進(jìn)行管理。

聽著有點(diǎn)玄乎？簡(jiǎn)單的說DXR 1.1能夠給游戲開發(fā)團(tuán)隊(duì)提供一套能夠避免繁雜光線追蹤場(chǎng)景的做法，通過調(diào)用新函數(shù)，獲得剔除、物體遮擋查詢等應(yīng)用，幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)更快更直接的的部署實(shí)時(shí)光線追蹤場(chǎng)景。這相當(dāng)于在DXR 1.0的基礎(chǔ)上一套更高階且更有效的玩法，當(dāng)然前提是需要開發(fā)團(tuán)隊(duì)去調(diào)用它。

目前為止，已經(jīng)有超過30款即將和已經(jīng)發(fā)布的游戲宣布兼容DXR 1.1性能。作為目前市面上唯一支持硬件實(shí)時(shí)光線追蹤計(jì)算的顯卡，NVIDIA GeForce RTX也宣布完全支持DXR 1.1新特效，很快我們就會(huì)在新游戲中看到基于DXR 1.1實(shí)現(xiàn)的游戲畫面。

從圖靈架構(gòu)開始，NVIDIA就引入了這套靈活的新功能Variable Rate Shading，也就是VRS比率可變著色。這是一套可以對(duì)著色比率動(dòng)態(tài)調(diào)整至極為精密的算法，在NVIDIA率先提出硬件支持之后，英特爾也隨后在Gen 11核顯中支持這套DirectX 12新功能，也意味著VRS不僅能提供更好畫面優(yōu)化表現(xiàn)，也是未來大勢(shì)所趨。

VRS的強(qiáng)大算法主要分成三類，分別是內(nèi)容自適應(yīng)著色、運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)著色和視網(wǎng)膜中央凹著色，基本思路是動(dòng)態(tài)給游戲畫面劃分區(qū)域，將運(yùn)算資源集中在畫面中的重點(diǎn)部分，其他部分著色比率則會(huì)被降低，從而節(jié)省運(yùn)算資源。有興趣的同學(xué)可以點(diǎn)擊這里，前往我們的圖靈架構(gòu)高級(jí)渲染章節(jié)做深入了解。

圖形渲染要模仿的真實(shí)世界是五彩紛呈，構(gòu)造復(fù)雜的。戶外場(chǎng)景尤其如此，包含數(shù)以千計(jì)的元素：石頭、樹木等。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也面臨類似的復(fù)雜構(gòu)造挑戰(zhàn)。例如，一張包含有 20 萬個(gè)物體的畫面，在實(shí)時(shí)渲染中，留給幾何計(jì)算的時(shí)間片可能只有兩毫秒，而每個(gè)物體的 LOD（細(xì)節(jié)層級(jí)）計(jì)算和渲染調(diào)用只有 10 納秒（0.00001 毫秒），對(duì) CPU 來說太難了。

DirectX Mesh Shader的作用與NVIDIA圖靈架構(gòu)的Mesh Shading類似，Mesh Shader 的作用是生成三角形給光柵器，但是不再是以單線程的方式跑，它內(nèi)部是以協(xié)作形式多線程方式運(yùn)作。被整合之后，著色器們不再需要輸入寫入內(nèi)存供下一步使用，而可以由開發(fā)人員定義其輸入和輸出。

這意味著在Mesh加持下，海量物體場(chǎng)景中GPU可以一次性處理包含許多物體的列表，并且不用CPU插手。物體LOD細(xì)節(jié)層級(jí)也分成了10個(gè)層級(jí)，讓開發(fā)者可以根據(jù)權(quán)重分配運(yùn)算資源，從而獲得超過一個(gè)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的場(chǎng)景的實(shí)時(shí)渲染。

采樣器反饋Sampler Feedback是這次DirectX 12 Ultimate更新后獲得的新功能，它主要作用是記錄下采樣操作訪問到的紋理區(qū)域，并在紋理空間陰影Texture-Space Shading、陰影復(fù)用Shading Reuse、紋理流Texture Streaming付諸應(yīng)用。

在游戲渲染材質(zhì)質(zhì)量越來越高，開放世界越來越大的主流環(huán)境下，采樣器反饋可以幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)更有效避免冗余，提升內(nèi)存對(duì)材質(zhì)的利用率，并減少不必要的計(jì)算量，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化游戲的效果。簡(jiǎn)單的說，就是告訴PC在合適的場(chǎng)景中做合適的計(jì)算，從而保證大場(chǎng)景高清素材下也能擁有流暢的畫面效果。

DirectX 12 Ultimate更新最先受益的是游戲開發(fā)團(tuán)隊(duì)，通過調(diào)用新的參數(shù)獲得更好的游戲優(yōu)化和效果，勢(shì)必對(duì)后來發(fā)布游戲的流暢性、畫質(zhì)提供更好的優(yōu)化。而對(duì)于普通玩家而言，正在使用的GeForce RTX顯卡則直接成為體驗(yàn)下一波新游戲畫面升級(jí)的免費(fèi)門票，無需再對(duì)硬件有任何額外投入。顯然，GeForce RTX系列顯卡的性價(jià)比又再次提升了。