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　　【PConline 应用】时也命也，如果当年3dfx开诚布公，Glide API早就一统天下了，更不会出现现在游戏选项中只有DirectX以及OpenGL的状况了。为了通过Windows的统治强制捆绑Direct3D，微软退出OpenGL组织。之后，Direct3D也以迅雷不及掩耳之势成为3D接口的绝对主流。对于显示芯片厂商和游戏厂商而言，遵循DirectX API已经成为默认的一道死命令，而如今我们更即将进入了DirectX 12时代。

　　目前，我们还能接触到DirectX 9.0c，为什么一个04年出现的API版本能够活到14年的今天。下面就一起回顾下，着年来从9.0C到12，看看3D显示技术有什么变化。同时，NVIDIA的LOGO含义在现实何时才能实现？

从使命召唤11说起

　　今年3月的GDC大会上，负责打造新一代《使命召唤》的Sledgehammer工作室便高调宣称新作品将成为系列之最，其中一条就包括更强的画面表现。

　　其中一张《使命召唤11》的游戏截图格外引人注意，其中主体是一张黑人士兵的面部特写，包括皮肤表面光照和质感表现令人惊叹，美中不足的是眼球的描绘，少了点精气神儿。目前，我们还不知道在这出色的画质表现背后是否有新引擎来撑腰，难道是传说中的DirectX 12？

DirectX 9.0c：十年光阴

背景

　　首先我们来回顾下DirectX 9.0c。事实上，DirectX版本的变化也体现了一种垄断的弊端。在与OpenGL的竞争中，DirectX在5.0到8.0的版本迭代基本上以月份来计算。失去对手后的发展速度明显慢了许多。直到现在，我们玩的主流游戏依然还有9.0c版本的 API选择。

　　日新月异的IT发展，DirectX 9.0c能坚持那么长时间也不是没有原因的。

变革

SM3.0与2.0的区别

　　作为3D显示的一个重要转折点，Shader Model 3.0就是DirectX 9.0c得以长期流行的唯一功臣。Shader Model 3.0除了取消指令数限制和加入位移贴图等新特性之外，更多的特性都是在解决游戏的执行效率和品质上下功夫。

实际画质区别

　　其中Pixel Shader、TMU以及ROP支持的数量上限远远超越了一个时代，如Shader长度由2.0的64指令到3.0的65536+指令，更长的着色器程序指令让多个像素渲染管线有了用武之地。更支持ATI的3Dc纹理压缩技术和NVIDIA主导的HDR技术，达到无缝结合的效果。

XP如此长寿也带起了DX9.0c的节奏

　　此外，DirectX 9.0c是最后一个支持WindowsXP的版本。所以，DirectX 9.0c如此长寿，还得跪谢XP吧。

结果

　　Shader Model 3.0诞生之后，人们对待游戏的态度也开始从过去单纯地追求速度，转变到游戏画质和运行速度两者兼顾。因此，Shader Model 3.0对游戏产业的影响可谓深远，直到今天，追求画质速度均衡的3D网游大多还基于9.0c，因为对于体验来说，已经足够了。

DirectX 10：统一渲染

背景

　　DirectX 9.0c的优势在于API超前于显卡的发展，但是当显卡性能提升到API成为瓶颈时，玩家对画质要求更高。于是另一场巨变来临了，那就是DirectX 10，以及它带来的统一渲染架构。

没有DX10在渲染原理的变革，显卡危机也不会出现

　　DirectX 9中引入的了2.0/2.X/3.0三个版本的Vertex Shader（顶点着色引擎）以及Pixel Shader（像素着色引擎）。这看似是技术的推进，其实是微软在为nVIDIA和ATI两强搭建竞争舞台，而且其中的内耗直接导致技术普及速度减缓，并且利用率降低，更令软件开发商畏首畏尾。而进入DirectX 10时代之后，微软渴望使用统一渲染架构来引领群雄。

变革

　　所谓统一渲染架构，就是将Vertex Shader、Pixel Shader以及DirectX 10所引入的Geometry Shader统一封装。此时，显卡中的GPU将不会开辟独立的管线，而是所有的运算单元都可以任意处理任何一种Shader运算。

双引擎带来的低效促使统一渲染架构的出现

　　譬如，在《上古卷轴4》游戏中，对于Vertex Shader的要求非常高，而此时大量显卡的Pixel Shader处于闲置状态，Vertex Shader又不堪重负。在微软的统一渲染架构下，既然所有的运算单元都可以处理任何一种运算，那么就能有效避免这种不合理的分配现象。

　　与此同时，DirectX 10的可编程语法结构，令各种特效的运用更加简易实现，这对于提高3D游戏画面效果将会有巨大的共享。除此以外，Direct X10还支持Shader Model 4.0，意味著它的渲染效果将会进一步提升。

画质的提升只是细节的提升，更多的是基于性能的提升，而本质的提升是没有的

　　事实上，DirectX 10对于画质方面的其它贡献也有不少，其中“Geometry Shader”（几何着色）便是最显著的一点。通过引入新的渲染模型，开发人员可以利用整体多边形渲染加速图形运算，新着色模式将大幅提高很多3D立体作图功能效率，还将允许GPU独立于CPU外完成数据循环工作，使系统完全脱离CPU束缚。

观点

统一渲染架构奠定了未来显卡设计基础

　　一统天下，就是DirectX 10的最大功劳。这个时代开始，我们谈论显卡性能，不再是管线，而是流处理器。优化渲染效率，3D开发更易用，《孤岛危机》带来的震撼在今天依然难以令人忘怀。同时，DirectX 10让AMD与NVIDIA的性能擂台摆在一个真正公平的环境（当然，微软是限制不了游戏开发者收赞助费的）

DirectX 11：细节决定成败

背景

不对比看不出差距，非全动态的细节对比也看不出明显差距，侧面看出DX9为何长寿

　　人的需求是无尽的，在一层需求满足之后，另一层需求就会上来。如果说DX9画面让人一眼就能辨别游戏与现实的话，DX11就大大增添了这一辨别难度，DX11画面的景深效果、反射效果，让游戏看上去更像是真实的拍摄镜头，日益临近“电影级”渲染效果，DirectX 11就是应画质的需求而诞生。其实，DX11就是为细节而生。

变革

　　本质上，DirectX 11的一面是DirectX 10的改良，只对性能和扩展性进行优化，主要改进在提供Shader Model 5.0，加入对MSAA的直接采样控制。大幅改进多线程性能，提供三个独立的接口。

　　另一面，进一步提高纹理压缩，就是大名鼎鼎的曲面细分。并加入了Compute Shader（DirectCompute）来支持GPGPU，提供新版HLSL语言，与 nVidia 的 CUDA 功能类似。

 
水面效果的进步

 
动态模糊，说实话除了更模糊外差距真不大

局部阴影，差距的确明显，也更有层次感

　　此外，DX11还为游戏带来了实时局部反射、景深、水面特效、动态模糊等画面特效，展现了今年最前沿PC游戏的画质成就。相对于DX9特效，DX11在细微之处更显精益求精，在诸多细节上的持续革新，为DX11游戏画面累积了显著的进步。

本质上，画质的提升还是要靠显卡性能的进步

　　曲面细分技术所代表的GPU几何性能是新一代显卡最重要的功能，也是DirectX 11最重要的组成部分。GPU的发展从Geforce FX5800时代发展到Geforce GTX285，五代时间内像素处理能力增长了1500%，而几何性能只增长了300%。几何性能已经成为制约画质的瓶颈，所以目前GPU已经专门加强几何处理能力，曲面细分作为几何处理的典范便首当其冲得到了加强。

在纯粹的细分曲面渲染中我们可以从感官上看到DX11画质的改变

　　细分曲面把游戏画面切割成更小的三角形，这样使得整个画面更加逼真细腻，而细分曲面的实现则需要用到多形体引擎，多形体引擎的数量也直接关系到显卡在DX11游戏中的表现。多边形越多，那么曲面就会展现的更为真实。曲面细分技术，便是一种化繁为简的手段，简单的理解，便是在一个简单的多边形模型中，利用专门的硬件，专门的算法镶嵌入若干多边形，以达到在不耗费CPU资源的情况下，真实展现离题曲面的目的。

观点

 
曲面细分是这么多年来比较给力的画质改革

　　DirectX 11就是画质真实化到立体化的革命。DirectX 11的带动下，画面的渲染不再给人一种动态而又“静止”的壁纸，而是更具真实立体的感觉：视觉与触觉的合体。简单来说，这就是家里壁画到家里变成壁画的环境的区别。这一切都是DirectX 11以及曲面细分、动态模糊等技术带来的革命。

DirectX 12：展望未来

背景

DirectX 12

　　时隔了整整4年半，微软终于推出了新版的API DirectX 12，与DirectX 11内置与WIN7中相似，想使用新API必须通过安装最新的WIN8系统才可以使用，而Windows 7则需要独立安装。DirectX 11已带来画面立体动态化的革命，DX12还会让画质渲染带来何种高度？

失望：只是改进版

　　DirectX 12不是新的图形显示硬件技术，而是更偏向软件上的改良与优化。DirectX 12将更好支持多核心、多线程的优化，降低GPU处理瓶颈，并强化跨平台功能，可有效支持微软各式平台，并提升硬件功耗表现。所以，我们只能以失望形容。不过还是看看有哪些具体表现吧。

降低CPU占用

　　DX除了会调用显卡之外，还会在物理运算时调用大量CPU资源，之前的DX经常会出现因为CPU太弱导致显卡性能无法完整发挥的情况，这次DX12大幅度优化了多核心协同工作时的负载，基本可以做到多个核心的负载均衡，整体的负载均衡的分配到每个核心上之后，每个核心的负载将会有所下降，对CPU的需求也有所下降。　

DX12更专注移动平台

　　作为DX12最大的噱头之一，移动领域的高通也将将和微软联手合作，DX12是否能进一步提升目前移动设备的能效比，从而提高移动设备性能还不好说。但如果能实现PC端与移动端在程序开发上的互联，那将是一个巨大的飞跃。

AMD的馒头让微软枕食难安？

　　说到DX12不得不提AMD的Mantle——“馒头”，是AMD自主创建的一款新型的图形编程模式，其充分利用现代化GPU性能，允许游戏开发者利用GCN架构的原生语言进行开发，带来了更深层次的硬件优化。用地球来说明架构，核心GCN，中层mantle驱动和API，外层图形应用程序。并且，兼容DX HLSL语言。可减小CPU开销，性能提升9倍，底层直接访问GPU资源。

观点

　　由于可以绕过DX API直达硬件底层，微软可能也是感觉到了Mantle带来的挑战，加速了DX12发布的流程。但按正常的思路，Mantle应用在A卡上可能会获得比DX12更好的效率和表现，但是对于习惯了DX的开发者来说是个挑战。

PConline总结：

DirectX

　　可以看到，从9.0c到12，就是一个缓慢发展的过程，可见没有API的竞争，3D画质基本上没有本质上的进步，更不可能实现眼前所见的就是电脑游戏中的所见。无论是SM3.0、统一渲染、曲面细分等，都是性能上的优化以及DX9.0c支持下的画面的小修小补。希望在Mantle的攻势下，3D API能够重新获得爆发式发展。

　　最后，我们当然不希望，每次游戏出来前的截图逆天，实际效果却一塌糊涂。比如，大家可自行百度当年那款发誓要成为《最终幻想》中国版的游戏：《最初幻想》。