Microsoft 发布 DirectX 12 Ultimate:GeForce RTX 助力的次世代游戏新标准

2018 年,随着 GeForce RTX 显卡的发布,硬件加速光线追踪、可变速率着色、网格着色等“全球首创显卡技术”开始进入用户的视野。作为自 2002 年可编程着色器问世以来图形领域的巨大飞跃,这些技术为游戏引入了电影级反射、阴影和光线效果。

现在,Microsoft 发布全新图形 API DirectX 12 Ultimate,通过融入 GeForce RTX 创新技术,使其成为多平台次世代游戏的新标准。

DirectX 12 Ultimate 为开发者提供广阔的多平台硬件用户群,并包含可供选择的现成工具和案例,而这一切均由节省时间的中间件提供支持。这不仅可简化和加快游戏开发,而且会吸引更多开发者为游戏加入这些创新技术。众多开发者纷纷采用这些技术打造出全新游戏体验,目前已有 30 多款已上市或即将上市的游戏支持DirectX 光线追踪,而随着 DirectX 12 Ultimate 的发布,这一数字将会飞速增长。

作为率先支持此类游戏增强功能的独家 PC 平台,GeForce RTX 可助力游戏玩家畅玩当下和未来发布的最新款对图形有更高要求的游戏。

DirectX 12 Ultimate 采用当下最新的图形硬件技术,支持光线追踪、网格着色器和可变速率着色,堪称次世代游戏的全新黄金标准。

- Marcus Wassmer,Epic Games 图形部工程总监

DirectX 12 Ultimate 技术

光线追踪

DirectX 12 Ultimate 的核心是光线追踪,该技术可真实模拟场景中的光线路径,实现先前仅能在炫酷大片中欣赏到的光线、阴影和反射效果。DirectX 12 Ultimate 带来了 DirectX 光线追踪 (DXR) 的新版更新(版本 1.1),可助力开发者更容易的打造光线追踪效果。

借助 NVIDIA 率先推出的硬件和软件,我们已助力多款热门游戏实现光线追踪效果,其中包括“战地 V (Battlefield V)”、“使命召唤:现代战争 (Call of Duty: Modern Warfare)”、“控制 (Control)”、“地铁:离去 (Metro Exodus)”、“古墓丽影:暗影 (Shadow of the Tomb Raider)”等。同时,我们也在努力为众多玩家翘首以待的游戏大作加入光线追踪技术,例如“赛博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”、RTX 版“我的世界 (Minecraft)”、“看门狗:军团 (Watch Dogs: Legion)”,以及“吸血鬼:避世血族 2 (Vampire: The Masquerade - Bloodlines 2)”等。

随着 DirectX 12 Ultimate 加入光线追踪技术,所有主流游戏引擎及下一代游戏主机未来都将加入这一大潮。而 GeForce RTX GPU 能够充分发挥该技术的潜能,因为其采用了专用的光线追踪硬件(RT Core),以及有助提升性能的 DLSS 技术。

可变速率着色

借助可变速率着色 (VRS),开发者能够以不同质量等级渲染场景的各个部分,进而提升游戏性能。在采用 Vulkan 的 “德军总部:新血脉 (Wolfenstein: Youngblood)”中,NVIDIA 自适应通过实现 VRS 将性能提升高达 15%,同时没有明显的画质损失。通过为 DirectX 12 Ultimate 引入可变速率着色,更多开发者将能轻松为自己的游戏加入这项双赢的技术。

鉴于当下开发平台的统一性,DirectX 12 Ultimate 将加快尖端图形功能在游戏领域的应用。借助 DirectX 12 Ultimate,我能立刻为 PC 和 Xbox 游戏采用全新图形功能。我们已经在“叛逃连 (Rogue Company)”中开始试行 DirectX 12 Ultimate,这款游戏将于 2020 年发布。

- Chris Larson,Hi-Rez Studios 首席运营官及“叛逃连(Rogue Company)”总经理兼执行制作人

从本质上来看,开发者编写的算法可识别玩家难以察觉的像素以及变化或更新较少的像素,然后使用 VRS 降低这些像素的渲染(着色)率。举例来说,阴影中的黑色像素并不会因着色率降低而有所不同。因此,我们可降低每帧中大量这样像素的着色率,进而减少 GPU 工作负载并提升性能。

从下方的可视化图像中,您可以看到 VRS 如何在同一场景中应用不同的着色率。右侧的颜色覆盖展示了该技术在某帧图像中的应用情况,汽车、天空和植被均以全速率着色(即蓝色区域),以保留精细的细节。汽车旁边的区域每四个像素着色一次(绿色),而从赛道至最左侧以及右侧外围每八个像素着色一次(黄色)。

这些区域采用运动模糊效果来增加速度感,所以玩家在游戏过程中很难察觉。VRS 可降低游戏着色率并保留高质量的游戏画质,为游戏实现立竿见影的性能提升。

如要了解这项令人兴奋的性能提升技术,请参阅我们的可变速率着色和 NVIDIA 自适应着色讲解文章

网格着色

如果您曾在开放世界游戏中体验过图形设置,便会知道提高几何细节等级会大幅降低游戏性能,通常 CPU 会因忙于进行绘图调用而受到性能限制,进而导致 GPU 产生瓶颈,无法发挥 GPU 的全部效能。网格着色可助力开发者解决该问题,并进一步提高游戏保真度和性能。同时,其采用的全新渲染技术可在玩家的视野范围内打造细节丰富的广袤世界。

鉴于当下开发平台的高度统一性,DirectX 12 Ultimate 将加快尖端图形功能在游戏领域的应用。借助 DirectX 12 Ultimate,我们能够更快地在多个平台上采用全新图形功能。

- Mika Vehkala,Remedy Entertainment 技术总监

在 Asteroids 技术演示中,我们使用网格着色器渲染并动态调整多达 350000 颗独立小行星的细节,既保持子像素的几何细节,也使性能达到其他方式所不能及的水平。

借助 DirectX 12 Ultimate,开发者可更快速轻松地使用网格着色器。想象一下,您的整个屏幕都是令人沉醉的精美世界,不仅有植被茂盛且栩栩如生的森林、细节丰富的超级城市,还有广袤的太空场景,那里有规模庞大的空间站和令人震撼的小行星场。

如需深入了解网格着色的工作原理,请参阅 Turing 架构图形和技术文章

采样器反馈

采样器反馈与可变速率着色理念想同:以更智能的方式减少 GPU 负载,进而提升性能。此功能的实现需依靠 GeForce RTX 架构中的一项硬件功能,称为纹理空间着色。

作为开发者,PC 和 Xbox 共用同一个 API 对我的业务来说就是一个福音。了解 DirectX 12 Ultimate 后,我的程序员可以针对 PC 或主机编写游戏。

- Koen Deetman,KeokeN Interactive 首席执行官兼游戏总监

当下,几乎所有游戏都会“从零开始”渲染新帧,换言之这些游戏通常不使用新帧之前的计算结果(除了随机采样抗锯齿、NVIDIA DLSS,以及偶尔使用的后处理技术)。但在大部分游戏中,就像在现实世界中一样,帧与帧之间的变化相对很小。如果看向窗外,您可能会看到树木在风中摇曳,行人走过窗口,鸟儿在远处飞翔。但绝大部分场景都是固定不变的。主要变化在于您的视角。

随着您改变视角,您所看到的一些物体的外观也会产生变化,特别是有光泽或闪光的物体。但在您移动头部时,大多数物体的外观其实只会产生微小变化,因此,对于宝贵的 GPU 周期而言,一帧一帧地重新计算构成这些物体的相同精确颜色无疑是一种浪费。不妨想象一下木制电线杆,无论您的头部和眼睛位置如何,其看上去几乎都别无二致。

借助采样器反馈,我们能够以较低着色率(比如每三帧或更低)进行更高效的着色,同时重复使用先前计算过的物体颜色(也称为“纹素”)。这种工作成果重用理念可用于光线追踪,特别是全局照明,这是一种很常见的案例,需要进行变化缓慢、却十分耗费资源的着色计算。

如需详细了解此项技术,请单击此处

GeForce RTX 助力 DirectX 12 Ultimate 做好游戏准备

我们很高兴看到标准 DirectX 12 Ultimate API 采用 NVIDIA 工程师率先推出的多项技术以及 GeForce RTX 架构,助力全球开发者轻松加入这些游戏增强技术。

通过投入使用 DirectX 12 Ultimate 的新一代图形功能开发,我们坚信自己将使 PC 和未来主机的玩家受益,同时打造梦寐以求的游戏视觉效果。

- Anton Yudintsev,Gaijin Entertainment 首席执行官

虽然 Windows 10 现已支持 DirectX 光线追踪和可变速率着色,但 Microsoft Windows 10“20H1”更新还将添加针对网格着色和采样器反馈的 DirectX 支持,以及最新的 DXR 1.1 版本。在 Windows 10 20H1 发布当天,NVIDIA 将为所有最新的 DirectX 12 Ultimate 功能提供完整的驱动支持。

先前,您已经在众多热门游戏中见证了光线追踪的强悍性能,也在“德军总部 (Wolfenstein)”中看到了可变速率着色带来的优势。现在,网格着色和采样器反馈将分别为您带来更高层次的细节级别,以及更出众的性能。敬请期待。

目前,只有 GeForce RTX 显卡完全支持上述功能。如果您已购买该显卡,那么祝贺您,您可以畅玩未来由 DirectX 12 Ultimate API 助力的所有游戏大作。

如需获取此类游戏新闻,请收藏 GeForce.cn,以便深入了解最新游戏技术、GPU、NVIDIA 游戏和 GPU 增强功能。