DirectX版本与功能

因为DirectX必须支持多媒体设备的最新技术和功能,而多媒体硬件(尤其是显卡[的3D性能])和技术始终处在高速发展过程中,所以DirectX的技术和版本也同样在不断地发展和演变,其中发展最快的是3D接口部分。
下面列出DirectX的主要版本的发布时间、引入的新模块和特性:
l 1.0——1995年9月30日:DirectDraw、DirectSound、DirectInput、DirectPlay、DirectSetup;
l 2.0——1996年6月5日:引入Direct3D(次版本有2.0a);
l 3.0——1996年9月15日:支持MMX、为DirectSound 补充DirectSound3D API(次版本有3.0a);
l 4.0——无此版本号;
l 5.0——1997年7月16日:有许多改进,如受力反馈控制器、多显示器支持、新的游戏控制面板、用户界面的全面改进等(次版本有5.1和5.2);
采销互联
l 6.0——1998年8月7日:添加新的3D特性(如添加DXUT框架)、支持AMD公司的3DNow!技术、性能较5.0有提高。在1999年2月3日推出的6.1版中,添加了DirectMusic模块;
l 7.0——1999年9月22日:改进3D图形和声音、性能更快,为Direct3D API引入硬件传送、光照和纹理压缩、以及硬件加速,引入D3DX工具库。使用Creative公司的EAX技术改进3D声音的算法(次版本有7.0a和7.1);
l 8.0——2000年9月30日:将DirectDraw与Direct3D完全集成在一起、其中Direct3D的性能有了本质上的飞跃(引入顶点/像素shader[着引擎/光照模型]、支持硬件点精灵和三维体纹理),将DirectMusic与 DirectSound更紧密地集成在一起构成DirectX Audio,更新了DirectInput与DirectPlay,添加了DirectShow、抛弃了其余的DirectX Media模块。2001年11月11日推出的8.1版,被集成在Windows XP中销售,该版本添加了从DirectShow分离出的DMO(DirectX Media Objects媒体对象)组件模块。它还支持许多新的图形特性,如像素着引擎的1.2~1.4版、动态/高分辨率纹理、新3D扩展方法等(次版本有8.0a、8.1、8.1a和8.1b);
l 9.0——2002年12月24日:添加许多新特性到DirectX Graphics和DirectShow中,例如将DirectDraw的功能并入到Direct3D之中,支持顶点和像素着引擎的新版本2.0和3.0,引入裁剪测试、位移贴图和多元纹理,支持128位浮点着精度和根据显示器自动调整γ值等。也添加若干新特性到DirectInput、DirectPlay、DirectSound和DirectMusic中。(次版本有9.0a、9.0b和9.0c)。
DirectX的最后一个以数字和字母命名的版本,是2004年8月9日推出的9.0c。后来每两到四个月就推出了它的一个升级版,当前的最新版本为2010年6月7日推出的June 2010 DirectX SDK。它们都包含了(于2002年推出的专为.NET框架设计的)托管(Managed)DirectX,将原来DirectX多个分离的COM模块集成到了一个容易使用的单一CLR文件之中。
directdrawl 10——DirectX不会有独立的第10版了,因为微软公司已将DirectX的功能集成进其操作系统Windows Vista中,而不再将其作为一个额外的模块了。DirectX 10(其主要部件为Direct3D 10)已于2006年11月30日随Windows Vista一起发布(被嵌入到该操作系统之中)。DirectX 10有如下特点:
n  全新的显示驱动模式——微软为Vista和DirectX 10重新设计了一种显卡的显示驱动模式VDDM(Vista Display Driver Model),它将显卡驱动程序与系统的其他驱动程序分开,并能使之运行于独立硬件供应商模式和用户模式下,使得由显卡驱动规格差异所导致的3D 应用程序不兼容情况大幅度降低,从而提高整个系统的稳定性。此外,DirectX 10 还重新优化了显存管理功能,降低了游戏开发商开发工作的复杂程度。
n  全新的API——由于DirectX 10 的渲染方式发生了巨大的变化,微软重写了API的大部分代码,去掉了设备能力检查(CAPS),即去除了对老版本Direct3D的硬件支持,使得开发商不必担心兼容性问题而放心地使用硬件的各种特性。此外,微软还对渲染管线流程进行了大面积改进(参见图14-1),全面使用着器化的架构,将渲染状态有机分类,极大地减少了开发者在开发大型游戏时的技术难度,并且也有助于提升渲染能力,减少渲染状态前后设置和互相影响对渲染成功率的影响,从而提高3D应用程序的执行速度和质量。新加入的几何着器则提供了对批量几何图形的处理能力,也有助于程序执行效率的提高。
n  Shader Model 4.0——Shader Model(着器模型)是微软公司定义图形平台性能的一个标准,着器是渲染像素和顶点的小程序,分为顶点着器(Vertex Shader)和像素着
器(Pixel Shader)两种类型,这些程序能够向基本的几何图形添加效果。从图14-1中的渲染管线流程中我们可以看到,Shader Model 4.0 将作为DirectX 10 的核心存在,并且,由于DirectX 10 去除了CAPS,那么对Shader Model 4.0 的硬件支持,也就成为了一块DirectX 10 显卡的必备条件。这将有助于消除不同显卡厂商的产品在技术参数上的差别,减少消费者的选购难度。同时,Shader Model 4.0将能够同时访问的顶点数在3.0的基础上增加了8倍,并将材质顶点支持模式变为RGBE,极大地提高了光照处理性能。
n  支持困难——DirectX 10放弃了对以前版本的硬件支持,这意味着采用DirectX 9以及以前版本API编写的3D应用程序只能通过软件模拟方式得到DirectX 支持,这对程序的运行效率是有负面影响的。诸多全新的游戏特性使得现在支持DirectX 9 的显卡虽然也能勉强在DirectX 10下正常工作,但大部分新特性如Shade Model 4.0等则都无法使用。而由于需要VDDM的支持,目前微软声称DirectX 10支持的最低版本的操作系统为Windows Vista,而Windows XP 将无法使用DirectX 10。而WindowsVista对硬件的苛刻要求,目前的机器恐怕大多难以胜任。
图14-1是DirectX 10.0与DirectX 9.0的Direct3D管线阶段的比较。
应变测量图14-1  DirectX 9.0(左图)与DirectX 10(右图)的管线阶段
 
l 10.1——微软公司于2008年2月4日,随Vista SP1发布了DirectX 10的升级版DirectX 10.1,它具有如下改进:
n  DirectX 10.1的一个主要提高是改善的shader资源存取功能,在读取多样本时有更好的控制能力。除此之外,DX10.1还将可以创建定制的下行采样滤波器。
n  DirectX 10.1还将有更新的浮点混合功能,对于渲染目标更有针对性,对于渲染目标混合将有新的格式,渲染目标可以实现独立的各自混合。
m2卡n  阴影功能一直是游戏的重要特效,Direct3D 10.1 的阴影滤波功能也将有所提高,从而可望进一步提高画质。
n  在性能方面,DirectX 10.1将支持多核系统有更高的性能。而在渲染,反射和散射时,Direct3D 10.1将减少对API的调用次数,从而将获得不错的性能提升。断头锁
n  其他方面,DirectX 10.1的提高也不少,包括32bit浮点滤波,可以提高渲染精确度,改善HDR渲染的画质。完全的抗锯齿应用程序控制也将是DX10.1的亮点,应用程序将可以控制多重采样和超级采样的使用,并选择在特定场景出现的采样模板。DirectX 10.1将至少需
汽轮机转子要单像素四采样。
n  DirectX 10.1还将引入更新的驱动模型,WDDM 2.1。与DirectX 10的WDDM2.0相比,2.1有一些显著的提高。首先是更多的内容转换功能,WDDM2.0支持处理一个命令或三角形后进行内容转换,而WDDM2.1则可以让内容转换即时进行。由于GPU同时要并行处理多个线程,因此内容转换的即时性不仅可以保证转换质量,还可以提升GPU效率,减少等待时间。另外,由于WDDM 2.1支持基于过程的虚拟内存分配,处理GPU和驱动页面错误的方式也更为成熟。
目前只有AMD的Radeon HD3000系列产品支持DirectX 10.1。
l 11——微软公司于2009年10月22日随Windows 7发布Direct3D 11。在DirectX 11中,微软主要目标在于减少游戏工作室的开发成本,与新PC硬件更有效结合,提高物理效果、游戏AI以及游戏其他功能特性以提高游戏的互动性。随着游戏画质不断提高,图形细节的复杂程度也大幅提升。微软已经在游戏主机开发中拥有了不少高效图形开发程序经验,通过更为强大的纹理制作API,DirectX 11将提高纹理生成性能,从而让游戏运行帧数更为流畅。在硬件方面,微软也指出值得注意的发展趋势——CPU并行多核心化。DX11将在并行运算
处理能力利用上进一步改进,通过新的完善的驱动界面支持并行多核心处理器平台。流处理以及GPGPU也是图形领域的重要发展方向,DX11将在未来对这些新技术提供支持。
DirectX 11的主导者不是微软,而是Intel。因为Direct3D 11将会支持Intel的光线追踪(Ray Tracing)技术,该技术可使得3D图形更加真实、更具立体感,而不是一看就能看出来是在一个平面上显示出来的效果。相对于目前的光栅化技术(rasterizATIon),光线追踪更加注重从视觉上改变3D(主要运用到折射)物体的效果,而不是rasterizATIon那样通过几何原理.当然,用户不用担心使用现在的显卡不能安装DirectX 11,因为DirectX 11会有两种模式,可以说是rasterizATIon模式和Ray Tracing模式。最值得一提的是Intel的Ray Tracing只能够支持X86架构。D3D 11的主要目的有提高伸缩性、改善开发体验、拓展GPU能力、改善性能。它是D3D 10/10.1的超集,在其基础上增加了一些新功能,支持Windows Vista和后续操作系统Windows 7等,支持DX10/10.1级别硬件。

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