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后DX11时代来袭!HD 5450全球同步首发详测
2010-02-04 15:09:16  出处:快科技 作者:朝晖 编辑:朝晖     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接
[2. Radeon HD 5450特色之DirectX 11技术]

既然HD 5450隶属DX11家族,这里还是有必要对DX11做一下回顾,熟知的读者可以直接跳过,不太熟悉的朋友权当温习。

后DX11时代来袭!HD 5450全球同步首发详测

虽然去年9月23日首款DX11显卡就问世了,但事实上DX11在一个月后才随着新一代的操作系统Windows 7一同到来。而此时距离上一代DX10的发布已两年有余,那么新一代的API到底有何新特性呢?可以大体归结为以下几点:

后DX11时代来袭!HD 5450全球同步首发详测

DX11五大关键特性:Multi-Threading(多线程处理)

说到多线程我们最先想到一定是对于游戏对于多核CPU的利用,目前主流的游戏包括DirectX10游戏,多数只能使用两个CPU核心进行计算,即使你有三个或者四个,甚至再多的CPU物理内核或者逻辑内核(通过Intel的超线程来实现)对于游戏性能的提升帮助也是微乎其微的。

DX11新增了对多线程技术的支持,得益于此,应用程序可以同步创造有用资源或者管理状态,并从所有专用线程中发送提取命令,这样做无疑效率更高。但值得注意的是,DirectX11加入的多线程是对于CPU执行的多线程,而并不是对于GPU进行的多线程支持。也就是说DirectX11的这种多线程技术可能并不能加速GPU的性能,但是这样却可以提升线程启动游戏的效率,因为CPU的多线程处理能力被很好的利用时,GPU等待CPU提供数据的时间将大大减少。

DX11五大关键特性:Tessellation(镶嵌式细分曲面技术)

Tessellation(镶嵌式细分曲面技术),似乎是一个很晦涩难懂的字眼。简单的理解,实际上Tessellation就是把一些粗大无序的几何模型图形分成很多更小的图形,从而实现更细致的几何模型表现。

新形成的几何模型更复杂,当然也更接近现实。Tessellation可以让某一图形变成立方体,并通过旋转让其从底部看起来像是个球形,这样的话无疑节省直接生成大量三角形所消耗的大量GPU资源。此外,图形的质量、性能以及可控性的提升也达到了一定的促进。

实际上R6xx和R7xx硬件都具有Tessellation单元,但是由于Tessellation属于专有实现方案,是AMD的独有技术,因此应用并不算很广泛。而在AMD 的推动下,此次Tessellation也成为了DirectX11最关键的特性之一。

DX11五大关键特性:DirectCompute 11(通用计算着色器)

无论是AMD还是NVIDIA近两年都在大量的推动GPU的通用计算技术,到目前GPU通用计算已经有CUDA、ATI Stream以及OpenCL三种开发接口。三种开发接口可以说是各有特色:CUDA专属于NVIDIA,应用面很广,但是只可以再NVIDIA的GPU上使用,ATI Stream在科学计算上有一些应用,但是消费级应用很少;而OpenCL虽然通用性比较强,但是推出的时间不长,应用则是少只又少。

实际上微软也有自己的GPU通用计算API,其称之为DirectCompute,但是在DirectX11以前却很少被提及,实际上在以前他的功能也确实比较弱。不过GPU通用计算的趋势已经是势不可挡的,在一些擅长的项目上GPU的性能甚至可以达到CPU的几十倍。因此在DirectX11中的DirectCompute11微软进行了大刀阔斧的改进。

DirectCompute11对GPU通用计算的使用更为广泛,像图像处理和滤波、OIT、阴影渲染、物理加速、人工智能、光线跟踪等等都是通过DirectCompute11来实现的。对于图形编程人员来说DirectCompute11应该会更受欢迎,因为他和DirectX中传统的图形处理部分是一个融合的整体,开发更为简便,同时微软提供的开发套件可靠性和通用性更高。另外,DirectCompute对于ATI Stream技术(将在下文介绍)提供了相应的标准接口,对于利用ATI GPU的通用计算能力的开发会更为快捷。

DX11五大关键特性:ShaderModel 5.0(着色器模型5)

Shader(译为渲染或着色)是一段能够针对3D对象进行操作、并被GPU所执行的程序,我们可以把它理解成是GPU的渲染指令集。DirectX的每一次升级,Shader Mode的变化都最引人关注,因为大多数游戏玩家都一贯的期望新的Shader Mode能带来立竿见影的图像质量的大幅度提升。比如ShaderModel 1.0对应 DirectX 8.0,而ShaderModel 2.0/3.0则分别对应DirectX 9.0b/9.0c,ShaderModel 4.0/4.1分别对应DirectX 10/10.1。不过Shader Mode5.0相对于4.0和4.1版本的变化并不大,其只是增加了五个新的指令集,这里就不过多介绍了。

不过如果你是图形编程开发人员,那么DirectX11却能给你带来比较的大帮助,因为Shader Mode5.0号称是面向对象的编程模式,同时函数和子程序代码的开发都比上一代进一步的简单方便。增加的五个新指令集目的也是为了让编程者可以进行更灵活的数据访问和操作。

在Shader Mode 5.0中Shader进行了类型的统一,除了4.0版本中就已经有的Vertex Shader、Pixel Shader、Geometry Shader外,还增加了Hull Shader、Compute Shader、Domain Shader三种新的Shader。

DX11五大关键特性:Texture Compression(纹理压缩)

每一代DirectX都会强调在纹理压缩方面的改进,但是其实我们很难看到纹理压缩在实际应用的明显好处。但不知道为什么硬件厂商和微软每次还都在纹理压缩上推出各种新的技术,这次DirectX11仍然强调了其在纹理压缩上的改善,不过重点是放在了HDR纹理压缩上。

HDR的全称是High Dynamic Range,即高动态范围,比如所谓的高动态范围图象(HDRI)或者高动态范围渲染(HDRR)。动态范围是指信号最高和最低值的相对比值。目前的16位整型格式使用从“0”(黑)到“1”(白)的颜色值,但是不允许所谓的“过范围”值,比如说金属表面比白色还要白的高光处的颜色值。

在HDR的帮助下,我们可以使用超出普通范围的颜色值,因而能渲染出更加真实的3D场景。也许我们都有过这样的体验:开车经过一条黑暗的隧道,而出口是耀眼的阳光,由于亮度的巨大反差,我们可能会突然眼前一片白光看不清周围的东西了,HDR在这样的场景就能大展身手了。

在DirectX11以前HDR纹理是无法支持压缩的,因此应用大量的HDR效果的话,可能带来的是相当大的显存占用量,而DirectX11号称可以实现16bit HDR的纹理压缩,压缩比可以达到6:1。同时DirectX11中的纹理压缩技术还可以减少编程人员以往花费人力在8bit 纹理压缩上的压缩工作,因为DirectX11本身的压缩就可以做到更好的图像质量,并且尤其在透明处理上效果更好。

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