Microsoft præsenterer DirectX 12 Ultimate: En ny standard for næste generations spil, der understøttes af GeForce RTX

I 2018 blev GeForce RTX-grafikkortene lanceret med en lang række af "verdens første" grafikteknologier – hardwareaccelereret raytracing, Variable Rate Shading (VRS), Mesh Shading og meget mere. Disse teknologier repræsenterer det største fremskridt inden for grafik siden opfindelsen af programmerbare shadere i 2002, idet de leverer refleksioner, skygger og belysning i biografkvalitet til spil. Nu har Microsoft præsenteret DirectX 12 Ultimate, deres nye grafik-API, som systematiserer Turings innovative teknologier som standarden for næste generations spil på flere platforme.

DirectX 12 Ultimate giver udviklere en stor installationsbase til hardware på flere platforme, færdige værktøjer, anvendelige eksempler samt tidsbesparende middleware. Dette gør spiludvikling hurtigere og nemmere og gør det muligt for flere udviklere at tilføje disse innovative teknologier til deres spil. Mange udviklere har allerede skabt næste generations oplevelser med disse teknologier – der er over 30 DirectX Ray Tracing-spil på vej eller annonceret – og efter lanceringen af DirectX 12 Ultimate spås det, at implementeringen af dem kommer til at stige hurtigt.

Med GeForce RTX, den første og eneste pc-platform med understøttelse af disse banebrydende funktioner, vil spillerne være klar til de mest avancerede og grafiktunge spil, der lanceres i dag og i de kommende år.

Ray Tracing

Kernen i DirectX 12 Ultimate er raytracing, som på realistisk vis simulerer lysstråler i en scene for at muliggøre belysnings-, skygge- og refleksionseffekter, der tidligere kun var mulige i biograffilm. Med hardware og software, som er udviklet af NVIDIA, har vi hjulpet med at bringe raytracing til Battlefield V, Call of Duty: Modern Warfare, Control, Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider og mange flere spil. Og i fremtiden er vi med til at implementere raytracing i længe ventede titler såsom Minecraft, Cyberpunk 2077, Vampire: The Masquerade - Bloodlines 2 og Watch Dogs: Legion for blot at nævne nogle stykker.

Med tilføjelsen af raytracing til DirectX 12 Ultimate, alle større spilmotorer og næste generations konsoller forventes implementeringen af raytracing at tage fart i det kommende år. Og det vil se bedst ud og køre bedst på GeForce RTX GPU'er takket være dedikeret raytracing-hardware kaldet RT Cores og ydeevnestyrkende DLSS-teknologi.

Variable Rate Shading (VRS)

Variable Rate Shading (VRS) forbedrer ydeevnen ved at give udviklere mulighed for at gengive forskellige dele af en scene på forskellige kvalitetsniveauer. I Vulkan-drevne Wolfenstein: Youngblood øgede vores NVIDIA-adaptive skyggeteknologivariant af VRS ydeevnen med 15 % i gennemsnit uden mærkbar forringelse af billedkvaliteten. Ved at tilføje Variable Rate Shading (VRS) til DirectX 12 Ultimate kan mange flere udviklere nemt tilføje denne fantastiske teknologi til deres spil.

Under overfladen identificerer udviklerfremstillede algoritmer pixels, som spilleren ikke nemt kan se, og pixels, der sjældent ændres eller opdateres, og de anvender VRS til at reducere den intensitet, de gengives (skyggelægges) med. F.eks. ser sorte pixels i en skygge ikke anderledes ud, når skyggeintensiteten reduceres. Ved at reducere skyggeintensiteten på mange pixels pr. billede reduceres GPU-arbejdsbelastningen, hvilket øger ydeevnen.

På visualiseringsbilledet nedenfor kan du se, hvordan VRS kan anvende forskellige skyggeintensiteter i en scene. Den farvede overlejring på højre side viser en mulig anvendelse på et billede – bilen, himlen og bladene er blevet skyggelagt med fuld intensitet (dvs. blåt område) for at bevare de finere detaljer. Området ved siden af bilen er blevet skyggelagt én gang pr. fire pixels (grøn), og vejen til den yderste venstre og højre periferi er blevet skyggelagt én gang pr. otte pixels (gul).

Disse områder er blevet sløret for at skabe en hastighedsfornemmelse og er derfor vanskelige at opfatte for en spiller under spillet. Ved at anvende VRS kan deres skyggeintensitet derfor reduceres uden at påvirke billedkvaliteten i nævneværdig grad, hvilket giver spillet et øjeblikkeligt ydeevneboost.

Hvis du vil vide mere om denne spændende, ydeevnefremmende teknologi, kan du se vores introduktionsartikel om Variable Rate Shading (VRS) og NVIDIA-adaptiv skyggeteknologi.

Mesh Shading

Hvis du har spillet spil med åbne verdener og eksperimenteret med grafikindstillingerne, så ved du, at et hævet niveau af geometriske detaljer i høj grad kan reducere ydeevnen, som regel ved at oversvømme CPU'en med draw calls, som begrænser CPU'ens ydeevne, og derudover skaber en flaskehals for GPU'en. Mesh Shading gør det muligt for udviklere at løse dette problem samt øge billedkvaliteten og ydeevnen yderligere med nye gengivelsesteknikker, der kan skabe verdener fyldt med detaljer, som strækker sig ud i det fjerne, så langt øjet rækker.

For at demonstrere dette udarbejdede vi Asteroids-teknologidemoen, hvor Mesh Shaders gengiver og dynamisk justerer detaljerne i op til 350.000 individuelle asteroider med et niveau af geometriske under-pixeldetaljer og en ydeevne, der ellers er umulig at opnå.

Se Asteroids i aktion her

Med DirectX 12 Ultimate bliver Mesh Shaders hurtigere og nemmere for udviklere at implementere. Så hold øje med verdener med livagtige skove fyldt med plantevækst, kæmpebyer med høje detaljeniveauer på tværs af hele skærmen og selvfølgelig rumscener med enorme rumstationer og imponerende asteroidebælter.

Hvis du kunne tænke dig en dybdegående redegørelse for de indre funktioner i Mesh Shading, bør du læseartiklen om Turing-arkitekturgrafik og -teknologi.

Sampler Feedback

Sampler Feedback deler samme filosofi som Variable Rate Shading (VRS): Arbejd smartere for at reducere GPU-belastningen og forbedre ydeevnen. Det aktiveres af en hardwarefunktion i vores Turing-arkitektur, der kaldes Texture Space Shading.

Stort set alle nutidens spil gengiver nye billeder "fra bunden", hvilket betyder, at de generelt ikke anvender beregninger foretaget før det aktuelle billede (bortset fra tidsmæssig anti-aliasing, NVIDIA DLSS og lejlighedsvis efterbehandlingsteknik). Men i de fleste spil – ligesom i den virkelige verden – ændres relativt få elementer fra billede til billede. Hvis du kigger ud af dit vindue, kan du se træernes blade blæse i vinden, fodgængere gå forbi eller fugle, der flyver i det fjerne. Men størstedelen af scenen er uforandret. Det vigtigste, der ændrer sig, er dit synspunkt.

Nogle objekter ændrer ganske vist udseende, når du ændrer dit synspunkt – især dem, der er blanke eller skinner. Men de fleste objekter vil faktisk ændre sig meget lidt, når du bevæger dit hoved, og derfor er det som sådan spild af dyrebare GPU-cyklusser at blive ved med at genberegne de samme nøjagtige farver, der udgør disse objekter for hvert billede. Forestil dig eksempelvis en telefonmast af træ – uanset dit hoveds og øjnes position ser den ud på stort set samme måde.

Ved at anvende Sampler Feedback kan vi mere effektivt skyggelægge disse objekter med en lavere intensitet (f.eks. hvert tredje billede eller måske endda mindre end det) og genbruge objektets farver (eller "texels", som de kaldes), som de blev beregnet i tidligere billeder. Dette arbejdsgenbrugskoncept kan anvendes til raytracing, især til global belysning, som er et almindeligt eksempel på en langsomt udviklende og meget dyr skyggedatabehandling.

Hvis du vil vide mere om teknologien bag teknologien, skal du besøge denne side.

Her hos NVIDIA er vi glade for at se, at teknologierne, effekterne og funktionerne, der skabes, udvikles og innoveres af vores ingeniører, hardwarearkitekter og Turing-arkitekturen, kommer til den standardiserede DirectX 12 Ultimate-API, hvilket gør det nemt for udviklere overalt at anvende disse spilforbedrende teknologier.

Du har allerede set raytracingens kraft og potentiale i populære spil samt fordelene ved Variable Rate Shading (VRS) i Wolfenstein. Nu kan du se frem til højere detaljegrader med Mesh Shading og endnu hurtigere ydeevne takket være Sampler Feedback.

Disse funktioner understøttes fuldstændigt – og i øjeblikket kun – af GeForce RTX-grafikkort og bærbare GeForce RTX-pc'er, så hvis du ejer en, er du spilleklar til alle kommende titler, der er drevet af DirectX 12 Ultimate-API'en.

Hvis du vil have nyheder om disse spil, skal du sørge for at oprette GeForce.com som bogmærke, da du her kan finde dybdegående anmeldelser af den nyeste spilteknologi, GPU'er samt forbedringer af NVIDIA-spil og -GPU'er.