Microsoft annonce DirectX 12 Ultimate, le prochain standard des jeux de nouvelle génération avec GeForce RTX

En 2018, les cartes graphiques GeForce RTX ont apporté aux joueurs de nombreuses technologies graphiques innovantes et exclusives : ray tracing avec accélération matérielle, shading à fréquence variable (VRS), Mesh Shading et bien d'autres. En dotant une nouvelle génération de jeux vidéo de reflets, d'ombres et d'éclairages de qualité cinématographique, ces innovations ont constitué la plus grande avancée graphique depuis l'invention des shaders programmables en 2002. Aujourd'hui, Microsoft annonce DirectX 12 Ultimate - sa toute nouvelle API gaming - qui transforme les technologies de pointe Turing en nouveau standard des jeux multiplateformes de nouvelle génération.

DirectX 12 Ultimate offrira aux développeurs du monde entier une multitude de plateformes de travail, de nouveaux modèles de programmation, des outils préconçus et un écosystème de middleware encore plus efficace. Le développement de jeu en sera facilité et accéléré, tandis que davantage de studios seront en mesure d'intégrer nos technologies à leurs créations. Bon nombre de studios proposent déjà des expériences gaming de nouvelle génération grâce au support de ces technologies de pointe : plus de 30 jeux incluant le DirectX Ray Tracing ont été commercialisés ou annoncés et, avec le lancement de DirectX 12 Ultimate, ce nombre devrait rapidement augmenter.

Avec GeForce RTX, la seule plateforme PC prenant en charge ces technologies révolutionnaires, les joueurs sont prêts à se lancer dans des jeux ultra-avancés et d’une beauté encore jamais vue - que ce soit dès aujourd’hui ou dans les années qui viennent.

Ray tracing

Le ray tracing est au cœur de DirectX 12 Ultimate. Il simule de façon réaliste le trajet de la lumière dans un décor et génère un éclairage, des ombres et des reflets jusqu'alors réservés aux grosses productions hollywoodiennes. Les innovations matérielles et logicielles de NVIDIA ont notamment permis l'intégration du ray tracing dans Battlefield V, Call of Duty: Modern Warfare, Control, Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider et bien d’autres jeux. Nous travaillons également à la mise en place du ray tracing dans des titres majeurs ou très attendus tels que Minecraft, Cyberpunk 2077, Vampire: The Masquerade - Bloodlines 2 ou Watch Dogs: Legion, pour ne citer qu'eux.

Avec l'ajout du ray tracing à DirectX 12 Ultimate, mais aussi à tous les moteurs de jeu majeurs et à toutes les consoles de nouvelle génération, cette année va voir l’adoption de cette technologie se généraliser. Et c'est sur les GPU GeForce RTX que la technologie brillera le plus, grâce aux cœurs RT qui lui sont dédiés et à la technologie DLSS d'accélération des performances graphiques.

Shading à fréquence variable

Le shading à fréquence variable (VRS) méliore les performances en permettant aux développeurs d'appliquer différents niveaux de qualité aux éléments d'un même décor. Dans Wolfenstein: Youngblood, développé sous Vulkan, notre variante VRS du shading adaptatif a permis un gain de performance de 15 % en moyenne, sans dégradation notable de la qualité visuelle. Avec l'ajout du VRS à DirectX 12 Ultimate, de nombreux développeurs pourront doter leurs jeux de cette technologie ingénieuse.

Concrètement, des algorithmes créés par les développeurs identifient les pixels les moins visibles et ceux qui varient peu, puis le VRS réduit la fréquence de leur rendu (avec une technique de shading). Par exemple, des pixels noirs dans l'ombre d’une scène ne souffriront pas d'une fréquence de shading réduite. En appliquant cette réduction à de nombreux pixels sur chaque image, la charge de travail du GPU est moins lourde, et donc les performances s’en trouvent nettement améliorées.

L'image ci-dessous illustre l'application de différentes fréquences de shading par le VRS dans un décor. Le calque coloré à droite est un exemple d'application possible sur une image : la voiture, le ciel et le feuillage bénéficient d'une fréquence de shading maximale (zone bleue) pour en préserver les détails. Dans la zone proche de la voiture, un pixel sur quatre fait l'objet d'un shading (en vert). Enfin, la route aux extrémités gauche et droite voit le shading appliqué à un pixel sur huit (jaune).

Pour ajouter à la sensation de vitesse, ces zones sont floutées. Par conséquent, on ne les distingue pas clairement lorsqu'on joue. Grâce au VRS, leur fréquence de shading peut donc être réduite sans nuire visiblement à la qualité de l'image, et il en résulte un gain de performances immédiat.

Pour en savoir plus sur cette formidable technologie, consultez notre article dédié.

Mesh Shading

Si vous avez déjà joué à un jeu en monde ouvert et modifié ses paramètres graphiques, vous savez qu'augmenter le niveau de détails géométriques peut nuire considérablement aux performances. Le CPU est en effet inondé de "draw calls" qui le ralentissent et étranglent par conséquent le GPU. Le Mesh Shading permet aux développeurs d'y remédier tout en optimisant la fidélité et les performances visuelles avec de nouvelles techniques de rendu capables de générer des mondes visuellement riches à perte de vue.

Pour le démontrer, nous avons créé la démo technique Asteroids, dans laquelle le Mesh Shading ajuste de façon dynamique les détails de 350 000 astéroïdes avec un niveau de performance et de détails géométriques à l'échelle des sous-pixels autrement impossible à atteindre.

Regardez cette démo en action à l’adresse suivante.

Avec DirectX 12 Ultimate, les développeurs pourront mettre en place le Mesh Shading plus rapidement et plus facilement. Attendez-vous à traverser des forêts plus vraies que nature à la végétation luxuriante, des mégalopoles fourmillant de détails et, bien sûr, des champs d'astéroïdes autour de stations spatiales colossales.

Pour mieux comprendre le fonctionnement du Mesh Shading, consultez cet article consacré à la technologie et capacités graphiques de l'architecture Turing.

Sampler Feedback

Le Sampler Feedback partage la même philosophie que le shading à fréquence variable : œuvrer plus intelligemment pour réduire la charge du GPU, tout en améliorant les performances. Il est rendu possible par une ressource matérielle de notre architecture Turing appelée Texture Space Shading (TSS).

Dans la majorité des jeux d'aujourd'hui, chaque image est générée "de A à Z". Autrement dit, sans exploiter les calculs effectués précédemment (excepté pour l'anti-aliasing temporel, NVIDIA DLSS et de rares techniques de post-traitement). Pourtant, dans ces jeux comme dans le monde réel, peu de choses changent d'une image à l'autre. Si vous regardez par la fenêtre, vous verrez des arbres qui oscillent sous le vent, des piétons qui passent ou des oiseaux qui volent au loin, mais l'essentiel de la scène sera fixe. Le principal changement sera votre point de vue.

Certes, des objets changeront d'apparence en fonction des mouvements de votre tête, notamment s'ils sont brillants ou réfléchissants, mais la plupart des éléments du décor ne changeront que très peu. Recalculer les couleurs qui composent ces éléments fixes à chaque image est donc une perte de précieux cycles du GPU. Prenez, par exemple, un poteau téléphonique en bois. Quelle que soit la position de votre tête et de votre œil, son apparence sera la même.

Grâce au Sampler Feedback, il est possible d'adapter la fréquence de shading de ces éléments (une image sur trois, par exemple, voire moins) et de réutiliser les couleurs (ou "texels", comme on les appelle) calculées dans les images précédentes. Le concept de réutilisation des calculs peut également s'appliquer au ray tracing, notamment pour les éclairages globaux, qui sont un parfait exemple de shading coûteux et variant très peu d’une image à l’autre.

Pour en savoir plus sur la technique derrière la technologie, rendez-vous ici.

Chez NVIDIA, nous sommes fiers que les technologies, fonctionnalités et effets développés et inaugurés par nos ingénieurs et architectes - ainsi que l'architecture Turing - puissent aujourd’hui intégrer l'API standardisée DirectX 12 Ultimate et être offerts aux développeurs du monde entier afin de leur permettre de créer plus facilement de meilleurs jeux.

Vous avez déjà pu constater la puissance et le potentiel du ray tracing dans des titres majeurs, et les avantages du VRS dans des jeux comme Wolfenstein. À l'avenir, vous profiterez de niveaux de détails plus élevés grâce au Mesh Shading et de performances encore accrues avec le Sampler Feedback.

Ces fonctionnalités sont entièrement (et pour l'heure, exclusivement) prises en charge par les ordinateurs portables et cartes graphiques GeForce RTX. Si vous en êtes équipé, vous êtes déjà paré pour la prochaine vague de jeux basés sur l'API DirectX 12 Ultimate.

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