Microsoft představuje DirectX 12 Ultimate: nový standard pro hry nové generace s podporou GeForce RTX

V roce 2018 byly uvedeny grafické karty GeForce RTX s množstvím „celosvětově prvních“ grafických technologií – hardwarově akcelerovaný ray tracing, Variable Rate Shading, Mesh Shading a mnoho dalších. Tyto technologie jsou největší pokrok v grafice od vynálezu programovatelných shaderů v roce 2002, které přineslo do her odrazy, stíny a osvětlení ve filmové kvalitě. Společnost Microsoft nyní představila DirectX 12 Ultimate, nové grafické API, které kodifikuje inovativní technologie architektury Turing jako standard pro hry nové generace na více platformách.

 

DirectX 12 Ultimate poskytne velkou multi-platformní základnu existujícího hardwaru, hotové nástroje a příklady, na nichž lze založit svou práci, a časově úsporný middleware. Vývoj her je díky tomu rychlejší a jednodušší a tyto inovativní technologie může přidávat do svých her více vývojářů. Mnoho vývojářů již demonstrovalo tyto technologie nové generace – připravuje se nebo je oznámeno více než 30 her s DirectX Ray Tracing – a se spuštěním DirectX 12 Ultimate nyní jejich využívání ještě více vzroste.

Díky GeForce RTX, první a jediné platformě pro PC s podporou těchto přelomových herních technologií, budou hráči připraveni na nejpokročilejší a graficky nejintenzivnější hry, které vyjdou letos i v nadcházejících letech.

DirectX 12 Ultimate unlocks the latest in graphics hardware technology with support for ray tracing, mesh shaders, and variable rate shading. It’s the new gold standard for the next generation of games.

- Marcus Wassmer, Director of Engineering, Graphics, Epic Games

Technologie DirectX 12 Ultimate

Ray Tracing

Hlavním prvkem DirectX 12 Ultimate je ray tracing, který realisticky simuluje cestu světla v daném prostředí a přináší efekty osvětlení, stínů a odrazů na úrovni, jež byly dříve možné pouze u filmových trháků. Pomocí hardwaru a softwaru vytvořených společností NVIDIA jsme pomohli vnést ray tracing do her, jako jsou Battlefield V, Call of Duty: Modern Warfare, Control, Metro Exodus, Shadow of the Tomb Raider a dalších. Do budoucna pomáháme implementovat ray tracing do mimořádně očekávaných herních hitů, za všechny jmenujme alespoň několik z nich: Minecraft, Cyberpunk 2077, Vampire: The Masquerade – Bloodlines 2, a Watch Dogs: Legion.

 

Díky přidání ray tracingu do technologie DirectX 12 Ultimate i do všech hlavních herních enginů i konzolí nové generace se rozšíření ray tracingu začne v příštím roce projevovat čím dál víc. A nejlépe bude vypadat a fungovat na grafických procesorech GeForce RTX – díky hardwaru speciálně určenému pro ray tracing označovanému jako jádra RT a technologii DLSS zvyšující výkon.

Variable Rate Shading

Variable Rate Shading (VRS) zvyšuje výkon tím, že vývojářům umožňuje vykreslovat různé části scény v různých úrovních kvality. Ve hře Wolfenstein: Youngblood běžící na rozhraní Vulkan zvýšila naše varianta VRS zvaná NVIDIA Adaptive Shading výkon v průměru o 15 %, aniž by došlo k postřehnutelné ztrátě kvality obrazu. Přidáním funkce Variable Rate Shading do DirectX 12 Ultimate získává mnoho vývojářů možnost snadno přidávat tuto oboustranně výhodnou technologii do svých her.

DirectX 12 Ultimate is going to accelerate the adoption of cutting edge graphics features in games because development platforms are not fragmented. With DirectX 12 Ultimate I know that I can adopt new graphics features immediately and that they will work in PC and Xbox games. We are already experimenting with DirectX 12 Ultimate for Rogue Company, which will launch in 2020.

- Chris Larson - COO, Hi-Rez Studios and GM/EP of Rogue Company

Pod kapotou se skrývají algoritmy vývojářů identifikující pixely, které hráč nemůže snadno vidět, i pixely, které se zřídka mění nebo aktualizují, a používající funkci VRS ke snížení rychlosti, při které jsou vykreslovány (stínovány). Černé pixely ve stínu například vypadají stejně, i když se sníží rychlost stínování. Takže snížením rychlosti stínování většího počtu pixelů na snímek se sníží vytížení grafického procesoru a zvýší se výkon.

Na níže uvedeném obrázku vizualizace můžete vidět, jak funkce VRS může ve scéně využívat různých úrovní stínování. Barevné překrytí na pravé straně ukazuje možné využití v rámci snímku – stínování auta, oblohy a listí proběhlo při plné rychlosti (tj. modrá oblast), aby se zachovaly jemné detaily. Stínování oblasti vedle auta proběhlo jednou za čtyři pixely (zelená) a stínování cesty na vzdáleném levém a pravém okraji proběhlo jednou za osm pixelů (žlutá).

Tyto oblasti jsou rozmazané, aby přidaly pocit rychlosti, a proto je jejich vnímání během hry pro hráče obtížné. Pomocí funkce VRS lze tedy snížit jejich rychlost stínování bez jakéhokoli vlivu na kvalitu obrazu, což okamžitě zvyšuje výkon hry.

Více informací o této úžasné a výkon vylepšující technologii najdeš v našem vysvětlujícím článku o funkcích Variable Rate Shading a NVIDIA Adaptive Shading.

 

Mesh Shading

Pokud už za sebou máš zkušenost s hraním v otevřeném světě a experimentováním s nastavením grafiky, víš, že zvýšení úrovně geometrických detailů může výrazně snížit výkon, obvykle zaplavením CPU požadavky na vykreslení, což omezuje jeho výkon a v důsledku snižuje výkon grafického procesoru (GPU). Funkce Mesh Shading umožňuje vývojářům tento problém napravit a dále zvyšovat kvalitu a výkon pomocí nových technik vykreslování, které mohou vytvářet světy plné detailů rozprostírajících se tak daleko, kam jen oko dohlédne.

DirectX 12 Ultimate is going to accelerate the adoption of cutting edge graphics features in games because development platforms are less fragmented. With DirectX 12 Ultimate we are able to adopt new graphics features on multiple platforms faster than before.

- Remedy Entertainment

Na ukázku jsme vytvořili technologickou demoverzi Asteroids, ve které funkce Mesh Shaders vykresluje a dynamicky upravuje detaily až 350 000 jednotlivých asteroidů s úrovní geometrických detailů a výkonem subpixelů, kterých jinak nelze dosáhnout.

Demo Asteroids si můžeš prohlédnout v akci tady

V kombinaci s DirectX 12 Ultimate umožní funkce Mesh Shaders vývojářům rychlejší a jednodušší implementaci. Takže se těš na světy s živými lesy plnými vegetace, velkoměsta s vysokou úrovní detailů na celé obrazovce a samozřejmě vesmírné scény s velkými vesmírnými stanicemi a ohromujícími poli asteroidů.

Podrobnější informace o funkci Mesh Shading najdeš v článku o grafice a technologii s architekturou Turing.

Sampler Feedback

Sampler Feedback vychází ze stejné filozofie jako Variable Rate Shading: chytřejší práce vede k nižšímu zatížení grafického procesoru a k vyššímu výkonu. To je možné díky hardwarové funkci v naší architektuře Turing zvané Texture Space Shading.

As a developer, a single API for PC and Xbox is a boon for my business. If my programmers know DirectX 12 Ultimate they can code for either PC or console.

- Koen Deetman, CEO & Game Director, KeokeN Interactive

Prakticky všechny nejoblíbenější hry vykreslují nové snímky „od nuly“, což znamená, že obecně nevyužívají výpočty provedené před tímto snímkem (kromě temporálního anti-aliasingu, NVIDIA DLSS a techniky občasného post-processingu). Ve většině her se však stejně jako ve skutečném světě mění mezi jednotlivými snímky relativně málo. Když se podíváš z okna, můžeš vidět stromy kymácející se ve větru, kolemjdoucí chodce nebo ptáky letící v dálce. Většina scény je však beze změn. Tím hlavním, co se mění, je tvoje perspektiva.

Některé objekty skutečně změní vzhled, když změníš svůj úhel pohledu – zejména ty, které jsou lesklé nebo zářivé. Většina objektů se však při pohybu hlavou změní velice málo, a v důsledku toho je neustálé přepočítávání úplně stejných barev tvořících tyto objekty pro každý snímek plýtváním cenných cyklů grafického procesoru. Představ si například dřevěný telefonní sloup – bez ohledu na polohu tvé hlavy a očí vypadá v podstatě pořád stejně.

Použitím funkce Sampler Feedback můžeme provádět mnohem efektivnější stínování těchto objektů při nižší rychlosti (řekněme např. každý třetí snímek nebo možná i méně) a znovu použít barvy objektu (nebo „texely“, jak jsou označovány) vypočítané v předchozích snímcích. Tento pojem opětovného využití práce lze použít pro ray tracing, zejména v případě globálního dynamického osvětlení, které je běžným příkladem pomalu se měnícího a velmi náročného výpočtu stínování.

Více informací o této technologii najdeš tady.

GeForce RTX jsou připraveny ke hře s technologií DirectX 12 Ultimate

U nás ve společnosti NVIDIA jsme nadšení, že technologie, efekty a funkce vyvíjené a vytvářené našimi inženýry, hardwarovými architekty a architekturou Turing vstupují do standardizovaného rozhraní DirectX 12 Ultimate API, což umožňuje vývojářům kdekoli snadno přidat tyto technologie pro vylepšení hry.

By investing in next-gen graphics features using DirectX 12 Ultimate, we know our work will benefit gamers on PC and future consoles, and the game will look the way we dreamed.

- Anton Yudintsev, CEO, Gaijin Entertainment

Už jsme ti představili výkon a možnosti ray tracingu v herních hitech a výhody funkce Variable Rate Shading ve hře Wolfenstein. Teď se můžeš těšit na vyšší úrovně detailů díky funkci Mesh Shading a ještě vyšší výkon a rychlost díky funkci Sampler Feedback.

Tyto funkce jsou v současnosti plně podporovány pouze grafickými kartami GeForce RTX a notebooky s těmito kartami, takže pokud jsi jejich hrdým majitelem, můžeš hrát všechny nové hry poháněné rozhraním DirectX 12 Ultimate.

Pokud chceš mít přehled o novinkách týkajících se těchto her, přidej si do záložek web GeForce.com, kde najdeš podrobné informace o nejnovějších herních technologiích, grafických procesorech a vylepšeních pro hry a procesory NVIDIA.