Microsoft presenterar DirectX 12 Ultimate: En ny standard för nästa generations spel, med stöd av GeForce RTX

2018 lanserades GeForce RTX-grafikkort med många grafiktekniker som var ”först i världen” – maskinvaruaccelererad strålspårning, variabel skuggningsfrekvens, nätskuggning och mycket mer. Dessa tekniker utgör det största steget i grafik sedan uppfinningen av programmerbara skuggare 2002 och ger spel reflektioner, skuggor och belysning i bioklass. Nu har Microsoft presenterat DirectX 12 Ultimate, deras nya grafik-API, som kodifierar Turings innovativa teknik som standard för nästa generationens spel på flera plattformar.

DirectX 12 Ultimate kommer att ge utvecklare en stor installationsbas med flera plattformar för maskinvara till mål, färdiga verktyg och exempel att arbeta från samt tidsbesparande mellanprogramvara. Detta gör spelutvecklingen snabbare och enklare och gör det möjligt för fler utvecklare att lägga till dessa innovativa tekniker i sina spel. Många utvecklare har redan skapat nästa generations upplevelser med dessa tekniker – det finns över 30 DirectX Ray Tracing-spel som säljs eller har presenterats – och nu med lanseringen av DirectX 12 Ultimate lär användningen av dem öka snabbt.

Med GeForce RTX, den första och enda PC-plattformen med stöd för dessa spelförändrande funktioner, kommer spelare att vara redo för de mest avancerade och grafiskt intensiva spel som lanseras idag och under de kommande åren.

Strålspårning

Själva kärnan för DirectX 12 Ultimate är strålspårning som realistiskt simulerar ljusets väg i en scen, vilket möjliggör effekten av belysning, skugga och reflektion som tidigare bara var möjligt i storfilmer. Med maskin- och programvara som Nvidia har banat väg för har vi hjälpt till att föra strålspårning till bland annat Battlefield V, Call of Duty: Modern Warfare, Control, Metro Exodus och Shadow of the Tomb Raider. Och i framtiden hjälper vi till att föra strålspårning till efterlängtade storfilmer såsom Minecraft, Cyberpunk 2077, Vampire: The Masquerade - Bloodlines 2 och Watch Dogs: Legion, för att bara nämna några.

Med tillägg av strålspårning till DirectX 12 Ultimate, alla stora spelmotorer och nästa generations konsoler lär användningen av strålspårning skjuta i höjden det kommande året. Och den kommer att se bäst ut och köras bäst på GeForce RTX GPU:er, tack vare dedikerad strålspårningsmaskinvara som kallas RT Cores och prestandaförhöjande DLSS-teknik.

Variabel skuggningsfrekvens

Variabel skuggningsfrekvens (VRS) förbättrar prestanda genom att låta utvecklare återge olika delar av en scen på olika kvalitetsnivåer. I Vulkan-drivna Wolfenstein: Youngblood har vår adaptiva NVIDIA-skuggningsvariant av VRS höjt prestanda med i genomsnitt 15 %, utan en märkbar förlust av bildkvalitet. Med variabel skuggningsfrekvens i DirectX 12 Ultimate kan många fler utvecklare enkelt lägga till denna win-win-teknik i sina spel.

Bakom ridån identifierar utvecklarskapade algoritmer pixlar som spelaren kan ha svårt att se och pixlar som sällan ändras eller uppdateras och använder VRS för att minska frekvensen med vilken de återges (skuggas). Svarta pixlar i en skugga ser till exempel inte annorlunda ut när skuggningsfrekvensen minskas. Så genom att minska skuggningsfrekvensen på flera pixlar per bildruta minskas GPU-arbetsbelastningen, vilket ökar prestandan.

I visualiseringsbilden nedan kan du se hur VRS kan tillämpa olika skuggningsfrekvenser i en scen. Det färgade överlägget på höger sida visar en möjlig tillämpning i en bildruta – bilen, himlen och lövverket har skuggats i full frekvens (dvs. blå region) för att bevara fina detaljer. Området bredvid bilen har skuggats en gång per fyra pixlar (grön) och vägen längst till vänster och höger har skuggats en gång per åtta pixlar (gul).

Dessa områden är rörelsesuddiga för att lägga till känslan av hastighet och är därför svåra för en spelare att se under spelets gång. Så genom att använda VRS kan deras skuggningsfrekvens minskas utan att det påverkar bildkvaliteten till någon märkbar grad, vilket omedelbart förhöjer spelets prestanda.

Om du vill veta mer om denna spännande, prestationsförhöjande teknik kan du läsa vår artikel som förklarar variabel skuggningsfrekvens och adaptiv NVIDIA-skuggning.

Nätskuggning

Om du har spelat ett spel med öppen värld och experimenterat med grafikinställningar vet du att om du höjer nivån för geometriska detaljer kan prestanda minskas avsevärt, oftast genom att översvämma processorn med ritningsuppmaningar, vilket begränsar processorns prestanda och skapar en flaskhals i GPU:n. Nätskuggning gör det möjligt för utvecklare att fixa detta och ytterligare öka realism och prestanda med nya återgivningstekniker som kan skapa världar fulla av detaljer som sträcker sig långt bort i fjärran så långt ögat kan nå.

För att visa detta har vi skapat teknikdemon Asteroids där nätskuggare återger och dynamiskt justerar detaljerna för upp till 350 000 enskilda asteroider med en nivå av geometriska detaljer och prestanda för underpixlar som annars är omöjlig att uppnå.

Se Asteroids i aktion här

Med DirectX 12 Ultimate kommer nätskuggare att bli snabbare och enklare för utvecklare att implementera. Så håll utkik efter världar med verklighetstrogna skogar fyllda med vegetation, megastäder med höga nivåer av detaljer på hela skärmen och så klart rymdscener med massiva rymdstationer och fantastiska asteroidfält.

För en djupdyka i nätskuggningens funktion kan du kolla in artikeln om grafik och teknik för Turing-arkitektur.

Samplerfeedback

Samplerfeedback delar samma filosofi som variabel skuggningsfrekvens – arbeta smartare för att minska GPU-belastning och förbättra prestanda. Den aktiveras av en maskinvarufunktion i vår Turing-arkitektur som kallas texturrymdskuggning.

Praktiskt taget alla dagens spel återger nya bildrutor ”från grunden”, vilket innebär att de i allmänhet inte använder beräkningar som gjorts före den bildrutan (med undantag för tidsmässig kantutjämning, NVIDIA DLSS och enstaka efterbearbetningsteknik). Men i de flesta spel – liksom i verkligheten – förändras inte mycket från bildruta till bildruta. Om du tittar ut genom ditt fönster kan du se träd som blåser i vinden, fotgängare som går förbi eller fåglar som flyger i fjärran. Men större delen av det du ser förändras inte. Det viktigaste som förändras är din synvinkel.

Vissa objekt kommer att ändra utseende när du ändrar din synvinkel – särskilt objekt som glänser eller skiner. Men de flesta objekt kommer faktiskt att förändras väldigt lite när du rör på huvudet och därför är det ett slöseri med dyrbara GPU-cykler att räkna om samma exakta färger som utgör dessa objekt för varje bildruta. Föreställ dig till exempel en telefonstolpe i trä – oavsett hur du håller huvudet och var du tittar ser den i stort sett likadan ut.

Genom att använda samplerfeedback kan vi mer effektivt skugga dessa objekt med en lägre frekvens (till exempel var tredje bildruta, eller kanske ännu lägre) och återanvända objektets färger (eller ”texels” som de kallas) som har beräknats i tidigare bildrutor. Denna metod av återanvända arbetet kan användas för strålspårning, särskilt när det gäller global belysning, vilket är ett vanligt exempel på en skuggningsberäkning som förändras långsamt och är väldigt dyr.

Det finns mer info om tekniken bakom tekniken här.

Här på NVIDIA tycker vi att det är spännande att se de tekniker, effekter och funktioner som skapats, utvecklats och främjats av våra ingenjörer, maskinvaruarkitekter och Turing-arkitektur kommer till den standardiserade DirectX 12 Ultimate-API:n, vilket gör det möjligt för utvecklare överallt att enkelt lägga till dessa spelförbättrande tekniker.

Du har redan sett kraften och potentialen hos strålspårning i storsäljande spel och fördelarna med variabel skuggningsfrekvens i Wolfenstein. Och nu kan du se fram emot högre detaljnivåer tack vare nätskuggning och ännu snabbare prestanda tack vare samplerfeedback.

Dessa funktioner stöds helt och för tillfället endast av GeForce RTX-grafikkort och -bärbara datorer, så om du äger en är du spelklar för alla kommande titlar som drivs av DirectX 12 Ultimate-API:n.

För nyheter om dessa spel ska du se till att lägga till GeForce.com som bokmärke – där hittar du djupgående information om den senaste speltekniken, GPU:er och NVIDIA-spel och GPU-förbättringar.