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Dx 10 与 Dx 9 的一些技术区别(转)

本文件来自:http://blog.csdn.net/codeboycjy/archive/2009/11/29/4900467.aspx

引言:
      DX10发布已经有一段时间了,网上可以查到很多关于Dx9与10的区别的文章。但是大多数都是从玩家角度考虑的。只是展示一下Dx9和Dx10分别渲染 出的图片,并且Dx9所渲染的图片经常会缩水很多,目的就是为了展示出Dx10的强大。给大多数人的理解就是,DX10能做出比Dx9好很多的画面。我并 不否认Dx10比Dx9优化了很多,但是随便展示出两张图片进行对比,其实意义也不是特别的大。因为我们不知道帧率的对比。而且虽然很多新的技术在Dx9 里面没有,但是还是有一部分可以用其他方法模拟出来的,只是效率上有所下降。

      本文简单介绍了DX10和DX9的一些技术上的区别。从程序员的角度看DX10比DX9优势的地方。适合对于Dx有一定了解的朋友。

正文:
      在Windows 98的年代里,GDI和DirectX是完全独立的两个接口。GDI(Graphical Device Interface)是专门用于二维图形显示的接口,封装了一些基本的功能,效率相对DirectX来说要低一些。而DirectX是专门用于游戏开发领 域的,它允许用户通过这个接口直接与硬件交互。但是这两个接口之间的交互是非常受限制的,主要原因就是由于底层的驱动架构:

新建位图图像

     我们看到,在这个驱动模型里面,底层的硬件驱动都是独立的两部分。直到Windows Vista的发布,微软更新了底层的驱动模型

新建位图图像 (2)

     在这个新的驱动架构下,所有的图形接口都是基于DirectX Runtime的。这就为GDI和DirectX交互提供了可能,这也是Vista能够提供更好的用户界面体验的一个重要原因。DirectX9为了向下 兼容,所以不得不做一些妥协的工作。例如当VRAM的占用超出了一定界限的时候,Dx9会发出error,而这并不是因为驱动无法提供更多的VRAM。事 实上,底层驱动完全可以提供几乎无限的VRAM,但是为了向下兼容其他比较旧的显卡,因为这些卡在这里面可能会出现问题,所以Dx9还会出现Error。 由于这种向下兼容的被迫妥协,不免使得Dx9在Vista下的表现不能完全利用底层的优势。对于Dx熟悉的朋友可能会注意到,在Dx9与Dx10之间,有 一版Dx 9Ex。这一个版本的Dx是不能在XP下运行的,因为它更多的利用了新的驱动模型的优势,需要新的驱动模型才可以支持。而XP下的驱动模型还是上面的模 型。Dx10是完全建立在新的驱动模型下面的全新的接口,它在Vista下可以完全发挥底层设计的优势。但是也同样需要WDDM的支持,这就是DX10不 能在XP下运行的最主要的原因了。

     简单从底层介绍了一下Dx9与Dx10的区别(希望了解更深入的朋友,可以查看DX SDK里面的Graphics APIs in Windows那篇文章)。那么下面我来介绍一下从编程接口角度看,DX10为我们带来了一些什么样的变化:

完全的可编程管线:
     在DX10里面,是没有固定管线的。如果程序员想用这个接口渲染图形的话,就必须自己写Shader脚本来实现图元的现实。事实上,在大多数次时代的三维 游戏中,几乎很少有单纯的固定管线渲染的图元了。因为Phong模型的表现力毕竟还很有限,只通过diffuse, specular等一些简单的属性描述出的东西很难让人信服。可能唯一大量需要固定管线的部分就是二维图形UI部分了。如果UI不是特别复杂,只是渲染二 维图片的话,固定管线的功能也就很方便了。不过实现一个模拟固定管线的Shader脚本也并不是什么麻烦事情,所以即使Dx10没有固定管线,也对程序员 来说,也不是什么损失了。

完全的HLSL脚本编写:
     对于早期的可编程管线有了解的朋友,可能会想起来,在Dx8的时候是可以用类汇编语言来编写Shader脚本的。在Dx9可以用两者任意一个来编写Shader了。但是在DX10里面,是不可以用汇编来写shader脚本的。

Shader Model 4.0:
     在Dx10里的Shader是基于Shader Model 4.0的。具体细节我不是很清楚,但是SM 4.0有更多的指令数。如果实现个多光源的效果,可能在SM2.0里面只能做到8个(当然不排除能做更多个),是因为指令数目是有限制的。那么在新的 SM4.0里面,肯定是可以实现更多的光源数目了。当然这只是一个例子而已,而且多光源技术也不是什么先进的东西,很多场景中都被延迟光照所取代了。

没有CAPS:
     在Dx9里面,程序员经常会查询那些功能是被硬件所支持的,哪些是不能的。而在Dx10里面,CAPS的概念就被移除了。一块显卡或者支持DX10的所有 特性,或者干脆就不是块DX10显卡。那么意味着程序员可以使用DX10的一切功能而不需要在这之前查询当前硬件是否支持这项功能。

Geometry Shader:
     GS是DX10新推出的一个概念。它是在VS和PS之间的一个GPU Kernel类型,负责接收由VS处理后的顶点,然后可以生成新的顶点,重新做处理。举一个简单的例子,粒子系统,假设有1k个粒子。那么每帧实际需要从 CPU传输到GPU的数据是1K*4,因为每个粒子由四个顶点组成。而这些数据是要走PCIE总线的,这个总线的带宽的效率远远不及GPU On Chip Memory的。如果有了GS,我们完全可以只传输每个粒子的中心,然后GS由粒子中心信息生成新的顶点。那么这样以来,就可以省下四倍的传输。当然这只 是一个简单的例子而已,而且即使在DX9上渲染粒子系统,粒子的更新如果用GPU来处理的话,完全可以不传输每个粒子的信息。

Shader脚本开始支持整型数据:
     在DX9里面,实际上Shader中是没有整数的概念的。即使在VS或者PS里面声明一个int,其实硬件通过float的转换来处理的。在DX10里 面,是有对于整数的支持的。可以对整数进行位运算等操作,这些都是在硬件上实现的。输入的纹理的数据类型也可以是整型的。

     贴两张网上对比Dx9和Dx10的效果图吧,^_^。

 20070309000355113   20070309000356678

 20070309000357224   20070309000357460

     左边的两张是Dx9的右边是Dx10的。

     DX10有了这些变化后,可以方便程序员进行开发。但不是说DX10可以做到的东西,DX9就完全做不到,只不过是DX10的效率更高一些。我们看上面的 对比图,其实如果做一个fake的光照效果,左下角的图完全可以用DX9模拟出来(个人感觉只是右边加上了点后处理特效而已)。举另一个例子来说,用 DX10做阴影效果,Shadow Volumn可以在GPU端利用GS来生成,然后用Stream-out功能把生成的资源再利用,从而做出这个效果。但是我们也同样在DX9上看到了 Shadow Volumn的Demo。其实效果是差不多的,主要区别在于前者利用了GPU去生成Shadow Volumn,这个任务本身就是一个并行的过程,GPU处理要优于CPU处理。而且渲染是在GPU端进行的,如果利用CPU生成的数据,就必须把数据通过 PCIE传输到显卡上,这些也是很耗时的过程。当然,如果实在要用DX9在GPU端生成Shadow Volumn,还可以通过CUDA,OpenCL等一些通用计算接口来帮助处理。但是这样会给程序很大限制,因为AMD和Nvidia有各自不同的解决方 案,如果你用了其中一家的,就很难在另一家的卡上Work(OpenCL除外)。

     基本上就介绍这些内容吧,我了解的还很少,很多东西是查资料的。如果有什么错误的地方,欢迎和我交流。^_^

posted on 2011-02-11 14:47 狂烂球 阅读(2848) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: 图形编程


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