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幾乎每一個玩過電腦游戲的人，都聽過 DirectX 的大名。作為 Windows 系統(tǒng)自帶的圖形 API（應(yīng)用程序編程接口），大部分 PC 游戲都需要它的支持。
目前 DirectX 的最新版本是 DirectX 12，它發(fā)布于 6 年前，已經(jīng)相當長時間沒有大更新過了，昨天微軟終于公布了它的升級版—— DirectX 12 Ultimate。從字面意思上來看，它是 DX 12 的終極版，它將會隨著 Win 10 2004 系統(tǒng)更新一同推送。
DirectX 12 Ultimate 都用哪些特性？從 DX 12 開始，微軟就已經(jīng)將主機和 PC 之間的圖形接口打通，Win 10 和 Xbox One 都使用了 DX 12 作為圖形 API。使用相同 API 帶來的好處也十分明顯，游戲公司在開發(fā)游戲時，不需要再為 Xbox 和 PC 端的移植而煩惱，所以我們能看到，大量 Xbox 游戲出現(xiàn)在 PC 的應(yīng)用商店中。
這次微軟發(fā)布的 DirectX 12 Ultimate 也同樣是跨平臺的 API，這也讓下一代 Xbox 理所當然的獲得了 PC 上的某些畫面特性，比如老黃普及的光線追蹤。
DirectX Raytracing Tier 1.1這次微軟將 2018 年發(fā)布的 DXR 1.0 更新到了 DXR 1.1 版本，這是一次增量更新，最明顯的變化有：

為現(xiàn)有的光線追蹤管線狀態(tài)對象（Pipeline State Object）加入了額外的著色器（Shader）。
支持 GPU 執(zhí)行時間軸自動判定需要處理的光線數(shù)量。
引入新的內(nèi)聯(lián)式光線追蹤。

這些特性為游戲開發(fā)者提供了一套規(guī)避復(fù)雜光線追蹤場景的方法，讓開發(fā)者可以通過調(diào)用新函數(shù)，獲得物體遮擋查詢、剔除等功能，讓開發(fā)者能更快的構(gòu)建光線追蹤的場景，給游戲提供更好的光追效果和性能。
在微軟發(fā)布 DirectX 12 Ultimate 后，NVIDIA 表示將 RTX 系列處理器將完全支持 DXR 1.1 特效，AMD 也宣布將在 RDNA 2 架構(gòu)中支持該特性。
VRS（可變速率著色）除了光追外，之前 NVIDIA 推出的 VRS 技術(shù)也被微軟認可，并將其加入 DirectX 12 Ultimate 中。VRS 全稱是可變速率著色技術(shù)，它最明顯的作用就是降低顯示畫面中一些不重要區(qū)域色彩紋理，從而提升畫面的流暢度。
在這一技術(shù)被應(yīng)用之前，GPU 需要為畫面上的每一個像素點單獨著色。而 VRS 就是對畫面區(qū)域進行劃分，為不同的區(qū)域選擇不同的著色分辨率，細節(jié)要求不高的區(qū)域就將多個像素點一起著色，大幅降低了 GPU 著色的次數(shù)，大大減輕了顯卡的計算壓力。
比如上面這張圖，畫面邊緣最不顯眼位置的著色分辨率就被降到了最低，雖然這部分畫面的質(zhì)量有所下降，但由于它只是背景，玩家不會有明顯的感知。省下來的 GPU 資源，則用于提升幀率，減少感知更明顯的卡頓現(xiàn)象。
可以說，有了 VRS 技術(shù)后，平均幀率不高的中低端顯卡將將會獲得不小的體驗提升。
Mesh Shader除了為最后為像素著色外，圖形渲染在前期還需要完成物體的 3D 模型計算渲染。這個工作之前需要向 CPU 發(fā)送一個 Draw Call（繪制調(diào)用）。通常情況下，它會因為 CPU 的性能瓶頸，限制 GPU 的發(fā)揮。
Mesh Shader 的可以解決這一問題，它可以讓開發(fā)人員不用考慮單個頂點或者單個圖元，用一組預(yù)定的線程更高效的完成渲染流程。
Mesh Shader 可以進一步提幾何圖形的細化程度，例如對硬件進行編程，并用簡單的方式描述樹干枝杈的位置，最后生成細節(jié)更多的樹皮樹葉。
有了 Mesh Shader 后，游戲場景中灌木從，植被等物體將有詳細的細節(jié)，能進一步提高場景的真實性。
Sampler Feedback（采樣器反饋）這一功能其實和 VRS 類似，都是通過減少某些冗余信息，降低 GPU 負載并提高性能。
與視頻壓縮采用幀與幀之間的畫面矢量預(yù)測不同，游戲中的渲染大部分都是從「0」開始，也就是不停地重復(fù)獲取頂點、視角轉(zhuǎn)換、投影、照明、剪裁、柵格化的工作，不管前后兩幀畫面有多少相同。