微软DirectX 10.1技术全方位剖析

反锯齿技术改进—显著提升游戏画质

        我们知道，游戏当中物体边缘的锯齿和边缘微光都是渲染不充分或者分辨率不高造成的。对于这些“有碍观瞻”的锯齿，我们可以通过各种过滤技术来消除/减少，而要提供尽可能平滑，画面清晰和高性能的反锯齿效果，选择采样位置和权重非常重要。

        目前广泛采用的反锯齿技术是多重采样反锯齿(MSAA) ，但MSAA只对多边形边缘有效，它无法处理纹理锯齿或者着色锯齿。AMD在Radeon HD 2000系列图形芯片当中引入了自定义过滤器反锯齿功能(CFAA)，目前AMD的驱动程序可以提供四种不同的反锯齿过滤类型，它可以针对场景中的所有便于进行反锯齿，也可以用于纹理和着色当中的“边缘”。

在AMD的演示DEMO中，边缘侦测过滤器所侦测到的乒乓球边缘像素都以红色表示；与此同时，边缘侦测过滤器对这些像素施加更多的反锯齿采样点，采样点数量超过场景当中的其它像素。右下角的小图显示出，边缘侦测过滤器消除边缘锯齿和边缘微光的效果，这种效果在乒乓球运动情况下观察更加显著。

        在DirectX 10.1当中，程序允许在像素着色单元(Pixel Shaders)当中执行自定义的反锯齿过滤操作。因此自定反锯齿过滤器可以在MSAA失效的特定场景中发挥作用，比如采用HDR光照和延迟渲染的场景；与此同时所有DirectX 10.1图形芯片必须至少支持4x MSAA，并且包含DirectX 10.1规范里一些预设的AA采样模式。

        DirectX 10.1在反锯齿处理上最重要的一点，就是允许Shaders直接访问所有的反锯齿缓冲，而在之前的DirectX 10中只允许直接访问多重采样的色彩缓冲。现在着色程序可以为每个样本从深度缓冲当中获取数据，这让开发者有更好的灵活性来完成更高级的自定义反锯齿功能。

强制要求项目—让开发者有“法”可依

        GPU与应用程序API之间的兼容性问题，一直是3D新技术发展道路上的绊脚石。在过去，不同的IHV厂商对同一DirectX技术标准往往有不同的解读，这就导致在硬件层面上有不同的执行方式，进而引发游戏开发上GPU之间的兼容性问题——这些兼容性问题往往会造成无法预期的游戏性能下降或者画面出错，甚至造成系统崩溃。针对这些兼容性问题，开发者要么选择去一一纠正，这就对产品驱动的后续开发提出了苛刻要求；要么选择退而求其次的办法，使用低版本的、没有兼容性问题的老API接口，但这样又会对游戏本身产生影响。

        在DirectX 10中，微软对GPU的每个功能和指令都做了严格的规范，在很大程度上就是防范图形芯片在技术支持上出现分歧；在DirectX 10 .1当中，严格的规范又得到了一次加强。DirectX 10.1要求所有的DirectX 10.1图形芯片必须支持32bit浮点格式的纹理过滤，支持针16bit整数格式的混合操作，这让游戏开发者可以放心地在所有厂商的DirectX 10.1图形芯片上使用高精度纹理和输出格式；DirectX 10.1也强制所有符合该要求的图形芯片必须至少支持4xMSAA，并且预先确定了多种反锯齿采样标准，消除了IHV在MSAA增强技术上各自为政的可能性，确保了游戏开发者在不同品牌的图形芯片上都能获得相同的高品质反锯齿效果。

写在最后

        微软制定的DirectX 10.1标准，对DirectX 10标准当中存在的一些缺憾进行了修补，并且加入诸如立方体贴图阵列等创新的3D技术，将3D图形的画质推到新的高度。DirectX 10.1为游戏开发者和最终玩家带来的直接好处包括媲美CG电影的光线追踪实时全局光照，改进的反锯齿技术等等；当然对DirectX 10.1图形芯片更加严苛的技术规范，也让玩家放心购买不同厂牌的DirectX 10.1显卡，保证获得最大程度的兼容性。无论从那方面来看，微软对于业界的控制已越来越强了。