微软DirectX 10.1技术全方位剖析

        如果说DirectX 10引入统一着色架构的概念，并因此成为微软DirectX发展史上最重大的升级，那么DirectX 10.1则是在此基础上完成的又一次进化，它修正了DirectX 10制定之初尚未来得及解决的一系列技术问题。DirectX 10.1将作为组件和Windows Vista SP1一起发布。

        在谈到DirectX 10.1令人激动的新变化时，我们不得不提及图形芯片厂商ATI—尽管现在ATI已经被AMD收购，但是多年来ATI都与微软保持着密切的合作关系。在双A合并后，这一传统继续保持了下来，这次DirectX 10.1升级就与Radeon HD 3xxx系产品有着密不可分的联系。

        DirectX 10.1保留了DirectX 10的全部架构和编程模式，同时提供了众多的增强功能—其中最重要的改进，顶点着色、几何着色以及像素着色指令集被提升到Shader Model 4.1。总体来看，DirectX 10.1增加的众多新功能可以分成着色与纹理增强、反锯齿增强和强制规格三大部分。

“让花儿更艳”：着色与纹理增强技术

        在DirectX 10.1的诸多改进当中，对画面影响最为明显的就是“着色与纹理增强”，在微软的介绍中共有五个功能子项：

        ●DirectX 10.1在此部分增加的第一个功能是Cube Map Arrays（立方体贴图阵列，简称CMA），CMA实际上是DirectX 10当中TextureArrays（纹理阵列）的进化版。

        在纹理阵列当中，着色程序可以直接加入渲染所需纹理的索引，但这种索引和目前游戏广泛使用的3D纹理不能很好的兼容；所以微软才会在CMA当中针对3D纹理索引进行了改善，让程序员能够在单次渲染过程当中，一次正确无误地读写多个立方体纹理。

        以Radeon HD 3000系列图形芯片为例，CMA可以让显卡实时高效率地完成动态交互式复杂场景的全局光照渲染，并且实现许多光线追踪级别的效果，如非直接光照、颜色混合、软阴影、折射和高质量平滑反射等等。

        ●DirectX 10.1在着色和纹理增强部分引入的第二项改进是Separate Blend Modes per-MRT（每MRT独立混合模式）—MRT即多重渲染目标，这项技术允许像素着色输出到多个缓冲，且每个缓冲都有自己单独的混合模式。新的独立混合模式是一种高效率的延迟渲染(Deferred Rendering)技术，能有效提升复杂3D场景的渲染性能。

        ●第三项改进是Increased Vertex Shader Inputs&Outputs（提升顶点着色输入和输出）。按照微软的官方资料，引入新技术之后每个顶点着色的(128 bit数值)输入输出数量从16个翻倍到32个，如此可以明显提升程序与显卡执行复杂着色操作时的性能。

        ●第四项改进是Gather 4，Gather 4技术源自于ATI在R520时代使用的Fetch 4技术。简单来说，Gather 4技术允许GPU获取2×2块的未经过滤的纹理数值，来取代单一的双线性过滤纹理查找。Gather 4技术可以加速流计算应用程序的性能。

        ●第五项改进是LOD指令。LOD指令是一个新的着色指令，它为GPU查找已过滤纹理的细节程度，这项指令可以达成客户定制的纹理过滤技术，以对性能和画质进行优化。

立方体贴图阵列