Microsoft annonce DirectX 12 Ultimate

Avant-hier s’est tenue la journée des développeurs DirectX de Microsoft. AMD, NVIDIA et Microsoft ont abordé le développement et l’adoption de DirectX pour les cartes graphiques. En ouvrant la journée, Microsoft a dévoilé la prochaine version de DirectX 12. Elle sera la base du développement des jeux sur les PC et les consoles XBOX Series X avant le lancement du matériel de nouvelle génération. En termes simples, DirectX 12 Ultimate intégrera des outils de rendu graphique avancés tels que DXR Raytracing et Variable Rate Shading dans l’API DirectX 12 principale. DX 12 définira la prise en charge au niveau matériel de ces approches sur les deux plates-formes. Microsoft va déployer efficacement de nombreuses innovations qui ont fait leurs débuts avec NVIDIA GeForce RTX en 2018.

L’objectif principal de DirectX 12 Ultimate est l’incorporation de quatre méthodologies nouvelles ou révisées dans la pile d’API principale pour améliorer les performances graphiques. Deux des méthodologies décrites seront familières à ceux qui ont suivi le développement et la sortie du matériel GeForce RTX et des révisions du SDK depuis 2018. Toutes suivent un thème similaire dans l’utilisation dynamique des ressources matérielles. La décision de Microsoft de prendre en charge le RayTracing (dans le cadre du DXR v1.1 révisé) sera la plus attendue.

4 méthodologies principales

DirectX Raytracing v1.1

Le matériel GeForce RTX de NVIDIA a exploité l’API DirectX Raytracing (DXR) de Microsoft depuis son ajout à DX12 en octobre 2019. Avec DX12 Ultimate, une nouvelle révision sera apportée aux outils de base. DXR permet d’effectuer des appels de RayTracing directement sur le GPU plutôt que d’effectuer un aller-retour vers le processeur. Il permet de charger les shaders de RayTracing plus efficacement. DXR 1.1 devra être pris en charge pour obtenir la certification DirectX 12 Ultimate. Les versions antérieures de DX12 n’avaient pas de telles exigences pour DXR.

Ombrage à taux variable

L’ombrage à débit variable est un terme générique pour de nombreuses techniques différentes. Elles allouent dynamiquement des ressources d’ombrage à différentes régions d’une scène lors du rendu d’une image. Autrement dit, plutôt que de plonger équitablement les ressources dans le cadre, le moteur de jeu peut spécifier certaines régions qui n’ont pas besoin d’être ombrées à la meilleure qualité possible. NVIDIA et MachineGames ont implémenté un type de VRS dans Wolfenstein Youngblood l’année dernière, soutenu par l’architecture GPU Turing de NVIDIA.

Ombrage de maille

Mesh Shading donne aux développeurs de jeux un accès plus approfondi aux capacités de calcul des shaders. Il centralise les opérations sur des groupes de triangles qui partagent un ou plusieurs sommets plutôt que d’effectuer ces opérations individuellement sur chaque sommet pour chaque triangle. Cela peut réduire considérablement la répétition du travail. Un exemple identifié de cas où l’ombrage du maillage peut avoir un impact notable est dans les calculs de niveau de détail. Ils déterminent la qualité des objets dans un cadre en fonction de la distance de la caméra.

Les techniques traditionnelles utilisent généralement de nombreux appels au processeur et à un LoD défini. En utilisant l’ombrage de maillage pour déterminer dynamiquement le LoD en fonction de la charge du GPU et d’autres facteurs, le calcul peut être effectué uniquement avec du matériel GPU. NVIDIA a développé la démo Asteroids LoD pour démontrer cette utilisation de l’ombrage de maillage.

Rétroaction de l’échantillonneur / ombrage de l’espace de texture

Actuellement, les jeux ont tendance à restituer chaque image à partir de zéro. Ils passent par le processus de tramage puis d’ombrage pour déterminer la vue de la caméra. Sampler Feedback dissocie le processus de tramage et d’ombrage dans le pipeline de rendu. Ceci permet de réutiliser les calculs effectués lors du rendu d’images précédentes dans le processus d’ombrage d’une image suivante en référençant les textures échantillonnées. Cela peut être particulièrement utile lorsque les algorithmes d’échantillonnage et d’ombrage sont très complexes, prenant beaucoup de cycles de calcul.

L’ombrage de l’espace de texture détermine si de nouveaux calculs de shader doivent être effectués sur des pixels particuliers. Il utilise la rétroaction de l’échantillonneur pour réutiliser les calculs antérieurs, le cas échéant. Par exemple, il peut parfois être possible de réutiliser les résultats des calculs de couleur d’un shader à partir d’une image précédente. Cela signifie que même si l’angle d’observation d’un objet a changé, sa couleur ne change pas. Par conséquent, vous pouvez potentiellement limiter les calculs de shader pour certains pixels à une fois toutes les quelques images. Vous pouvez allouer des ressources de shader ailleurs et augmenter ainsi les fps globaux.

Concrètement chez AMD et Nvidia

DirectX 12 Ultimate servira de fil conducteur pour le développement de jeux sur XBOX Series X. Il servira également à la prise en charge large de l’API sur les PC Windows. Il simplifiera également certains aspects du portage d’un projet donné. De toute évidence, il incorporera également un mode de repli DirectX 12 pour le matériel plus ancien et moins performant. L’idée est de mettre les développeurs à niveau et de leur donner les outils dont ils ont besoin pour tirer parti du matériel de nouvelle génération sur les deux plates-formes.

NVIDIA a confirmé que le matériel GeForce RTX prendra en charge DirectX 12 Ultimate. Ceci se fera lors d’une mise à jour du pilote lorsque Windows 10 2020 lancera l’API plus tard cette année. Entre-temps, AMD a déclaré que son architecture RDNA2 avait un « support complet » pour DirectX 12 Ultimate. AMD confirme presque toutes ces fonctionnalités sur la prochaine génération de matériel graphique PC aux côtés du SoC personnalisé de la nouvelle génération XBOX.

La série GeForce GTX 16 basée sur l’architecture Turing de NVIDIA sera coincée dans une sorte de no-mans-land. Elle prendra en charge certaines fonctionnalités (telles que VRS) mais pas d’autres (DXR, etc.). Elle ne sera donc pas compatible avec DX12 Ultimate. Les attentes de la série Radeon RX 5000 d’AMD sont plus simples. Aucune prise en charge des fonctionnalités exclusives à DirectX 12 Ultimate n’est probable avant la sortie du matériel RDNA2.

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