Для чего программа directx

Что такое DirectX и как он работает

Что такое DirectX

DirectX – совокупность средств (библиотек), которые позволяют программам, в основном компьютерным играм, получать прямой доступ к аппаратным возможностям видеокарты. Это значит, что вся мощь графического чипа может быть использована максимально эффективно, с минимальными задержками и потерями. Такой подход позволяет отрисовывать очень красивую картинку, а значит, разработчики могут создавать более сложную графику. Особенно заметна работа DirectX при добавлении в сцену реалистичных эффектов, таких как дым или туман, взрывы, брызги воды, отражения объектов на различных поверхностях.

Версии DirectX

От редакции к редакции, вместе с аппаратной поддержкой, растут возможности по воспроизведению сложных графических проектов. Повышается детализация мелких объектов, травы, волос, реалистичность теней, снега, воды и многого другого. Даже одна и та же игра может выглядеть по-разному, в зависимости от свежести DX.

Отличия заметны, хоть и не кардинальные. Если игрушка была написана под DX9, то изменения с переходом на новую версию будут минимальными.

На основании сказанного выше можно сделать вывод, что на самом деле, новый DirectX как таковой, слабо влияет на качество картинки, он только позволяет сделать ее лучше и реалистичнее в новых проектах или их модификациях. Каждая новая версия библиотек дает разработчикам возможность добавлять в игры больше визуальной составляющей, не повышая нагрузку на железо, то есть, без снижения производительности. Правда, это не всегда работает так, как было задумано, но оставим это на совести программистов.

Файлы

Файлы DirectX представляют собой документы с расширением dll и располагаются в подпапке «SysWOW64» («System32» для 32-битных систем) системной директории «Windows». Например, d3dx9_36.dll.

Кроме того, модифицированные библиотеки могут поставляться вместе с игрой и находиться в соответствующей папке. Это делается для минимизации проблем с совместимостью версий. Отсутствие необходимых файлов в системе может приводить к ошибкам в играх или вовсе к невозможности их запуска.

Поддержка DirectX графическими адаптерами и ОС

Максимальная поддерживаемая версия компонентов DX зависит от поколения видеокарты — чем новее модель, тем моложе редакция.

Во всех операционных системах Windows уже встроены необходимые библиотеки, и их версия зависит от того, какая ОС используется. В Windows XP может быть установлен DirectX не новее 9.0с, в семерке – 11 и неполная редакция 11.1, в восьмерке – 11.1, в Windows 8.1 – 11.2, в десятке – 11.3 и 12.

Заключение

В рамках данной статьи мы познакомились с DirectX и узнали, для чего нужны эти компоненты. Именно DX позволяет нам наслаждаться любимыми играми с великолепной картинкой и визуальными эффектами, при этом практически не снижая плавность и комфортность геймплея.

Помимо этой статьи, на сайте еще 12457 инструкций.
Добавьте сайт Lumpics.ru в закладки (CTRL+D) и мы точно еще пригодимся вам.

Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

Источник

ПРОГРАММА DIRECTX ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА

Индустрия компьютерных игр начала своё развитие ещё в 80-е годы прошлого века. Сначала создавались текстовые игры, потом добавились графика и звук. Появились первые шедевры игровой индустрии, такие игры как: «Doom», «Diablo» и «Rad Alert». Технологии разработки постоянно развивались и усовершенствовались. Увеличивались и требования к аппаратным средствам компьютера. Сегодня индустрия компьютерных игр достигла огромных масштабов. В «Crazies 3» или «Witcher 3» уже невозможно играть без специального программного софта. Каждый геймер знает, что для работы современных игр нужно скачать программу DirectX.

Что такое DirectX?

API (Application Programming Interface) в переводе с английского языка: «Интерфейс программирования приложений». Интерфейс, который позволяет программистам использовать готовые блоки для построения приложения, API – это ряд готовых функций, классов, процедур и структур, предоставляемых ОС или приложением для использования во внешнем программном обеспечении.

«DirectX» – это высокоуровневый API. Он разработан для решения определённых задач, которые связанны с нормализацией работы игровых приложений и, как следствие, для увеличения производительности видеокарт и процессоров. Комплекс программ DirectX делает процесс разработки игр проще и удобнее. Он включает в себя большое количество модулей, упрощающих обработку и вычисление данных. Программисты используют определённую версию DirectX при разработке игр.

Для геймеров DirectX – это связующее звено между аппаратными средствами и играми. Благодаря ему игроки могут увидеть всю прелесть картинки на экране.

Как возник директ икс?

В начале 2000-х годов Intel сделал упор на выпуск графических процессоров. При этом вычислительным способностям «железа» не уделялось особого внимания. Возникла настоящая пропасть между графическими и вычислительными процессорами. Технологически устаревшие машины не успевали обрабатывать графику, и дальнейшее развитие компьютерных игр было невозможно.

Поэтому, для облегчения вычислительных процессов, корпорация Microsoft выпустила специальный API DirectX. Сначала это был минимальный набор функций, предназначенных для обработки 2D графики. Со временем в комплекс программ добавили средства обработки звука. Так появилась возможность применения в играх стереозвука. 3D текстуры DirectX начал обрабатывать со сборки 6.0, с помощью программы «DX3D».

Чем отличаются версии API DirectX?

Каждая последующая версия API DirectX привносит в графику новые эффекты и оптимизирует старые. В целом, чем выше версия DirectX, тем более приятную и качественную картинку выдаёт процессор и видеокарта.

Но возможность перейти на новые версии DirectX есть далеко не у всех игроков. В чём проблема? Проблема в операционной системе (ОС).

Старые ОС не поддерживают новые версии API DirectX. К примеру, никогда не получится установить DirectX 11. 1 на Windows ХР. Так же и с видеокартами. Если у модели видеокарты нет поддержки версии API, указанной в системных требованиях игры, то насладиться хорошими шейдерами и текстурами не получится. Последняя версия Directx, поддерживаемая вашей видеокартой, указана в её технических характеристиках.

Какие проблемы поможет решить директ икс?

У некоторых игроков возникают проблемы с особо требовательными играми нового поколения. Графический процессор не справляется с обработкой данных. Он перегревается и выходит из строя.

Снизить нагрузку на «железо» поможет API DirectX:

Директ икс для виндовс 7

Заявленные преимущества:

Как узнать, какая версия программы установлена на ПК?

Установка и обновление директ икс для виндовс 7

После этого установщик проверит, есть ли обновления для DirectX, и установит последнюю актуальную для операционной системы версию. Если же обновлений нет, появиться соответствующее уведомление. Те же действия нужно проделать, если вы впервые устанавливаете DirectX. Все обновления установятся автоматически.

Directx последняя версия

На Game Developer Conference 2014 Microsoft впервые представила API DirectX 12. Изначально выход API планировался только на платформы Windows 10 и Windows 8. Многие игроки даже специально переустанавливали свою операционную систему, чтобы скачать последнюю версию directx. Но «сырая», на тот момент, «десятка» полностью нивелировала преимущества новой версии.

Основные отличия новой версии – это распределение нагрузки между всеми процессорами компьютера и синхронизация работы видеокарт от разных производителей. То есть, чтобы основные преимущества новой версии заработали – на компьютере должны быть одновременно установлены, как минимум два процессора и видеокарты от AMD и NVidia.

К тому же особой оптимизации в старых играх вы не увидите. Потому, что они разрабатывались под более ранние версии программы и новые возможности не поддерживают. Последняя версия DirectX – это, по сути, расширенный 11-й API. Новые его возможности используются только в новых играх, которые разрабатываются специально под DX 12.

Так, что если на вашем компьютере нет двух процессоров или видеокарт, а таких компьютеров большинство, то у вас нет причин отказываться от привычной «Семёрки» и DX 11.

Корпорацией Microsoft было принято решение выпустить DirectX 12 и для Windows 7. Но перенести на «Семёрку» новую версию API до сих пор не получилось. Поэтому игроки вынуждены либо переустанавливать ОС на Windows 10, либо довольствоваться DX 11.

3,961 просмотров всего, 3 просмотров сегодня

Источник

DirectX — что это такое и зачем он нужен

DirectX — что такое, для чего он используется? Такие вопросы нередко возникают у компьютерных владельцев, когда-либо устанавливающих видеоигры. Ведь в процессе программа нередко спрашивает, нужно ли дополнительно загрузить и эту вещь. Разберемся с этими вопросами.

Подробности

Директ Икс — набор инструкций (библиотек, функций), позволяющих компьютеру наиболее эффективно наладить связь с техническим оснащением (по-простому — с «железом»). Причем это относится не только к видеокарте и графике в целом, как многим могло показаться. Например, модуль DirectInput отвечает за взаимодействие системы с устройствами ввода: клавиатурой, мышью, различными игровыми манипуляторами (джойстик, геймпад) и т. д.

DirectX-for-pc.ru рекомендует InstallPack, с его помощью вы сможете быстро установить программы на компьютер, подробнее на сайте.

Существует огромное количество технических подробностей, но они будут интересны только продвинутым пользователям и программистам. В обыденности же ДиректХ можно назвать глобальным драйвером, хотя это не совсем корректно. Но опять же, нюансы здесь ни к чему.

Рядовой пользователь сталкивается с этим вот драйвером именно в играх. Их корректная работа — одна из причин, для чего нужен DirectX. Ведь без его наличия на компьютере при их открытии просто будут возникать всевозможные ошибки и ничего больше.

Совместимость

Пользователю в принципе даже не нужно разбираться, что это такое — DirectX. Достаточно скачать и установить его к себе на компьютер. Но тут есть важный момент нюанс — совместимость. Поговорим о нем более подробно. Во-первых, данный драйвер совместим только с операционной системой Windows. Более того, он создавался исключительно для нее. Во-вторых, разные его версии несовместимы с разными изданиями ОС.

Со вторым нюансом все довольно просто:

Но это еще не все, ведь вопрос совместимости не ограничивается выбором ОС. Сама по себе видеокарта может не поддерживать последнюю версию библиотеки. Правда, это относится только к старым графическим адаптерам. С новыми такой проблемы не возникнет. За подробностями обратитесь к следующей статье. В ней вы найдете несколько немаловажных нюансов.

Инсталляция

Источник

Что такое DirectX?

Немного о DirectX

Пока в природе не существовало DirectX, большинство игровых программ для персональных компьютеров работали под управлением Ms Dos.
Чтобы запустить такие игры, пользователям приходилось бороться, в прямом смысле этого слова, с конфигурационными файлами системы, такими, как AUTOEXEC.BAT, CONFIG.SYS, и с настройками драйверов типа EMM386.EXE и т.д. лишь ради того, чтобы получить несколько дополнительных свободных байт из доступных 640Кб базовой памяти, даже если на компьютере установлено 16Мб оперативной памяти.

Жизнь разработчиков программного обеспечения была не сахар, потому что для преодоления ограничения в 640Кб приходилось использовать различные драйверы для каждой разновидности видеоадаптеров и звуковых карт.

С выходом в свет технологии компании Microsoft DirectX для Windows 95 все указанные выше проблемы становятся историей.

Теперь разработчики могут использовать аппаратно независимый интерфейс программирования, с помощью которого создаются новые игры, для участия в которых пользователю достаточно лишь вставить в устройство чтения компакт-диск с данными и наслаждаться игрой. Теперь писать игры и играть в них стало гораздо приятнее.

Но разработка игр с использованием DirectX остается все еще непростой задачей. Иногда все еще достаточно трудно найти грамотную документацию, и начинающие разработчики тратят много времени на поиск знаний о том, как использовать такие новшества, как DirectDraw, Z-буферы или DirectSound, а также многие другие сложные, но полезные инструменты.

Цель этой статьи — помочь разработчикам, использующим DirectX, несколькими советами, основанными на моем собственном опыте написания программ. Обычные пользователи смогут получить из этого обзора общее представление о том, что такое DirectX.

DirectX представляет собой набор из нескольких API (application programming interface — интерфейс программирования приложений), позволяющих разработчикам игр и других интерактивных приложений получать доступ к специфическим функциям аппаратного обеспечения без необходимости написания аппаратнозависимого программного кода. DirectX основан на наборе интерфейсов COM или классов. COM расшифровывается, как Component Object Model (Компонентная Модель Объектов), и представляет собой спецификацию интерфейса, в котором функции вызываются через указатели. Таким образом, объекты COM могут описываться такими языками программирования, как C/C++, Delphi или даже Basic. Все примеры, ссылка на которые была выше, написаны на C++, т.к. я пользуюсь именно этим языком. Интерфейс COM используется не только в DirectX, но и на уровне операционной системы в качестве модели объектов и является сердцем одной из самой широко применяемой технологии — OLE (Objects Linking and Embedding — связывание и встраивание объектов).

DirectX 5.0 SDK (Software Development Kit — Набор разработчика программ), доступен для загрузки с сайта Microsoft.

Справочник по DirectX для начинающих

Если Вы не являетесь разработчиком игровых программ, но Вам нравиться играть на персональном компьютере, Вы точно должны были слышать о DirectX. Почему?

Потому что DirectX широко используется в современном поколении компьютерных игр. Каждая игрушка, имеющая логотип «for Windows 95«, прежде, чем запуститься на Вашем компьютере, требует наличия установленного в системе DirectX. Вот почему DirectX это не просто «нечто для программистов», это принципиально необходимое нечто для игроков.

В тоже время если какая-то из таких современных игр установленна на Вашем компьютере, значит, DirectX тоже установлен, и Вы можете узнать об этом, обратив внимание на несколько новых файлов, которые появились в директории WindowsSystem, например DDRAW.DLL или DPLAY.DLL. Это компоненты DirectX, которые используются всеми играми, установленными в Вашей системе и работающими через интерфейс DirectX.

DirectX используется для обработки событий, которые должны совершаться в каждой игре, таких, как вывод изображения на экран или считывание входных данных с клавиатуры, мыши или джойстика.

Такие карты имеются в продаже, но многие игры не используют аппаратные возможности специализированных плат, потому что создатели игры должны написать соответствующий драйвер, а иногда бывает проблематично переписать заново целые фрагменты кода для того, чтобы использовать преимущества аппаратной обработки 3D. Компонент Direct3D, впервые включенный во вторую версию DirectX, обеспечивает стандарт на использование видеоадаптеров, обеспечивающих аппаратную 3D-акселлерацию, и его применение, несомненно, заставит трехмерные игрушки работать быстрее.

DirectX поддерживает VGA и SVGA видеорежимы при 64К цветов (Hi-color) без дополнительных затрат ресурсов. С каждым днем производительность видеоадаптеров возрастает, следовательно, DirectX игры будут выглядеть все более реалистично и привлекательно.

Источник

Microsoft DirectX – это очень просто!

Microsoft DirectX – это очень просто!

О чем пойдет речь в статье:
Что такое DirectX?
Для чего нужен DirectX?
Что входит в DirectX?
Что такое шейдер?
Зачем нужны шейдеры? Конвейер и шейдерная модель
Что дает пользователю компьютера очередная версия DirectX?
DirectX 10. Эволюционное обобщение пройденного
DirectX 10.1 Как же теперь жить? И пара слов об OGL

Когда говорят о “Microsoft DirectX”, то разные категории людей могут вкладывать в это различные понятия. Давайте разберемся, что может иметься в виду и что это такое на самом деле, для чего он нужен и чем же отличаются последние версии DirectX друг от друга.

Microsoft DirectX – это очень просто!

О чем пойдет речь в статье:

Что такое DirectX?
Для чего нужен DirectX?
Что входит в DirectX?
Что такое шейдер?
Зачем нужны шейдеры? Конвейер и шейдерная модель
Что дает пользователю компьютера очередная версия DirectX?
DirectX 10. Эволюционное обобщение пройденного
DirectX 10.1 Как же теперь жить? И пара слов об OGL

Когда говорят о “Microsoft DirectX”, то разные категории людей могут вкладывать в это различные понятия. Давайте разберемся, что может иметься в виду и что это такое на самом деле, для чего он нужен и чем же отличаются последние версии DirectX друг от друга.

Обратимся к первоисточнику – самой Microsoft:

http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/bb219737.aspx
“DirectX is a set of low-level APIs for creating games and other high-performance multimedia applications. It includes support for high-performance 2D and 3D graphics, sound, and input”.

Учитывая, что API (Application Programming Interface) – это интерфейс разработки программ, буквальный перевод звучит так: “DirectX – это набор низкоуровневых программных интерфейсов для создания игр и других высокопроизводительных приложений. Он включает в себя поддержку высокопроизводительной 2D и 3D графики, звука и устройств ввода”.

В действительности, Microsoft предоставляет это определение для разработчиков программного обеспечения, следовательно, само собой под DirectX подразумевается APIs DirectX. А с точки зрения пользователя все выглядит несколько иначе. Поэтому дадим более общее определение, хотя оно при этом будет подлиннее.

DirectX – это технология Microsoft для операционных систем семейства Windows, предоставляющая разработчику программного обеспечения интерфейсы (то есть, комфортную среду интерактивного взаимодействия) для создания программ, эффективно использующих графические, мультимедийные устройства и устройства ввода, и обеспечивающая низкоуровневые утилиты (то есть эффективные высокооптимизированные программы) для взаимодействия этих устройств с прикладной программой и операционной системой через соответствующие драйверы.

Другими словами, вполне логично различать понятия DirectX как технологии в целом, как наборов программных интерфейсов при создании программного обеспечения и как программной составляющей операционной системы, отвечающей за поддержку мультимедийных и графических устройств, а также устройств ввода.

Для поддержки разработчиков программного обеспечения Microsoft предоставляет DirectX SDK (Software Developing Kit) – набор программ и утилит разработчика программного обеспечения под технологию DirectX, а для системных программистов и разработчиков компьютерного оборудования есть WDK (Windows Driver Kit )– набор программ и утилит для разработки драйверов. Оба этих программных продукта распространяются свободно и доступны для скачивания с сайта Microsoft. К слову сказать, по прилагаемой к DirectX SDK лицензии, все графические и мультимедийные файлы и компьютерные модели разрешается использовать в своих программах для демонстрационных некоммерческих целей.

Теперь можно смело утверждать, что если моя видеокарта поддерживает DirectX, то это означает, что она способна выполнять программы, созданные с использованием API DirectX, при условии наличия соответствующего драйвера и поддержки со сороны операционной системы.

Сегодня уже трудно найти видеоадаптер, не поддерживающий хотя бы DirectX 7, поэтому для нормальной работы приложения, разработанного в соответствии с конкретной спецификацией DirectX, нужно, во-первых, чтобы операционная система поддерживала эту версию (плюс к тому были установлены соответствующие или более новые библиотеки DirectX в виде dll – файлов, которые обычно автоматически устанавливаются при инсталляции программы, если на компьютере установлены более старые версии библиотек), во-вторых, чтобы видеокарта была с поддержкой соответствующего DirectX и, в третьих, чтобы был установлен подходящий драйвер видеокарты. Несоблюдение первых двух условий не позволит приложению запуститься, а в случае с драйвером может оказаться так, что самый последний доступный драйвер не является лучшим для конкретного приложения (вплоть до полной неработоспособности программы), хотя, в целом, действует правило, что лучше использовать самые свежие версии драйверов и рекомендуется этого правила придерживаться.

Несколько слов о том, что явилось катализатором появления DirectX. Безусловно, в первую очередь, это компьютерные игры. Персональные компьютеры и сейчас далеки от вычислительной мощности, позволяющей кинематографически реалистично воспроизводить на экране монитора с высоким разрешением полноценное интерактивное 3D действие в реальном режиме времени, тем более это им было не под силу двадцать лет назад. Поэтому программисты всегда боролись за каждый байт и мегагерц компьютерных ресурсов (а основные ресурсы – это процессорное время и оперативная память), выжимая все из топовых аппаратных решений, доступных на рынке. И в эпоху, когда основной ОС домашних компьютеров была DOS, очень много игр писалось на языке Ассемблер, что было достаточно трудоемко, но в умелых руках позволяло использовать 100% возможностей техники, так как позволяло напрямую программирвать видеокарту, модель распределения памяти и управлять системными ресурсами. Для тех, кто не застал это время, поясню, что, в отличие от Windows, MS-DOS (наиболее распространенная ОС того времени) – это однозадачная ОС, то есть запускаемая программа забирала все компьютерные ресурсы себе. Чтобы запустить другую программу, первую нужно было обязательно завершить, что часто делалось простой перезагрузкой компьютера.

Производители видеокарт тоже включились в эту гонку, выпуская новые и новые видеокарты, которые частенько и опережали свое время, и оказывались впоследствии тупиковым направлением развития. Но это уже совсем другая история.

Появление новой ОС – Windows 3.х привело к противоречию между конкретной программой, требующей в свое распоряжение максимальное количество ресурсов, и многозадачной ОС, делящей эти ресурсы по “справедливости” между приложениями. Кроме того, драйверы устройств перестали быть доступны программе напрямую – появилась прослойка в виде виртуальных драйверов. Несмотря на имеющуюся иерархию приоритетов у выполняемых в ОС программ, в первых версиях Windows быстродействие игр оказывалось неудовлетворительным. Поэтому долгое время DOS, которой разработчики игр отдавали предпочтение, сосуществовала параллельно с Windows. Но такое положение вещей не вписывалось в стратегию развития Microsoft и привело к интенсификации усилий по решению имеющихся проблем с быстродействием. Так появилcя Game SDK, впоследствии сменивший название на DirectX, призванный сделать программную прослойку от выполняемой программы до мультимедийного и графического оборудования универсальной, не требующей детального знания оборудования (это – дело производителя, задача которого – написать функциональный драйвер), легко создаваемой и сопровождаемой, минимальной по длине и максимальной по быстродействию.

Мы выяснили, что означает, фраза “моя карта поддерживает DirectX”. Впрочем, тут есть один нюанс. DirectX – это собирательное понятие набора программных компонент, и, хоть графическая часть и есть его наиболее существенная, сложная и объемная составляющая, там присутствует и поддержка оборудования, отличного от видеокарт. К примеру, видеокарта вряд ли поддерживает DirectInput (хотя технически ничто не мешает, например, установить на ней пару USB-разъемов для подключения джойстика или геймпада). Поэтому, правильно говорить о поддержке видеокартой компоненты DirectGraphics (которая, на самом деле, только “прикрывает” настоящие компоненты – Direct3D и Direct3DХ), составной части DirectX, но маркетинг – он и в Африке маркетинг – поэтому не только короче, но и гораздо солиднее звучит именно вариант поддержки DirectX целиком! И никаких гвоздей! Поэтому от этого стереотипа уже практически не избавиться. Мы ведь живем, по большей части, в демократических государствах, и, раз большинство считает, что поддерживает, то несколько голосов за правду утонут в общем хоре негодования. Чтобы не прослыть белой вороной, заявляем – наши видеокарты поддерживают DirectX! Однозначно и в полном объеме!

То, что в этом случае видеокарты также должны поддерживать DirectInput, призванный обеспечить работу устройств ввода, таких как клавиатура, мышь, джойстики и другие манипуляторы, уже упомянуто. Все же, для полноты картины, перечислим все компоненты, которые входят в современную версию DirectX:

DirectGraphics
DirectSound
DirectInput

Коротко, логично и понятно. В свое время в разные версии DirectX в разное время включались, убирались и восстанавливались вновь и другие компоненты – DirectDraw, DirectMusic, DirectPlay, DirectShow и еще несколько, но они или уже существуют только для обратной совместимости либо перенесены в другие SDK, и их использование не рекомендуется либо уже попросту невозможно.

Главная цель создания DXGI – управление низкоуровневыми задачами, которые не требуют включения в библиотеку исполнения DirectX – речь идет о более рациональном разделении установочных и исполняемых процедур.

Последняя версия DirectX SDK на момент написания статьи (Август 2007) добавляет еще одну компоненту,

The Windows Vista Game Explorer,

Слово «шейдер» очень часто употребляют неправильно, не понимая что это такое и отождествляя его с частью компьютерного оборудования. Но это понятие не относится к категории «hardware».
Что же такое “шейдер”? Это слово пришло в мир бытовых компьютеров из кинематографии, где так именовались специальные программы (“shaders”), участвующие в рендеринге (формировании) итогового изображения на экран (или в память). Поэтому шейдеры – это относительно небольшие программы, написанные на специализированных языках, которые выполняются графическим процессором. Для чего служат эти программы и почему заранее известно, что они небольшие? Современные ГПУ обрабатывают потоковую информацию – большие массивы однородных данных простых типов, которые надо обработать по короткому алгоритму и быстро передать дальше, чем меньше программа – тем быстрее обработка, хотя тенденция к усложнению явно прослеживается. Впрочем, большими эти программы (по крайней мере по отдельности) еще долго нельзя будет называть, а размер первых шейдеров вообще очень сильно ограничивался возможностями видеокарт (это определялось наличием в ГПУ регистров для хранения обрабатываемых данных и установленным ограничением на число выполняемых инструкций).
А зачем им нужен специализированный язык? ГПУ имеет многочисленные внутренние специализированные потоковые процессоры с ограниченной функциональностью и упрощенной системой команд. Для потоковой обработки этого вполне достаточно. Это – компромисс между функциональностью, стоимостью и быстродействием, оптимальный на сегодня.
Но даже для небольшой игры может потребоваться написание большого числа шейдеров. Шейдеры группируются в логически связанные блоки, именуемые эффектами (“effects”). Дополнительную информацию по этому вопросу можно получить из документации к DirectX SDK.

Зачем нужны шейдеры? Конвейер и шейдерная модель

Было время, когда о шейдерах никто и не думал. Хорошее было время! Откуда же они свалились на нашу голову? Для того, чтобы понять это, надо знать, как работает современная видеокарта и графический процессор и как это было в то далекое время, когда дети, увидев морскую волну, не кричали радостно “Шейдеры! Шейдеры!”. Поэтому будет уместно сделать маленькое лирическое отступление от непосредственной темы DirectX и разобраться в этом. Я постарался максимально упростить технические детали, насколько это мне удалось – судить вам.

Попробуем упрощенно описать, как функционирует видеокарта. Тут удобно применить технологию “черного ящика”, широко используемую в автоматике. У ящика есть вход и выход, внутренняя функциональность нас интересует весьма приблизительно, причем не интересует, как это происходит на самом деле, а важно лишь то, как это видится снаружи “черного ящика”. Этим черным ящиком и будет выступать видеокарта. Мы должны узнать, что подается на вход, что является выходом и в общих чертах понять, что происходит внутри этого “черного ящика”.

Что является выходом, большинству сразу понятно – к видеокарте подключается монитор и то, что мы на нем видим, и есть выход. Пока будем считать, что так оно и есть, хотя это является истиной далеко не всегда – карта может работать ведомой в SLI или CF без монитора, видеокарта может производить неграфические вычисления и также не подключаться к монитору, выполняя полезную работу как сопроцессор к ЦПУ, либо часть процессорного времени ГПУ может отдаваться задачам, не связанным непосредственно с графикой.

Таким образом, данные о вершинах хранятся в памяти, в буфере вершин, и периодически поступают на обработку в видеокарту. Что происходит с ними дальше – зависит от того, какую версию DirectX поддерживает видеокарта и какую версию DirectX поддерживает программа. Грамотное DirectX приложение при старте проверяет, удовлетворяют ли возможности видеокарты требованиям программы, и только при положительном ответе (после опроса системных данных) разрешает работу.
Итак, пока мы определились, что в видеокарту постоянно будет поступать информация из буфера вершин.

Теперь самое время обсудить, что такое “графический конвейер”. Тут – почти полная аналогия с заводским конвейером. От входа до выхода бежит лента транспортера, на которую поступают входные детали. И пока они на этой ленте направляются к концу конвейера, все, кто работает за конвейером, в соответствии с порученными технологическими операциями, производят соответствующие манипуляции, кто-то что-то привинчивает, или наоборот, отвинчивает, и в итоге начальную деталь вообще не узнать, ибо, как принято говорить, с конвейера уже сходит готовый продукт.

Представьте, что конвейер стал автоматизированным. Все операции выполняются роботами – станками и манипуляторами. Роботы запрограммированы раз и навсегда на выполнение конкретной операции в технологической цепочке. Если на транспортер конвейера ставили более мощный двигатель или рядом ставили еще один конвейер, оказывалось, что старые роботы уже сдерживают увеличение пропускной способности конвейера, независимо от числа линий. Поэтому в таких случаях каждый раз приходится менять роботов на более современных. Опять же, замена требовалась, если хотя бы чуть-чуть менялась технология обработки деталей.

Со временем инженеры так доработали роботов, что теперь стало возможно автоматически, во время работы, оперативно изменять их программу, в зависимости от того, какие детали находятся на конвейере и какие операции требуется выполнять. Кроме того, за процессом работы линий конвейеров стал наблюдать диспетчер, который следит за тем, правильно ли распределена загрузка входными деталями в соответствии с текущей производительностью роботов. Диспетчер сразу исправляет ситуацию так, чтобы не было ни простоев, ни завалов. Поэтому производительность труда на современных конвейерах многократно выросла.

Новая эпоха шейдерного графического программирования принесла не только улучшение качества графики, но и головную боль программистам и покупателям видеокарт.

Мало того, что программист должен был учитывать множество спецификаций, он должен был еще программировать физический опрос возможностей карты (так называемых capable bits) независимо от заявленной поддержки производителем карты на красочной суперобложке, чтобы убедиться, какую же программу подсунуть именно этой карте.

На этом месте статьи я остановился, никак не получалось решить – стоит ли описывать текстурирование, что повлечет необходимость более детального описания пиксельного шейдера, блендинга и фильтраций. Честно говоря, статья и так отняла много времени, поэтому после некоторых колебаний, я решил пропустить эти моменты, так как изначально все-таки стояла цель вводного ознакомления с DirectX, написанного простым языком. И, к тому же, есть масса доступных источников в интернете. Но, если появятся вопросы, – я постараюсь на них ответить.

Может возникнуть вопрос, если на видеокарте, поддерживающей DirectX 9, запускается старая программа, написанная без шейдеров и требующая наличия блока “T&L”, как она выполняется, ведь современные карты уже не содержат аппаратного “T&L”? Очень просто. Драйвер видеокарты различает такую ситуацию и имеет для этих целей простейшие шейдеры с обработкой в стиле а-ля “T&L”, что обеспечивает полную совместимость со старыми приложениями.

Что дает пользователю компьютера очередная версия DirectX?

Теперь, когда мы знаем, что такое DirectX, попробуем разобраться, с точки зрения пользователя-непрограммиста, а что нам дает каждая новая версия DirectX?
Ответ однозначен – НИЧЕГО! DirectX – это одновременно и инструмент и потенциал, который надо раскрыть. Это должны сделать и разработчики программы (программисты, администраторы, художники, музыканты, дизайнеры) и программисты – драйверописатели.

Чтобы раскрыть такой потенциал, нужно немало усилий по изучению нового API и возможностей видеокарт, написанию и отладке кода и его оптимизации, постоянное отслеживание производительности десятков типов видеокарт под последними драйверами, часто вносящими хаос в уже отлаженный под предыдущий драйвер код, нужно умение и способность выкроить чуть – чуть ресурсов для создания нового эффекта, под который их нехватило в предыдущей версии движка под предыдущую версию API. иначе зачем новый API, если все-будет выглядеть по старому? И стоит только выкроить полмиллисекунды на кадр, ее тут же забирают под дополнительные полигоны в сцене, и начинается все сначала. Проходит время. Уже анонсирована следующая версия DirectX.
Это была история о программистах из деревни Виллабаджо.

А в это время в деревне Виллариба программисты под OpenGL радуются и веселятся – смена поколения видеокарт не принесла им никах проблем со сменой API, только лишь возросло быстродействие! И они только что сделали классную новую игру! И не хуже последней игры, выпущенной в деревне Виллабаджо под DirectX!

Конечно, два предыдущих абзаца – шутка. Но в ней очень много правды.
Отметим, что арт-команда готова полностью загрузить следующие несколько поколений видеокарт уже сегодня. Но сегодняшные топовые карты это не осилят.

Можно поставить вопрос и по-другому, а чего не хватало программистам или в целом команде разработчиков в предыдущих версиях DirectX? Что же такого особенного дают новые версии, кроме беспокойства владельцу недавно купленной видеокарты?
Попробуем выяснить и это.

DirectX 10. Эволюционное обобщение пройденного

Здесь уже не обойтись без упоминания некоторых технических деталей, и я коротко перечислю существенные моменты, понимание которых не требует знания DirectX.

Внедрена новая модель драйвера Windows Vista Display Driver Model (WDDM). Чем стала плоха старая модель WDM, использовавшаяся в прежних версиях Windows, можно узнать по ссылке:
http://www.microsoft.com/whdc/driver/wdf/wdf-intro.mspx
а вот все о новой модели WDDM:
http://msdn2.microsoft.com/en-us/library/ms797619.aspx

Краткий комментарий.
Произошла полная виртуализация графической памяти. Набирающая силу тенденция виртуализации всего и вся наконец-то добралась и до видеоподсистемы компьютера в полную силу. Чем же она так хороша? Да многим, и с точки зрения безопасности, и с точки зрения размера адресного пространства. Теперь каждому окну приложения выделяется собственная виртуальная память в размере полного экрана, собственный рендеринг (впрочем, WDM – Windows Display Manager трогать не будем). Разрешение экрана 1280х1024 потребует более 5Мб видеопамяти. 10 открытых приложений займет под 60 Мб. Без виртуализации, особенно на карте со 128Мб это называется приехали. Так что очень полезная штука.

Появилась возможность переключения задач на ГПУ. Теперь есть возможность прервать выполнение основной графической задачи и быстро выполнить в фоне, к примеру, расчет какого-нибудь физического взаимодействия объектов. Причем предоставляется возможность и прерывания выполнения работы над примитивом или посреди выполнения шейдера, если это поддерживается видеокартой (так как это не является требованием DirectX 10).

WDDM разрешает совместное использование поверхностей DirectX между процессами, тоже очень неплохо, что появилась официальная поддержка.
По модели драйвера вроде все, что относится к драйверописателям, не трогаем.

Теперь вернемся к DirectX 10. Начнем с того, что у всех на слуху.
Введена унифицированная шейдерная архитектура. Все шейдерные блоки теперь равнозначны и они выполняют задачи в соответствии с текущей стадией конвейера. В видеокартах предыдущего поколения это тоже было ограничено возможно, но приходилось сильно извращаться.

Если теперь производитель карты заверяет, что его видеокарта поддерживает DirectX 10, то этому уже, наверное, можно поверить. По новой спецификации, такая поддержка означает полное соответсвие API – все, что запрограммировано правильно, должно выполняться на любом DirectX 10 железе. Другое дело, что карты все равно разные и обеспечивают разные возможности. К примеру, Радеоны включили аппаратную тесселяцию, что скоро станет требованием DirectX, а видеокарты Nvidia 86хх имеют несколько аппаратных отличий, выгодно отличающих их (конечно, временно, до выхода нового поколения карт) от топовых решений 88хх (к примеру, это позволяет им обращаться к атомам в технологии CUDA, чего лишены их более старшие собратья, есть и другие преимущества. Впрочем, это вряд ли компенсирует владельцам этих карт банальный разрыв в быстродействии).

Появилась новая стадия в конвейере – стадия исполнения геометрического шейдера. Что можно интересного запрограммировать в коде геометрического шейдера? Как и вершинный шейдер, он на входе получает вершины и вершины же выдает на выход, но появляются существенные отличия. Входными данными уже являются не обезличенные вершины в потоке, а вершины примитивов, то есть вершины треугольника, линии или точки, а также соответствующие примыкающие вершины (три на треугольник и две на линию). В выходном потоке стадия геометрического шейдера может генерировать дополнительные вершины, образующие коллекцию вершин (point list), ломаную линию (line strip), либо группу связанных треугольников (tristrip).
Выходной поток вершин стадии геометрического шейдера может быть направлен, как входной поток, на стадию растеризации, либо в буфер памяти, и тогда он снова может являться входным источником вершин для стадии исполнения вершинного шейдера.

Безусловно, операция крайне процессороемкая (имея в виду ГПУ) в плане создания на лету высокополигональной геометрии (особенно, если делать ее за один присест).

Примеры работы геометрического шейдера владельцы видеокарт последних серий могут посмотреть, скачав свежие SDK на сайтах производителей своих видеокарт.

Шейдерная модель получила номер 4.0.
Программный язык написания шейдеров – только НLSL (хотя по-прежнему можно подключать внешний байт-код).

Произошла унификация подхода к используемым ресурсам – все ресурсы могут быть деривативами только от текстуры или буфера памяти.

Соответствуют ли изменения от DirectX 9 к DirectX 10 революционному обновлению? Мое скромное мнение – нет, это большой шаг вперед, но по значимости он не дотягивает до действительно революционного скачка от DirectX 7 к DirectX 8. Тем более очень интересная особенность – динамическая смена задач на ГПУ – не относится к DirectX.

Что мы, как обычные пользователи, вправе ожидать от технологии DirectX, присутствующей на рынке 8 месяцев плюс год открытого предварительного тестирования?

Увы. Мое мнение такое. Самые новые игры под DirectX 9 напрягали соответствующие топовые видеокарты под завязку. Новые возможности API, теоретически давая очень интересный инструмент в руки разработчика, не позволят реализовать его полный потенциал на существующих топовых DirectX видеокартах (имеется в виду Nvidia 8800 и AMD 2900) так, чтобы это было играбельно.
То, что анонсируемые на этот год премьеры будут ориентированы на эти топы, понятно, но уровеь всеобщего ожидания и интерес к этим играм такой, что плохо быть сделанными они не имеют права. Значит, их будут делать хорошо, чтобы разница в передаче игровой атмосферы под DirectX 10 была бы заметна. При этом, чтобы обеспечить приемлимый фпс, наверняка частью красот придется пожертвовать. Миддл сектор в лице 8600 и 2600 отдыхает.

Но есть и хорошие моменты.
Во-первых, это только мое личное мнение, и я очень хочу, чтобы оно оказалось ошибочным (у меня самого пара 8600GT).
Во-вторых, наверняка будет много игр, не выжимающих все из железа, но реализующих какие-нибудь интересные возможности DirectX 10.
В третьих, скоро подоспеет новый топ от Nvidia. Но я не говорил, что это хорошая новость для всех.

Кстати, еще пара слов о конкурирующем стандарте графического API – OpenGL. Его глобальное обновление, с точки зрения временных рамок, вторично по отношению к DirectX, так как он уже ориентируется на те аппаратные изменения, которые производители делают для соответствия спецификации DirectX. Поскольку аппаратное обеспечение и при OpenGL и DirectX одинаково, принципиально эти технологии примерно равноценны, если говорить о потенциальном качестве картинки, а различия проявляются на уровне самого API, открытости кода, мультиплатформенности, способе принятия расширений стандарта и еще нескольких менее важных для конечного пользователя моментов.
Но вернемся к DirectX 10.1. Абсолютно ничего страшного не произошло, всего лишь мелкое эволюционное изменение, вполне соответствующее тем временным рамкам, которые были приняты между предыдущими обновлениями версий DirectX. Поскольку изменений не так много, я решил привести их все (хоть это и сугубо технические моменты), чтобы вы также смогли оценить размеры “катастрофы”.

Перевожу с английского, документация DirectX SDK за август 2007 года:

Direct3D 10.1 добавляет 3 новых API интерфейса. Они добавлены в Direct3D.1 DLL (D3D10_1.DLL и D3D10Core.dll), и будут доступны в Windows Vista Service Pack 1, а именно:
две новые функции D3D10CreateDevice1 и D3D10CreateDeviceAndSwapChain1 для создания интерфейса ID3D10Device1, который получил новые методы для создания интерфейса блендинга ID3D10BlendState1, поддерживающего независимые моды блендинга для каждой поверхности рендеринга и для создания интерфейса ID3D10ShaderResourceView1 c подержкой новых массивов кубических текстур (см. D3D10_TEXCUBE_ARRAY_SRV1).

Соответственно, появляется SM 4.1 для поддержки дополнительного метода работы с субресурсами и массивами кубических текстур.

Правда, к выходу Windows Vista Service Pack 1 список изменений может быть дополнен. Думается, что если бы Microsoft знала, какую волну подымет анонс и какой это найдет резонанс в среде технических дилетантов, она бы анонсировала его только вместе с выходом Windows Vista Service Pack 1, тем более, что всем кто следит за DirectX, о выходе версии DirectX 10.1 было известно давным-давно. Ни один разработчик не будет поддерживать DirectX 10.1 эксклюзивно, и если хочется поддерживать оба варианта, то никаких усилий для этого прикладывать не надо.

При написании статьи ни один сайт или любой другой информационный ресурс не пострадал от копипэйста или плагиата, за исключением нескольких строк, любезно предоставленных для цитирования компанией Microsoft.

Все написанное автором выражает только его личную точку зрения, которая может не соотвествовать объективной реальности. Свою точку зрения (по любому вопросу) автор с радостью и благодарностью изменит, если найдет ваши аргументы убедительными. Эти аргументы, критику, предложения и любые мысли вслух, имеющие какое-нибудь отношение к рассматриваемым вопросам, можно изложить здесь

Источник