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作为次世代游戏图形API，DirectX 12 Ultimate带来了哪些“黑科技”？

_本文原始标题：作为次世代游戏图形API ， DirectX12Ultimate带来了哪些“黑科技”？
今年3月 ， 微软正式发布了新一代游戏图形API：DirectX12Ultimate ， 而NVIDIA在第一时间表示旗下RTX系列显卡都将完美支持 。 资深玩家都知道 ， 自从DirectX7.0开始 ， 每一代DirectX的版本更新都会带来图形技术的重大升级（例如DirectX7.0首次支持硬件T&L、DirectX8.0/8.1开始支持PixelShader&VertexShader……） ， 那么这一次的DirectX12Ultimate（以下简称DX12U） ， 相对DX12有些什么升级 ， 又带来了什么次世代的黑科技呢？
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四大重点黑科技 ， DX12U升级很实在
作为次世代游戏图形API，DirectX 12 Ultimate带来了哪些“黑科技”？
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这一次DX12U主要带来了四大“黑科技”升级 ， 包括光线追踪从DX12支持的DXR1.0升级到了DXR1.1、支持VariableRateShading（VRS、可变速率着色）、支持MeshShader（网格着色器）和支持SamplerFeedback（采样器反馈） 。 实际上 ， NVIDIA的RTX系列显卡早已支持这些技术 ， 而DX12U只是把这些技术吸纳成了自己的标准而已 。 当然 ， 这也就意味着必须完全支持这些技术的显卡 ， 才能说自己是DX12U显卡 ， 在这方面NVIDIARTX系列显卡明显走在了业界前面 。
DXR1.1（光线追踪）
相对于DX12已经支持的DXR1.0来讲 ， DXR1.1的光线追踪效果更加逼真 ， 可以为玩家提供更加出色的游戏视觉体验 。
VRS（可变速率着色）
在非主体画面部分进行选择性的渲染 ， 从而降低显卡渲染负载 ， 在不影响玩家视觉效果的前提下大幅提升游戏帧速 ， 让玩家获得更流畅的游戏体验 。
MeshShader（网格着色器）
一种由GPU根据距离远近全面调控物体的渲染细节与曲面细分精细程度的新算法 ， 可以降低GPU的负载 ， 从而提升游戏帧速 。
SamplerFeedback（采样器反馈）
通过让着色器更智能地加载画面数据 ， 得到更加流畅顺滑的游戏画面表现 ， 有效减少卡顿和对象模糊 。
这四大技术当中除了大家都很熟悉的光线追踪之外 ， VRS最近也终于实装到了游戏之中 ， 《文明6》和《德军总部：新血脉》最新版本就支持此功能 ， 因此NVIDIA的RTX显卡可以在这两款游戏中获得更好的性能表现 。 那么接下来我们就着重介绍一下VRS到底是如何工作的 。
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VRS是如何提升游戏帧速的？
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通过智能调节GPU渲染方式 ， 在不影响玩家观感前提下降低GPU计算量从而提升游戏帧速
前面介绍过 ， VRS全称为VariableRateShading ， 也就是可变速率着色 。 如果大家觉得“着色”这个词不太好理解的话 ， 那么把Shading翻译为遮蔽、渲染 ， 可能就比较好懂了 。 VRS这项技术其实是随NVIDIA图灵GPU一起推出的 ， 它曾经被称作英伟达ContentAdaptiveShading（CAS）技术 ， 也就是画面自适应着色 。 不过图灵GPU推出时 ， 大家都在关注最具革命性意义的“光线追踪” ， 所以VRS反而被忽视了 。
VRS是一种在图灵GPU上使用的全新渲染方式 。 我们都知道 ， 游戏画面其实是一个个的像素点组成的 ， 而对于传统的渲染方式来说 ， 每个像素都是单独着色（渲染）的 ， 而VRS则不同 ， 它将多个像素进行合并着色 ， 从而减少着色器的渲染量 ， 减少GPU压力 ， 从而提升游戏帧速 。 当然 ， 这样的操作肯定会带来画面质量的下降 ， 所以VRS提供了1×1、1×2、2×1、2×2、4×2、2×4、4×4等多种着色方式 ， 也就是由多种“多像素合并着色”的方式 。 利用可变速率着色 ， GPU只需要通过一此像素着色器操作即可给多个像素块进行着色 。 例如 ， 着色一个2×2像素块只需一次操作 ， 而传统方式则需要4次着色 ， 这就大幅降低了GPU的运算压力 。
那么由此带来的画面渲染精度下降怎么解决呢？我们知道 ， 在玩游戏时 ， 人眼会重点关注游戏画面的主体部分 ， 所以GPU就会对此部分用单像素着色的方式进行渲染以保证画面精度 ， 而远景、快速变化的画面部分容易被人忽视 ， 就采用多像素合并的方式渲染 ， 降低GPU压力 ， 这就是所谓的可变速率方式 。 此外 ， NVIDIA同时也提到 ， 针对文字画面这些需要高清晰度的部分 ， 开发者同样应该采用单像素方式进行渲染 。
接下来 ， 我们就一起来看看NVIDIARTX显卡在支持VRS技术的游戏中实战表现如何吧 。
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选择这款RTX甜品卡 ， 完美支持DX12U
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技嘉RTX2060SUPERGAMINGOC3X8G是一款性价比非常突出的甜品级DX12U显卡
为了照顾大多数主流玩家的装机预算 ， 我们选择了来自技嘉的RTX2060SUPERGAMINGOC3X8G显卡体验VRS技术 ， 该显卡是市售RTX2060SUPER显卡中的甜品爆款之一 ， 如此一来玩家不用花太多的预算 ， 就能一步到位享受DX12U先进技术带来的出色画面与流畅帧速 。
技嘉RTX2060SUPERGAMINGOC3X8G延续了家族化的设计风格 ， 在提供良好做工和稳定性的同时 ， 性价比方面也更加突出 。 其供电部分采用了6+2相设计 ， 配合长寿命电容、合金电感、低电阻式晶体管等超耐久用料 ， 提供强悍的供电性能和更长的使用寿命 。
散热部分 ， 该显卡采用了4条结合传统沟槽式和铜粉烧结式热管优点的复合式直触热管 ， 通过双重传导媒介 ， 将热量更快速地导出 。 风扇部分 ， 它采用了技嘉独有的正逆转气流导向风扇设计 ， 3个刀锋式风扇中位于正中央的风扇旋转方向与左右两个风扇相反 ， 能将气流导向同一方向 ， 加强风压、减少扰流 ， 提升整体散热性能 。 硬件规格部分 ， 技嘉RTX2060SUPERGAMINGOC3X8G的核心频率达到1710MHz ， 这也比公版高了许多 ， 能够提供更好的游戏性能 ， 对于大型3D游戏来说 ， 高频率会有更好的表现 ， 这在目前甜品级DX12U显卡中也显得很抢眼 。
【作为次世代游戏图形API，DirectX 12 Ultimate带来了哪些“黑科技”？】04
VRS实战体验：帧速提升 ， 画质几乎没影响
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《德军总部：新血脉》是目前支持VRS技术的代表作之一
测试平台
处理器：Intel酷睿i510600K
内存：技嘉AORUSDDR432008GB×2
主板：技嘉Z490AORUSXTREME
显卡：技嘉RTX2060SUPERGAMINGOC3X8G
硬盘：技嘉AORUSNVMeGen41TB
电源：技嘉AP850GM
操作系统：Windows1064bit2004专业版
目前VRS实装的零售版游戏有《德军总部2》和《德军总部：新血脉》 。 这里我们使用《德军总部：新血脉》进行体验 ， VRS在游戏中的设置名为“NVIDIA自适应阴影” ， 我们可以通过开启与关闭VRS来看看此项技术 。 在游戏设置中 ， 同为智能渲染技术的VRS与DLSS不能同时使用 ， 只能二选一 ， 所以我们的VRS体验在关闭DLSS的情况下完成 。
作为次世代游戏图形API，DirectX 12 Ultimate带来了哪些“黑科技”？
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游戏中的VRS默认分了性能、质量和平衡三个档次 ， 当然也可以手动调节参数 。 我们主要选择了质量模式和性能模式进行体验 。 从游戏自带的Benchmark测试结果来看 ， 开启VRS的两种模式 ， 游戏帧速都会有一定程度的提升 ， 性能模式帧速最高 ， 质量模式帧速略低一点点 ， 但差距比较小 。 当然 ， Benchmark模拟的场景同时包含了物体很多的复杂环境和物体较少的简单环境 ， 而VRS在简单场景下对帧速提升的效果会更高 ， 这种场景才是VRS发挥的理想环境 。 总的来说 ， 开启VRS确实对游戏帧速有一定的帮助 ， 随着游戏引擎优化的不断进步 ， 这个提升幅度会不断增加 。 同时 ， 我们也看到技嘉RTX2060SUPERGAMINGOC3X8G在运行开启光线追踪特效的《德军总部：新血脉》时 ， 流畅度是令人满意的 ， 即便是2K分辨率+最高画质 ， 也可以轻松保持60fps以上的帧速 ， 非常适合尝鲜光线追踪游戏大作的主流级玩家 。
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将截图放大仔细观察 ， 才能看到开启VRS后略微降低了渲染精度 ， 在正常游戏中无法觉察
那么VRS对于游戏画质的影响大不大呢？我们通过放大游戏截图来观察 ， 发现即便是专注提升帧速的VRS性能模式 ， 渲染精度也只是轻微降低 ， 必须要仔细比较 ， 才能发现与关闭VRS的画面区别 。 从这一点来看 ， 我们也强烈建议玩家在游戏中开启这项功能 ， 从而获得更流畅的游戏体验 。
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选择NVIDIARTX显卡 ， 轻松应对DX12U次世代游戏
微软DX12U已经发布了一段时间 ， 现在更新到Windows1064bit2004版的玩家已经可以体验到了 ， 而未来的游戏大作一定会支持DX12U ， 其中的光线追踪、VRS等技术都需要可以完全支持DX12U的NVIDIARTX20系列显卡来提供最佳体验 。 对于主流玩家来讲 ， 现在入手GeForceRTX2060SUPER这样的甜品级DX12U显卡是非常合适的 ， 而技嘉RTX2060SUPERGAMINGOC3X8G不管是性能、做工还是散热设计都是市售RTX2060SUPER中的代表作 ， 值得玩家优先考虑 。


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