使用directx11实现高质量图形效果@CGDC4

来源：互联网发布：英语聊天软件编辑：程序博客网时间：2024/05/16 14:52

High Quality Graphic Effects using DX11@CGDC4

这个文章是让我感觉到nv诚意的一个文章，巨多的到中国来做presentation的都是把gdc上的文章再讲一遍，nv则讲了不少新的东西。

主力也都到场，也分享了很多知识。

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DirectCompute

direct compute是dx11相比之前版本的最根本性的变化。

以更加接近cpu的方式来做运算：需要改变思维了，天空可以说变得更宽了
- 做一些通用运算
- 可以运行在任意线程上（也就脱离了graphics pipeline的限制）
- 对d3d资源的访问也没有变少
访问buffer如同访问内存，不再像原来是sampling的方式，不过memory layout和访问地址的计算也要自己搞了
atomic operation
- 支持，但是也是有额外消耗的
- 用来做thread之间的数据交互
memory的一些东东
Memory Space
Speed
Visibility
Global Memory(Buffers, Textures, Constants)
Longest Latency
All Threads
Shared Memory(groupshared)
Fast
SingleGroup
Local Memory(Registers)
Very Fast
Single Thread
内存的效率上和cpu上类似，也要关注cache效率等
- 但是如果读取方式类似texture，那就用texture的方式读取内存是最好的
指令执行的时候遇到branch也会有mask，但不会像cpu做的那么好了
理论上thread是格子运行的，实际上硬件里是论组（叫warp）来执行的
- nv上warp size是32
context switch&dependency
- 如果数据有dependency的话，会有一些stall来确保之前的数据有被完成写入，后面的会read到正确的数据。
- compute mode和graphci mode的切换会造成context switch的开销

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HBAO

也是一种screen space ambient occlusion，以前nv的ppt里面也介绍了。

直接看direct compute的优势吧，graphics pipeline在做高斯blur这种卷积运算的时候texture的访问量是pixel_num*kernel_size

但是在direct compute中因为有shared memory的存在，一个thread group中存在大量的可以共享的texture 访问，那么就可以通过shared memory进行共享，那么issue出去的实际sample量就会大大降少。

实际做下来的数据是：

1280x720

CS/PS

Full-res AO

426 fps

255 fps

1.67x

Half-res AO

593 fps

496 fps

1.20x

1600x900

CS/PS

Full-res AO

311 fps

168 fps

1.85x

Half-res AO

461 fps

368 fps

1.25x

可以说优势还是很明显的，这个就是一个典型例子，硬件在频率没有发生变化，但是在算法级别上有提升，仍旧会带来巨大的不同，这个也是pc的硬件能力要超越console很多才会打平手的原因所在。

这样的计算不用经过rasterizer，所以很适合compute shader来做的。

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OpacityMapping

这样一个效果，很多particle在里面。

常用技术就略过吧，里面几个做法和思路挺好的：

low res buffer render
- 这个是一个最常用的做high fill rate feature优化的方法，但是大家都受low res depth和high res depth不匹配的困扰，在uncharted2这样的游戏甚至都存在
- nv的解决方法是：nearest depth up sampling,
  - 把high res depth和low res depth做比较，几个点中肯定会有matching的点，就用这个
- 使用GatherRed可以很快的sample 2x2的low res depth

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StochasticTransparency

主要讲一个order independent transparency算法，当然也是基于dx11 feature的。

传统的一个做法是screen door transparency，但是噪点比较严重。

stochastic transparency的思路是和screen door transparency一个方向，使用sub pixel来做transparency，但是实践上是使用8xmsaa buffer，使用coverage mask（也就是SV_Coverage）滤掉一部分sub pixel，剩下的比如3个pixel就sum_color*(3.0f/8)即可。

效果效率都比较好，实现起来也简单。

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FXAA&Nsight

这个没有太多好说的，fxaa速度比mlaa快，但是实际用下来效果没有mlaa好

nsight逐渐变成nv主打，即便有些问题解决也是时间问题，dx9永远不会支持了