DirectX

DirectX

DirectX并不是一個單純的圖形API，它是由微軟公司開發(fā)的用途廣泛的API，它包含有Direct Graphics(Direct 3D+Direct Draw)、Direct Input、Direct Play、Direct Sound、Direct Show、Direct Setup、Direct Media Objects等多個組件，它提供了一整套的多媒體接口方案。只是其在3D圖形方面的優(yōu)秀表現(xiàn)，讓它的其它方面顯得暗淡無光。DirectX開發(fā)之初是為了彌補Windows 3.1系統(tǒng)對圖形、聲音處理能力的不足，而今已發(fā)展成為對整個多媒體系統(tǒng)的各個方面都有決定性影響的接口。

DirectX 5.0
??? 微軟公司并沒有推出DirectX 4.0，而是直接推出了DirectX 5.0。此版本對Direct3D做出了很大的改動，加入了霧化效果、Alpha混合等3D特效，使3D游戲中的空間感和真實感得以增強，還加入了S3的紋理壓縮技術(shù)。同時，DirectX 5.0在其它各組件方面也有加強，在聲卡、游戲控制器方面均做了改進，支持了更多的設(shè)備。因此，DirectX發(fā)展到DirectX 5.0才真正走向了成熟。此時的DirectX性能完全不遜色于其它3D API，而且大有后來居上之勢。

DirectX 6.0
??? DirectX 6.0推出時，其最大的競爭對手之一Glide，已逐步走向了沒落，而DirectX則得到了大多數(shù)廠商的認可。DirectX 6.0中加入了雙線性過濾、三線性過濾等優(yōu)化3D圖像質(zhì)量的技術(shù)，游戲中的3D技術(shù)逐漸走入成熟階段。

DirectX 7.0
??? DirectX 7.0最大的特色就是支持T&L，中文名稱是“坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和光源”。3D游戲中的任何一個物體都有一個坐標(biāo)，當(dāng)此物體運動時，它的坐標(biāo)發(fā)生變化，這指的就是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；3D游戲中除了場景＋物體還需要燈光，沒有燈光就沒有3D物體的表現(xiàn)，無論是實時3D游戲還是3D影像渲染，加上燈光的3D渲染是最消耗資源的。雖然OpenGL中已有相關(guān)技術(shù)，但此前從未在民用級硬件中出現(xiàn)。在T&L問世之前，位置轉(zhuǎn)換和燈光都需要CPU來計算，CPU速度越快，游戲表現(xiàn)越流暢。使用了T&L功能后，這兩種效果的計算用顯示卡的GPU來計算，這樣就可以把CPU從繁忙的勞動中解脫出來。換句話說，擁有T&L顯示卡，使用DirectX 7.0，即使沒有高速的CPU，同樣能流暢的跑3D游戲。

DirectX 8.0
??? DirectX 8.0的推出引發(fā)了一場顯卡革命，它首次引入了“像素渲染”概念，同時具備像素渲染引擎(Pixel Shader)與頂點渲染引擎(Vertex Shader)，反映在特效上就是動態(tài)光影效果。同硬件T&L僅僅實現(xiàn)的固定光影轉(zhuǎn)換相比，VS和PS單元的靈活性更大，它使GPU真正成為了可編程的處理器。這意味著程序員可通過它們實現(xiàn)3D場景構(gòu)建的難度大大降低。通過VS和PS的渲染，可以很容易的寧造出真實的水面動態(tài)波紋光影效果。此時DirectX的權(quán)威地位終于建成。

DirectX 9.0
??? 2002年底，微軟發(fā)布DirectX9.0。DirectX 9中PS單元的渲染精度已達到浮點精度，傳統(tǒng)的硬件T&L單元也被取消。全新的VertexShader(頂點著色引擎)編程將比以前復(fù)雜得多，新的VertexShader標(biāo)準(zhǔn)增加了流程控制，更多的常量，每個程序的著色指令增加到了1024條。

??? PS 2.0具備完全可編程的架構(gòu)，能對紋理效果即時演算、動態(tài)紋理貼圖，還不占用顯存，理論上對材質(zhì)貼圖的分辨率的精度提高無限多；另外PS1.4只能支持28個硬件指令，同時操作6個材質(zhì)，而PS2.0卻可以支持160個硬件指令，同時操作16個材質(zhì)數(shù)量，新的高精度浮點數(shù)據(jù)規(guī)格可以使用多重紋理貼圖，可操作的指令數(shù)可以任意長，電影級別的顯示效果輕而易舉的實現(xiàn)。

??? VS 2.0通過增加Vertex程序的靈活性，顯著的提高了老版本(DirectX8)的VS性能，新的控制指令，可以用通用的程序代替以前專用的單獨著色程序，效率提高許多倍；增加循環(huán)操作指令，減少工作時間，提高處理效率；擴展著色指令個數(shù)，從128個提升到256個。

??? 增加對浮點數(shù)據(jù)的處理功能，以前只能對整數(shù)進行處理，這樣提高渲染精度，使最終處理的色彩格式達到電影級別。突破了以前限制PC圖形圖象質(zhì)量在數(shù)學(xué)上的精度障礙，它的每條渲染流水線都升級為128位浮點顏色，讓游戲程序設(shè)計師們更容易更輕松的創(chuàng)造出更漂亮的效果，讓程序員編程更容易。

DirectX 9.0c
??? 與過去的DirectX 9.0b和Shader Model 2.0相比較，DirectX 9.0c最大的改進，便是引入了對Shader Model 3.0(包括Pixel Shader 3.0 和Vertex Shader 3.0兩個著色語言規(guī)范)的全面支持。舉例來說，DirectX 9.0b的Shader Model 2.0所支持的Vertex Shader最大指令數(shù)僅為256個，Pixel Shader最大指令數(shù)更是只有96個。而在最新的Shader Model 3.0中，Vertex Shader和Pixel Shader的最大指令數(shù)都大幅上升至65535個，全新的動態(tài)程序流控制、 位移貼圖、多渲染目標(biāo)（MRT）、次表面散射 Subsurface scattering、柔和陰影 Soft shadows、環(huán)境和地面陰影 Environmental and ground shadows、全局照明 （Global illumination）等新技術(shù)特性，使得GeForce 6、GeForce7系列以及Radeon X1000系列立刻為新一代游戲以及具備無比真實感、幻想般的復(fù)雜的數(shù)字世界和逼真的角色在影視品質(zhì)的環(huán)境中活動提供強大動力。

??? 因此DirectX 9.0c和Shader Model 3.0標(biāo)準(zhǔn)的推出，可以說是DirectX發(fā)展歷程中的重要轉(zhuǎn)折點。在DirectX 9.0c中，Shader Model 3.0除了取消指令數(shù)限制和加入位移貼圖等新特性之外，更多的特性都是在解決游戲的執(zhí)行效率和品質(zhì)上下功夫，Shader Model 3.0誕生之后，人們對待游戲的態(tài)度也開始從過去單純地追求速度，轉(zhuǎn)變到游戲畫質(zhì)和運行速度兩者兼顧。因此Shader Model 3.0對游戲產(chǎn)業(yè)的影響可謂深遠。