DirectX 12新技术大猜想：此诚危急存亡之秋也！_3DM单机

盖帝创业未半而中道归隐，今三分天下，此诚危急存亡之秋也。——《三机演义·后出师表》

如果以后的史书这么形容DirectX 12（以下简称DX12）面临的形势，有些人也许就不同意了，人家微软在PC市场还是绝对主流好不好?没错，PC上即便两三年不升级DX12也没谁能夺得了微软的主导权，但是我们把眼光放长远点。

移动平台现在是OpenGL ES的天下，Android及iOS莫不如是，微软虽有WP及Surface RT，但是影响力着实有限;主机平台，Xbox与PS也只能说是平分秋色，微软新一代Xbox One还不占上风。就算是说到大本营，PC平台也不是那么安稳的，AMD都在PC平台推自家的Mantle了，Valve还准备用Linux平台造PC的反，DX标准再不推陈出新，微软真没有危机吗?

我相信有，而且微软就算反应再迟钝，这些变化也不可能觉察不到，大概也不会任由这些厂商跳到自己头上耍威风，反击是免不了的。在沉寂了5年多之后，微软终于正式公开DX12的存在了，而它也将成为微软谋划未来几年在桌面、移动及主机平台的一副好牌。

由于DirectX 12只是公开了消息，并没有详细的资料，即便有，枯燥乏味的技术名词对我们来说也没存在感。不过我们可以从这几年来的发展及要求来逆向推测一下微软的DirectX 12到底应该在什么地方加强，这要比单纯的技术介绍更有意义。

DirectX 12新技术大猜想

1、支持移动GPU，软硬件平台大一统

微软的DX规范在PC平台是绝对的一哥，但在方兴未艾的移动市场上，DX并不是主流，OpenGL ES才是，包括安卓和苹果的iOS平台都支持这一标准，微软在WP手机、Surface RT平板上倒是力推DX标准，但是后者的影响力太低，而且现在的DX11规范也没有针对移动平台优化，只能等DX12新一代标准了。

此外，在传统的合作伙伴AMD、Intel及NVIDIA之外，高通的名字也首次列入其中，他们是移动处理器厂商，是微软在WP手机上的合作伙伴。联系到这两点，不难猜测微软的DX12也准备在移动平台发力了，兼顾PC、移动及主机三大平台。

再往前看，自从鲍帝让位、纳帝登基之后，微软在移动平台准备打个翻身仗了，而且不限于手机、平板这些市场，微软准备把Xbox主机、WP手机、Surface平板及桌面PC连成一体，代号Threshold的Windows 9系统就会考虑多平台融合的问题，而作为底层API的DX规范自然也要跟进大战略。

在此之前，微软的Xbox主机已经采用了PC架构，Surface Pro平板本来就是PC架构，Surface RT及WP手机是以ARM为基础的，但是现在有了高通，DX12显然会支持更多的移动GPU，大一统的目标虽然还远，但现在正朝着这个目标一点点前进。

实际上就在MSDN的官方页面上，微软在发布公开DX12规范之后也悄悄改变了页面设计，增加了Xbox One的图标，之前是没有的。

2、优化硬件底层，学学Mantle亦无妨

在微软确认GDC大会上公开DX12之后，大部分媒体和分析人士都认为DX12会在硬件底层优化下下功夫，直接点说就是类似AMD的Mantke优化那样。实际上微软自己也提到了这个问题，他们在官方公告中说到：

“对PC游戏工业来说，驱动层间接代价（Driver overhead）已经成为一个令人沮丧的问题。在桌面电脑上，它降低了游戏帧数，而在移动系统上，它不仅降低了帧数，也减少了续航时间。在这堂课程上，来自AMD的Graham Sellers、Intel的Tim Foley、NVIDIA公司的Cass Everitt、John McDonald将会讲解OpenGL中已把Driver overhead降低多达10倍的高级概念，这些技术适用于各个开发商及多个平台，他们还会现场演示实际的Demo。”

这番表态意味着微软也认识到了现在的硬件与API之间欠缺优化，CPU导致的间接成本已经不可接受，限制了GPU性能发挥，而GDC大会上他们会讨论这些问题，新一代DX规范理应在这个问题上作出改进。

不管DX的底层API是微软自己开发的，还是分享自AMD，这总归是好事。此前Mantle版《男友4》的实测也证实了，Mantle优化对提升性能还是有效果的，平均能提升7-10%，高端显卡中甚至能提升60%以上。简单的一个API优化就能有如此幅度的性能提升，这可比架构升级有效多了。

AMD推出的Mantle只能由A卡玩家享受，虽然AMD保持开放性，但是NVIDIA并不接招，而DX12一旦支持了类似的底层优化了，NVIDIA显然就能名正言顺地支持了，N卡玩家也能享受到类似的优化效果了。

AMD的Mantle API值得微软借鉴

3、提升GPU通用计算，HSA、CUDA靠边站?

由于设计目标不同，GPU的并行计算能力要远远高于CPU，目前桌面级的高端GPU浮点性能可达5000GFLOPS，是四核处理器的几十甚至几百倍，不玩游戏的时候，这样强大的浮点性能就有点浪费了，所以GPU通用计算也是这几年来的研究热点。

DX11规范中微软已经加强了GPU通用计算的支持，不过这几年来情况又有了新的变化。AMD、Intel的处理器中CPU与GPU的融合程度越来越高，AMD还推出了hUMA统一内存及hQ统一队列等技术，并主导HSA基金会一同推进GPU通用计算。Intel及NVIDIA方面也有各自的算盘，大家的目标都是差不多的。

在这样的情况下，微软也要加强DX规范在GPU通用计算上的支持了。此前在DX10及DX11中有推Direct Compute计算，这是一种基于HLSL（用于DX的高级渲染语言）的运算，AMD在《古墓丽影》中使用的TressFX特效就使用了Direct Compute技术，这种通用的技术好处之一就是不挑硬件平台，AMD及NVIDIA的显卡都可以支持。

微软在DX12中有可能推出Direct Compute 6.0，当然它也不会真的让HSA、CUDA靠边站，毕竟GPU通用计算有不同的标准，除了这些还有OpenCL之类的，大家在不同的领域和层面上相安无事，共同推进GPU通用计算大目标而已。只不过微软主推的DX标准更容易得到AMD、NVIDIA的共同支持，对大家都更有利一些。

4、改进纹理渲染技术，动态纹理何如?

图形渲染本来是DX规范中的核心，不过新的图形技术反倒是这几个猜想中最不明确的一个，因为DX11之后的这几年并没有听说新出了什么3D技术，这不是说3D技术停步不前了，只不过是没有形成DX11中“曲面细分”那样有代表性的升级罢了。

3D技术日新月异，但是形成规范并不是一蹴而就的事，“曲面细分”成为DX11标准之前也是经过了多年发展的，这得有个技术成熟的过程。（这里欢迎专业3D技术人员指正，许多先进的3D技术并不一定在媒体上经常曝光）

从《孤岛危机》及《泰坦陨落》这两种不同的游戏来看，开发商只要舍得高精度建模，不论是CryEngine这样的高科技引擎还是Source这样的经典引擎，实现精美的画质都是可行的，问题在于硬件需求及游戏速度。在这一点上，私以为卡马克提出的“Mega Texture”技术是个不错的思路，这是一种动态贴图管理技术，可以让显卡根据画面需要动态装载、动态卸载渲染资源，好处是可以解放美工的工作量，降低显卡的硬件需求。

这项技术早在《DOOM》系列中就有过应用，后来的《Rage》游戏也应用了这个技术，虽然这款游戏在市场上并不算成功，不过Mega Texture在技术上还是很有启发的。

此前在DX11.2的升级中，微软已经支持Tiled Resource贴图，而AMD提出的方案是PRT（Partially-Resident Texture,部分常驻纹理），这种贴图技术就跟ID的Mega Texture技术有相通之处，而在DX12规范中，不管微软会不会推出类似或者更高级的纹理技术，DX12的纹理渲染技术和性能都应该会有提升。

DX11.2中开始出现类似的贴图技术

5、更先进的4K、3D显示等新技术支持

除了上面提及的几条重大技术事项之外，DX12规范还应该会照顾一下辅助性的新技术，比如4K显示、3D立体等等，实际上之前的DX11.1升级中就涉及了3D立体显示的问题，而今年的廉价4K显示器也多了起来，三星的28寸U28D590D、戴尔的P2815Q都已经开卖，售价都在4000-5000元之间，随着更多显示器及面板厂商的介入，4K显示器的价格肯定会大幅降低的，今年底就可能降至3000元内。

总结：微软DX大融合，多平台并发

从DX9.0之后，每一代的DX规范升级周期大约都在4-5年之间，DX12同样也要前瞻未来四五年的技术及市场，移动平台依然会继续火下去，多种娱乐平台的交互也会越来越强，手机、平板、主机与PC如果使用统一的图形API开发，交互起来也会更容易，这也是DX12规范传达出的第一个关键更新。

作为横跨硬件与软件的“桥梁”，DX图形规范理应发挥更好的衔接作用，但是之前的设计在新一代硬件上是有脱节的，这也是AMD发展Mantle优化的原因之一，越先进的GPU所受限制也越多，发挥不出应该的效能，微软现在也注意到了开发者的需求，从官方的表态来看DX12显然也会做出改进，简化开发，释放GPU应用的潜能，提升游戏性能。