逼真的3D游戏常常让我们废寝忘食,这些都应归功于显卡强大的3D运算功能。但操作系统和应用软件通常不能直接去使用显卡的3D加速功能,必须通过系统中的一个接口去调用,这就是OPENGL和D3D的作用。
DirectX是一种图形应用程序接口(API),并不是一个单纯的图形API,它是由微软公司开发的用途广泛的API,它包含有Direct Graphics(Direct 3D+Direct Draw)、Direct Input、Direct Play、Direct Sound、Direct Show、Direct Setup、Direct Media Objects等多个组件,它提供了一整套的多媒体接口方案。只是其在3D图形方面的优秀表现,让它的其它方面显得暗淡无光(PS:我们常将D3D和。微软将定义它为“硬件设备无关性”。Direct是直接的意思,X是很多东西,加在一起就是一组具有共性的东西。
简单的说它是一个辅助软件,一个提高系统性能的加速软件。从内部原理探讨,DirectX 就是一系列的 DLL (动态连接库),通过这些 DLL,开发者可以在无视于设备差异的情况下访问底层的硬件,DirectX 封装了一些 COM(Component Object Model)对象,这些 COM 对象为访问系统硬件提供了一个主要的接口。
DirectX的发展经历了1.0-10很多版本,现在我们在选购显卡的时候,经常听说“XX显卡不支持DX9.0”等等,显卡所支持的DirectX版本已成为评价显卡性能的标准之一。
现在就一起来回顾以下DirectX的发展历程。
DirectX 1.0
第一代的DirectX很不成功,推出时众多的硬件均不支持,当时基本都采用专业图形API-OpenGL,缺乏硬件的支持成了其流行的最大障碍。
DirectX 1.0版本是第一个可以直接对硬件信息进行读取的程序。它提供了更为直接的读取图形硬件的性能,使开发的游戏能实现对二维(2D)图像进行加速。不包括3D功能,还处于一个初级阶段。
DirectX 2.0
DirectX 2.0在二维图形方面做了些改进,增加了一些动态效果,采用了Direct 3D的技术。这样DirectX 2.0与DirectX 1.0有了相当大的不同。在DirectX 2.0中,采用了“平滑模拟和RGB模拟”两种模拟方式对三维(3D)图像进行加速计算的,正式踏入了3D领域。
DirectX 3.0
DirectX 3.0的推出是在1997年最后一个版本的Windows95发布后不久,此时3D游戏开始深入人心,而那时的3DFX公司是最为强大的显卡制造商,它的Glide接口自然也受到最广泛的应用,但随着3DFX公司的没落,Voodoo显卡的衰败,Glide接口才逐渐消失了。
DirectX 3.0是DirectX 2.0的简单升级版,它对DirectX 2.0的改动并不多。包括对DirectSound(针对3D声音功能)和DirectPlay(针对游戏/网络)的一些修改和升级。DirectX 3.0集成了较简单的3D效果,还不是很成熟。
DirectX 5.0
微软公司并没有推出DirectX 4.0,而是直接推出了DirectX 5.0。此版本对Direct3D做出了很大的改动,加入了雾化效果、Alpha混合等3D特效,使3D游戏中的空间感和真实感得以增强,还加入了S3的纹理压缩技术。
同时,DirectX 5.0在其它各组件方面也有加强,在声卡、游戏控制器方面均做了改进,支持了更多的设备。因此,DirectX发展到DirectX 5.0才真正走向了成熟。此时的DirectX性能完全不逊色于其它3D API,而且大有后来居上之势。
DirectX 6.0
DirectX 6.0推出时,其最大的竞争对手之一Glide,已逐步走向了没落,而DirectX则得到了大多数厂商的认可。DirectX 6.0中加入了双线性过滤、三线性过滤等优化3D图像质量的技术,游戏中的3D技术逐渐走入成熟阶段。
DirectX 7.0
DirectX 7.0最大的特色就是支持T&L,中文名称是“坐标转换和光源”。3D游戏中的任何一个物体都有一个坐标,当此物体运动时,它的坐标发生变化,这指的就是坐标转换;3D游戏中除了场景+物体还需要灯光,没有灯光就没有3D物体的表现,无论是实时3D游戏还是3D影像渲染,加上灯光的3D渲染是最消耗资源的。虽然OpenGL中已有相关技术,但此前从未在民用级硬件中出现。
在T&L问世之前,位置转换和灯光都需要CPU来计算,CPU速度越快,游戏表现越流畅。使用了T&L功能后,这两种效果的计算用显示卡的GPU来计算,这样就可以把CPU从繁忙的劳动中解脱出来。换句话说,拥有T&L显示卡,使用DirectX 7.0,即使没有高速的CPU,同样能流畅的跑3D游戏。这就是为什么玩大型3D游戏时显卡比CPU更重要的原因。
DirectX 7.0a
增强了力反馈游戏控制设备的性能和兼容性。
DirectX 8.0/8.0a
DirectX 8.0的推出引发了一场显卡革命,它首次引入了“像素渲染”概念,同时具备像素渲染引擎(Pixel Shader)与顶点渲染引擎(Vertex Shader),反映在特效上就是动态光影效果。同硬件T&L仅仅实现的固定光影转换相比,VS和PS单元的灵活性更大,它使GPU真正成为了可编程的处理器。这意味着程序员可通过它们实现3D场景构建的难度大大降低。通过VS和PS的渲染,可以很容易的宁造出真实的水面动态波纹光影效果。此时DirectX的权威地位终于建成。
DirectX 8.1
Pixel Shader升级到1.2、1.3、1.4版,可以支持最高每时钟28指令执行
DirectX 9.0
2002年底,微软发布DirectX9.0。DirectX 9中PS单元的渲染精度已达到浮点精度,传统的硬件T&L单元也被取消。全新的VertexShader(顶点着色引擎)编程将比以前复杂得多,新的VertexShader标准增加了流程控制,更多的常量,每个程序的着色指令增加到了1024条。SM2.0的shader性能更强,支持最高96指令的pixel shader长度,同时DirectPlay和一些音频方面也有大幅提升。



