Rozhraní DirectX 11 a jeho nejbližší budoucnost | Kapitola 8
Seznam kapitol
Grafické karty jsou dnes zřejmě nejviditelnějším kusem hardware, kdy se nové generace s vyšším výkonem a technologiemi objevují v téměř pravidelných časových odstupech. Nejskloňovanějším slovem tohoto roku a zřejmě i několika příštích let bude bezesporu DirectX 11 jako nejvíce prosazované API.
Vývojáři si už dlouhá léta stěžovali Microsoftu, že stávající algoritmy komprese textur jsou zastaralé a málo kvalitní. Existující interpolační paleta bloků byla jednoduchá. Také chyběla podpora pro HDR formáty, a výsledky multi-texturingu byly špatné a nekvalitní.
Na základě těchto nedostatků připravil tvůrce API do Direct3D 11 dva nové formáty komprese textur. První nese označení BC6 (BC6H - HDR) a druhý BC7 (LDR). Oba tyto formáty jsou v rozhraní striktně definovány a jejich specifikace musí být bezpodmínečně dodržena, není je tedy možné nějak interně poupravit pro použití i na starším hardware než je DX11.
První formát BC6 je určen pro scény s HDR (high-definition range), jde o ztrátový formát s kompresí 6:1 a šestnácti bity na kanál. Díky tomu by měl být efektivní a pro scény s vysokým použitím HDR světel nabízet i dostatečnou kvalitu, i když s jistou ztrátou kvality vůči originálu. Druhý formát BC7 je určen pro LDR (low-dynamic range) a nabízí kompresi 3:1 pro RGB a 4:1 pro RGBA škálu. Výsledná kvalita by měla extrémně vysoká, nesrovnatelná se staršími kompresními algoritmy. Podívejme se na příklady a srovnání.
U HDR scény se hledají rozdíly po použití BC6H těžko, po detailním zkoumání jsou ale vidět
Rozdíl mezi výsledkem staršího BC3 a BC7 je patrný
Order Independent Transparency (OIT)
Novinkou v DX11 je také "Na pořadí nezávislá průhlednost". Přinést by měla efektivnější renderování překrývajících se průhledných objektů. Typickými příklady jsou oheň, kouř, vlasy, oplocení, voda a sklo. Ulehčit DX11 hardware může v tomto případě možnost výpočtů skrze Direct Compute. Podívejme se na příklad:
Nalevo (horní obrázek) je průhledný objekt vytvořený pomocí techniky OIT, vidět lze jen to, co by viděl pozorovatel ve skutečnosti. Všechny normálně neviditelné části jsou skryté. Napravo je starší způsob metodou Alpha Blending. Skrze postavu prosvítají objekty, jako ruka nebo část kostry, které by měly zůstat skryté. Rozdíl je patrný na první pohled. Druhý obrázek ukazuje kompletního robota (pro zvětšení klikněte).
Depth of Field
Pojem Depth Of Field (hloubka ostrosti) je u her skloňován už dlouho. Hlavní smysl je upravit obraz na monitoru blíže vlastnostem lidského oka. Všechny objekty před, a za zaostřeným bodem by se měly touto technikou rozmazat, jako v reálném světě. U rozhraní DX11 byla tato technika opět vylepšena. Nalevo je obrázek vytvořený na DX11 hardware novou metodou Filter spreading, napravo je původní scéna vytvořená dnešními metodami. Na pravém obrázku mají části moc tvrdé hrany (pestík) a nepatřičný světelný obrys kolem květu. Pro zvětšení klikněte na obrázek.
Vylepšené stíny
Maximální kvalita Ambient Occlusion (Reálné okolní osvětlení) byla pod DX10 dosažitelná metodou HBAO, s Direct3D 11 je možné využít pokročilejší techniku HDAO (High Definition Ambient Occlusion). Vylepšení jsou ale spíše kosmetická, techniky HBAO a HDAO jsou kvalitativně hodně podobné.K Ray-tracingu má stále ještě hodně daleko, jistý malý pokrok k lepšímu vizuálu tady přeci jen je. Efektu je dosaženo detekováním míst, kde se předpokládá nižší intenzita dopadu světla (zde nazváno "údolí"), která se poté zatemní podle jejich hloubky. V praxi to vypadá následovně ..
Základní scéna
Po zapnutí HDAO, je scéna "ohledána" a místa k zatemnění označena v HDAO Bufferu
HDAO Buffer se poté aplikuje na finální scénu (klikněte pro zvětšení)
Dalším vylepšením, se kterým se časem setkáme ve většině DX11 her, jsou stíny Contact Hardened. Tato funkce je zde demonstrována na obrázcích ze hry S.T.A.L.K.E.R. Běžné stíny jsou na levém obrázku, nové na pravém. Pokud se pozorně na obrázky podíváte, stín na pravém obrázku je ve středu tmavší a směrem k okrajům se zesvětluje, což věrněji reprezentuje realitu.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
