DX10 – новые возможностии вопросы производительности

DX10
Много новой функциональности
Не только геометрические шейдеры
Возможность перестроить ваш графический движок
Мотивация к созданию новых эффектов

Outline
D3D10 API
Ресурсы и представления
Инстансинг
Геометрические шейдеры и stream out
Массивы текстур и другие возможности

10 > 9 !
Новый, компактный API
Меньше HRESULT, больше void
Стейт-объекты
Новая модель драйвера
Позволяет значительно сократить CPU overhead
Виртуализация ресурсов
Больше нет lost devices!
Новый уровень программируемости
Унифицированные шейдеры (SM 4.0)

D3D9
Вершинный шейдер
Видеопамять
Текстуры/RT
Текстуры/RT
VB/IB
VB/IB
Сборка примитивов
Растеризация
Пиксельный шейдер
Операции
с буфером кадра

D3D10
Вершинный шейдер
Видеопамять
Сборка примитивов
Растеризация
Пиксельный шейдер
Операции
с буфером кадра

D3D10
Вершинный шейдер
Видеопамять
Сборка примитивов
Растеризация
Пиксельный шейдер
Операции
с буфером кадра
Input Assembler (IA)

D3D10
Вершинный шейдер
Видеопамять
Растеризация
Пиксельный шейдер
Операции
с буфером кадра
Input Assembler (IA)
Геометрический шейдер

D3D10
Вершинный шейдер
Видеопамять
Растеризация
Пиксельный шейдер
Операции
с буфером кадра
Input Assembler (IA)
Геометрический шейдер
Stream Out

D3D10 API
ID3D10Device::IA… ? Input Assembler
ID3D10Device::VS… ? Vertex Shader
ID3D10Device::GS… ? Geometry Shader
ID3D10Device::SO… ? Stream Output
ID3D10Device::RS… ? Rasterizer Stage
ID3D10Device::PS… ? Pixel Shader
ID3D10Device::OM… ? Output Merger

Забудьте про CapsBits!
Вся функциональность всегда присутствует
Большинство форматов всегда поддерживается
есть исключения ? блендинг RGB32F
Поддержка форматов проверяется вызовом ID3D10Device::CheckFormatSupport

Настройка конвейера D3D10
Настройки конвейера сгруппированы в стейт-объекты
Больше нет SetRenderState(…)
Драйвер может эффективно кэшировать состояния конвейера
4096 стейт-объектов каждого типа
ID3D10Device
ID3D10InputLayout
ID3D10RasterizerState
ID3D10DepthStencilState
ID3D10BlendState
ID3D10SamplerState

Ресурсы D3D10
Буферы
~Последовательный доступ
Элементы могут быть разного типа/размера
Текстуры
Произвольный доступ
Состоят из суб-ресурсов
Тип элементов указывать необязательно
Виртуализированы OS
ID3D10Buffer
ID3D10Texture1D
ID3D10Texture2D
ID3D10Texture3D
ID3D10TextureCube
ID3D10Resource

Типы доступа к ресурсам
D3D10_USAGE_DEFAULT
Обновляется редко, маппинг невозможен
D3D10_USAGE_DYNAMIC
Обновляется часто, CPU имеет прямой доступ
D3D10_USAGE_IMMUTABLE
Никогда не обновляется
D3D10_USAGE_STAGING
Используется для получения данных из GPU

Представления (view)
Позволяют по-разному интерпретировать данные в ресурсах
Рендеринг в VB/IB
Рендеринг в константы шейдера
Использование stencil-буфера как текстуры
Позволяют получить доступ к суб-ресурсам
Рендеринг в отдельные mip-уровни
ID3D10ShaderResourceView
ID3D10RenderTargetView
ID3D10DepthStencilView

Методы Draw() в D3D10
Draw(…)
DrawInstanced(…)
DrawIndexed(…)
DrawIndexedInstanced(…)
DrawAuto(…)
Используется вместе с StreamOut

Инстансинг в D3D10
Полноценная поддержка в API
Рендеринг без инстансинга – просто частный случай
Другие возможности D3D10 делают инстансинг еще более полезным
Геометрические шейдеры
Массивы текстур
Stream Out
Instance ID

Геометрический шейдер (GS)
Программируемость на этапе “сборки примитивов”
Можно создавать новые примитивы!
Имеет доступ к соседним примитивам
Может использовать семантику SV_PrimitiveID
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
Triangles with adjacency
Lines with adjacency

Геометрический шейдер (GS)
[MaxVertexCount(10)]
void GS_Simple(lineadj VSOut In[4], inout TriangleStream
Stream)
{
GSOut v;
…
Stream.Append(v);
…
Stream.Append(v);
…
Stream.RestartStrip();
…
Stream.Append(v);
}

Примеры использования GS
Генерирование shadow volume “на лету”
Определяем ребра силуэта, генерируем грани
Motion Blur
Считаем локальные скорости, генерируем дополнительную геометрию
Изо-поверхности на GPU
GDC’06, “Practical Metaballs and Isosurfaces”

Геометрический шейдер (GS)
Количество выходных атрибутов ограничено
Максимум - 1024 скалярных атрибута в D3D10
Не используйте для тесселяции!
Старайтесь не использовать большие значения MaxVertexCount

Stream Out
Возможность записи результатов работы GS в вершинный буфер
Или VS если GS отсутствует
Всегда выводятся списки примитивов
Дает возможность повторно использовать результаты работы GS/VS

Массивы текстур
Могут быть динамически индексированы из шейдеров
Текстуры для инстанцируемых объектов
SV_InstanceID можно использовать в качестве индекса

Рендеринг в массив текстур
Массивы текстур могут использоваться как RT через ID3D10RenderTargetView
В GS переменная с семантикой SV_RenderTargetArrayIndex определяет индекс render-текстуры в массиве
Можно использовать для рендеринга в cubemap в одном прохоже
Не то же самое, что MRT!
Каждый примитив из GS проходит растеризацию и PS

Прощай, Fixed Function!
Нет тумана...
...Эмулируем в VS/PS
Нет point-спрайтов...
...Используйте GS для создания геометрии
Нет плоскостей отсечения...
...Используйте семантику SV_ClipDistance[n] в VS/GS
Нет альфа теста!
...Используйте инструкцию clip() в пиксельном шейдере
См. пример FixedFuncEMU в DX10 SDK

Предикативный рендеринг
Условное выполнение вызовов Draw()
Без остановки конвейера
... по результату occlusion query
Эффективный occlusion culling
... при переполнении буфера stream out

Предикативный рендеринг
m_pPredicateQuery->Begin();
//…
// Здесь рисуем простую геометрию
//…
m_pPredicateQuery->End(NULL);
pD3D10Device->SetPredication(m_pPredicateQuery, FALSE);
//…
// Здесь рисуем сложную геометрию
//…
// отключаем предикативный рендеринг
pD3D10Device->SetPredication(NULL, FALSE);

Заключение
DX10 – большой шаг вперед в функциональности и гибкости
Начинайте изучать DX10 уже сегодня!
Документация/примеры в февральском DX9 SDK

Наши следующие лекции