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曝你不知道的DX11 解析GPU通用计算妙用

CBSi中国·ZOL 作者:中关村在线 顾杰 责任编辑:林光楠 【原创】 2011年03月04日 05:00 评论

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  伴随着DirectX 11的出现,借由Compute Shader完成的图形应用如雨后春笋般涌现了出来。


打破图形界限 compute shader深入分析

Compute Shader引入的A-buffer应用

  人们现在可以通过Compute Shader快速执行Deferred shading,为整个场景计算和设置平均亮度,异常方便的添置更多更真实的光源,让SSAO过程变得实用以及精确,使用Compute Shader提供的A-buffer来进行抗锯齿以及边缘无规则透明度的高速检查,借以实现更加精确和完善的MSAA,还可以透过它生成很多Pixel Shader执行效率很低或者干脆无法实现的高级特效如DOF等。这些应用已经在寒霜2,UE3,CE3以及X-ray等应用广泛支持游戏众多的知名引擎中得到了充分的体现。BattleForge,地铁2033,Dirt2,BFBC2等知名游戏中也有了大量Compute Shader实际应用的身影。

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使用Compute Shader处理DOF特效的Metro2033

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使用Compute Shader处理SSAO的BattleForge

  至于未来,对Compute Shader来说则更加精彩纷呈。Compute Shader可以帮助开发人员将大量常规数学方法直接引入到需要复杂运算能力的几乎任何几何过程中,比如通过快速的亮度直方图绘制来检查场景光照情况,以2维卷积求解为基础的锐化操作,快速矩阵区域求和带来的硬件Deferred Z culling、HiZ以及由此产生的更加逼真和高效的流体计算,快速傅里叶变换带来的更加高效的水面波幅效果,还有视频和像素操作中至关重要的离散反余弦,甚至是光线追踪等等。太多太多绝不是空中楼阁的应用等待着人们去探索和实现,他们中的任何一个都处在已经或者即将出现并改变图形世界的阶段了。

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实现HiZ操作需要插入的Compute Shader代码

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Compute Shader会在未来大量介入光线追踪过程

  当然,作为一名长时间冷眼观察图形业界进步的人来说,屏幕前的您一定敏锐的意识到了世界上并不存在绝对的完美这种东西。没错,即便是目前看来拥有无限可能的Compute Shader,本身实际上也依旧存在着诸多局限性。比如强制要求构架具有32K以上的shared,性能依赖原子操作的效率以及可用缓冲空间的性能和操作方式,受限于运算方式而无法参与和加强alpha混合(alpha blending)之类的操作,跨CPU/GPU运算资源调用的转换延迟还不够低等。相信随着应用深度广度加剧所带来的需求,微软一定会在未来的版本中不断的完善和强化Compute Shader,将“破界者”的威力进一步提升到难以想象的高度。

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Compute Shader在未来的应用

  写在最后: 

  人类上一次将运算能力以特定的形式引入到几何过程中所产生的Vertex shader和Pixel Shader完全改变了人类实现光栅化过程的方式。伴随着Compute Shader打破了通用计算和图形计算的界限,将不受形式限制的数学方法和运算能力引入到几何过程中的每一个角落,图形处理过程发生的变化将更具颠覆性。相信DirectX 11之后的图形世界必将更加绚烂和精彩。


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