显卡DirectX技术发展详解

　　DirectX是一种应用程序接口（API）是计算机计算图形的一种规则，相当于一个通用编译器。

　　DirectX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。

　　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 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（比如：显示卡上的块移动功能）以及基本的声音和输入设备功能（函数），使开发的游戏能实现对二维（2D）图像进行加速。这时候的DirectX不括现在所有的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。DirectX 2.0同时也采用了更加友好的用户设置程序并更正了应用程序接口的许多问题。从DirectX 2.0开始，整个DirectX的设计架构雏形就已基本完成。

　　DirectX 3.0

　　DirectX 3.0的推出是在1997年 后一个版本的Windows95发布后不久，此时3D游戏开始深入人心，DirectX也逐渐得到软硬件厂商的认可。97年时应用程序接口标准共有三个，分别是专业的OpenGL接口，微软的DirectX D接口和3DFX公司的Glide接口。而那时的3DFX公司是 为强大的显卡制造商，它的Glide接口自然也受到 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。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 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特性：硬件T&L

　　在DirectX 5.0以前，这个被微软整合在Windows操作系统内部的图形API并没有现在这么风光，当时的显卡和游戏都以支持OpenGL和Glide（3DFX的专用API）为荣，DirectX在持续不断的改进与发展，但始终都没能超越对手，一方面基于DOS系统的Windows还不够强大，另一方面微软的影响力还没到左右游戏开发商和芯片厂商的地步。

　　直到Windows 95发布之后，全新的图形界面让整个业界都兴奋不已，90%的占有率直接带动了整个行业的需求，也迫使全球软硬件厂商都不得不向其靠拢。此时整合 Win95整合的DirectX 6.0也有了足够的实力与OpenGL/Glide分庭抗力，在技术特性不输与人的情况下，DirectX的影响力与日剧增。

　　● DirectX 7.0确定权威：核心技术T&L

　　DirectX 7.0是一次革命性的改进，其 大的特色就是支持Transform & Lighting（T&L，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 消耗资源的。

　　显卡精彩演示DEMO赏析点评之NV篇 src="http://nc.mofcom.gov.cn/Article/UploadFiles/201007/20100722085451793.jpg" border=1> 显卡精彩演示DEMO赏析点评之NV篇 src="http://nc.mofcom.gov.cn/Article/UploadFiles/201007/20100722085451812.jpg" border=1>

　　基于T&L技术的演示Demo

　　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卡核心来计算，这样就可以把CPU从繁忙的劳动中解脱出来，让CPU做他该作的事情，比如逻辑运算、数据计算等等。换句话说，DX7显卡用T&L渲染游戏时，即使没有高速的CPU，同样能能流畅的跑3D游戏。

　　DirectX 8.0特性：像素和顶点管线

　　● DirectX 8.0：引入像素和顶点两大渲染管线

　　面向图形计算，让GPU逐渐找到了自己的方向，那就是给予用户更真更快地视觉体验，但是GPU架构也遇到一些问题亟待解决。首要问题就是，要实现更加复杂 多变的图形效果，不能仅仅依赖三角形生成和固定光影转换，虽然当时游戏画面的提高基本上都是通过大量的多边形、更复杂的贴图来实现的。

　　但后期的发展中，顶点和像素运算的需求量猛增。每个顶点都含许多信息，比顶点上的纹理信息，散光和映射光源下表现的颜色，所以在生成多边形的时候带上这些附加运算，就可以带来更多的效果，但这也更加考验顶点和像素计算能力。

　　2001年微软发布了DirectX 8.0，一场新的显卡革 命开始，它首次引入了ShaderModel的概念，ShaderModel就相当于是GPU的图形渲染指令集。其中像素渲染引擎(Pixel Shader)与顶点渲染引擎(Vertex Shader)都是ShaderModel 1.0的一部分，此后每逢DirectX有重大版本更新时，ShaderModel也会相应的升级版本，技术特性都会大大增强。

　　与DX7引入硬件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，时至今日DX11时代ShaderModel都在不停地更新，以便渲染出更逼真更完美的画面。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，但在当时来说可编程性还是很弱，GPU的这一特性还是太超前了。

　　DX8动态光影效果展示：变色龙和不同角度的人脸

　　DirectX 8.0当中的Pixel Shader和Vertex Shader的引入，使得GPU在硬件逻辑上真正支持像素和顶点的可编程，反映在特效上就是动态光影效果，当时波光粼粼的水面都是第一次展现在玩家面前。

　　但是DX8的普及之路并不顺畅，主要是因为当时的DX8显卡都定位太高，NVIDIA和ATI双方都没有推出过低端DX8显卡，热卖的产品都是DX7，直到DX9诞生之后，双方才把昔日高端的DX8显卡当作低端产品处理。