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DirectX 12 - De Léonard de Vinci à l'art contemporain

L'infographie est une discipline étendue et en développement rapide. Chaque année, les interfaces de programmation d'applications deviennent plus flexibles, ce qui leur permet de mettre en œuvre des algorithmes de formation et de traitement d'images plus complexes. Cependant, les possibilités des graphiques interactifs n'ont pas atteint le niveau des packages de modélisation et de visualisation 3D. Tout cela encourage une recherche active dans ce domaine.


image


DirectX 12 est un composant de l'interface de programmation graphique hautes performances. Les principaux objectifs de la nouvelle interface sont de réduire les frais généraux du processeur du pilote, d'abaisser le niveau d'abstraction matérielle, la possibilité de combiner les cartes graphiques au niveau de l'API (auparavant, il n'y avait que des solutions CrossFireX, NVIDIA SLI spécifiques au fournisseur). Publié officiellement par Microsoft en juillet 2015.


L'article est destiné à ceux qui ont déjà travaillé avec des bibliothèques graphiques (OpenGL, DirectX 11). Cependant, pour les personnes qui envisagent de commencer à étudier les graphiques avec la version 12, cela peut également être utile.


Nous y aborderons les sujets suivants:


  • Environnement
  • Brève description du pipeline graphique
  • Nouvelles fonctionnalités DirectX 12
    1. États
    2. Équipes
    3. Synchronisation
    4. Attachement de ressource

Environnement


DirectX 12 Windows SDK Windows 10. IDE Visual Studio, C++. DirectX, d3d12.h dxgi1_6.h d3d12.lib, dxguid.lib, dxgi.lib, d3dcompiler.lib. Windows SDK. "D3D12 Helper Library" d3dx12.h, boilerplate . d3dx12.h .



, — - . , — . , . . , , . , — , .


, .



, , , , , , . — . , . , , , , . . — (clip space).



— , . . , . , . . ( ). API. , , .



, , , , . .



, (scissor test), (stencil test) (depth test). , . - , . , , . , .


DirectX 11 ( DiretcX 12 )


DirectX 12


DirectX 12.



11 : RSSetState(), OMSetDepthStencilState(), OMSetBlendState(). , . , . , — PSO (Pipeline State Object). : " ", . , , Root Signature ( ).



immideate context. . , DirectX 11 deferred context. DirectX 12 immideate context deferred . deferred command list, .


, : command list, , CPU .


, . , GPU, . , Release() — , .



GPU, DirectX 12 fence, ID3D12Fence . Fence — , GPU . «» , ID3D12CommandQueue::Signal() . ID3D12Fence::SetEventOnCompletion(UINT64 Value, HANDLE hEvent) winapi event. WaitForSingleObject() event- , . GPU , fence , WaitForSingleObject() .



— DirectX.



DirectX 11 : API. , ( ) 5 6 :


ID3D11ShaderResourceView* srvs[] = { 
    texture1->GetShaderResourceView();
    texture2->GetShaderResourceView();
};
context->PSSetShaderResources(5, 2, srvs);

GetShaderResourceView() ID3D11ShaderResourceView.
:


Texture2D texture1 : register(t5);
Texture2D texture2 : register(t6);

, . , . ? GCN ISA, :


All vector memory operations use an image resource constant (T#) that is a 128- or 256-bit value in SGPRs. This constant is sent to the texture cache when the instruction is executed. This constant defines the address, data format, and characteristics of the surface in memory.

, , (128 256-), . , , . , , «» . : (T#), (S#) (V#). Direct3D 12 , , — GPU.



, . — , (GPU , , , , ). — . :


  • Constant buffer views (CBVs)
  • Unordered access views (UAVs)
  • Shader resource views (SRVs)
  • Samplers

CBVs, UAVs, SRVs , — . , .


shader visible . , non shader visible :


  • Render Target Views (RTVs)
  • Depth Stencil Views (DSVs)
  • Stream Output Views (SOVs)

views ( ), non shader visible ( D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_FLAGS::D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_FLAG_SHADER_VISIBLE ).


view's, (, , ) :


  • Index Buffer View (IBV)
  • Vertex Buffer View (VBV)

D3D12_INDEX_BUFFER_VIEW D3D12_VERTEX_BUFFER_VIEW . Pipeline State Object. PSO .


, ID3D11...View, .


Root signature


Root signature — DirectX 12 API . , , . Root signature , () , .


Root signature , root parameter. root parameter root arguments. root argument, . Root parameter :


  • Root constants (1 DWORD == 32bit value)
  • Inline descriptors ( 64-bit GPU virtual addresses, 2 DWORDs )
  • (1 DWORD)

root signature — 64 DWORDs. , .


Root constant root signature 32- , constant buffer. (, MVP ), ( 4 ). , . : " ".


root signature — inline descriptors. — per object. , . . ( ), GPU. , , ID3D12GraphicsCommandList::SetGraphicsRootConstantBufferView, root parameter inline descriptor .


, . descriptor range. Descriptor range — . :


typedef enum D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE
    {
        D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_SRV = 0,
        D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_UAV = ( D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_SRV + 1 ) ,
        D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_CBV = ( D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_UAV + 1 ) ,
        D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_SAMPLER = ( D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE_CBV + 1 ) 
    }   D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE;

typedef struct D3D12_DESCRIPTOR_RANGE
    {
    D3D12_DESCRIPTOR_RANGE_TYPE RangeType;
    UINT NumDescriptors;
    UINT BaseShaderRegister;
//...
    }   D3D12_DESCRIPTOR_RANGE;

, RangeType — , NumDescriptors — , BaseShaderRegister — . . ID3D12GraphicsCommandList::SetGraphicsRootDescriptorTable, root parameter . , , . , descriptor heap.



Nous avons examiné certaines des fonctionnalités de DirectX 12. Si vous êtes intéressé par ce sujet ou tout autre domaine de l'infographie, désabonnez-vous dans les commentaires.


Liens:
https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/direct3d12/directx-12-programming-guide
https://developer.nvidia.com/dx12-dos-and-donts
https: // gpuopen.com/performance-root-signature-descriptor-sets/

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