关于D3D11，你必须了解的几件事情（一）

发布时间：2020-12-16 22:50:43 所属栏目：大数据来源：网络整理

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仅以此文献给那些自以为了解D3D11的专家
D3D11正式发布已经有两年多了。在这短短的时间里，各GPU厂商都相继推出了支持D3D11的显卡，许多游戏引擎也迅速推出了对D3D11的支持。但在国内，D3D11的接受度几乎为零。国内很多“大”游戏公司的“技术人员”对于D3D11完全出于一知半解的状态，却又在不懂装懂地指手画脚。
关于D3D11，有些事情你确实必须了解。

Feature Level
从KlayGE 3.11.0发布以来，几乎每个月都会听见有人问我，“为什么要去掉D3D9和D3D10插件，仅保留D3D11和OpenGL？”。（最近这个频率显著提高，基本到了每周1-2次的程度）。在他们的观点里，D3D11就得在D3D11的硬件上跑，而现在D3D11硬件尚未普及，这么做会影响到 KlayGE在D3D10硬件上的运行。我对这类问题的回答一般是非常冰冷的“为什么不了解D3D11就枉加评论”。
D3D11的一个最基本知识就是feature level。其实这不是新发明，在D3D 10.1的时候就提出来了，只是因为D3D 10.1的使用量实在太小，直接被忽略了。feature level对D3D11的功能进行了划分，不同功能所需要的最低硬件要求是不同的。feature level的存在使得D3D11 runtime可以在D3D10甚至D3D9的硬件上执行。下面我们从低到高看一些各个feature level所能做的事情。

Feature level	典型显卡	能力
D3D_FEATURE_9_1	Intel G965，NV GeforceFX 5200，ATI Radeon 9600	D3D9硬件：必须支持SM2，2k大小的纹理，3D纹理，query，BC1-3
D3D_FEATURE_9_2	NV GeforceFX 5600，ATI Radeon 9500	D3D9硬件：必须支持SM2，occlusion query，浮点纹理，所有9_1的功能
D3D_FEATURE_9_3	NV GeforceFX 6600,ATI Radeon X1300	D3D9硬件：必须支持SM2b，instancing，4k大小的纹理，MRT，浮点纹理混合，所有9_2的功能
D3D_FEATURE_10_0	NV Geforce 8800/GTX 280	D3D10 硬件：必须支持SM4，geometry shader，stream output，alpha tocoverage，MSAA纹理，双面stencil，texuture array，BC4/5，所有9_3的功能；可选支持computeshader 4.0
D3D_FEATURE_10_1	ATI Radeon HD 2/3/4，NV Geforce GT220	D3D10.1硬件：必须支持SM4.1，cubemap array，扩展的MSAA，所有10_0的功能；可选支持compute shader 4.1
D3D_FEATURE_11_0	ATI Radeon HD 5/6， NV Geforce GTX 4/5	D3D11硬件：必须支持SM5，tessellation，hull shader，domain shader，compute shader 5，BC6H/BC7，所有10_1的功能

所以很明显，D3D11并不一定要D3D11的GPU。在D3D10的GPU上，D3D11的功能相当于原有D3D10的，加上compute shader 4.0，以及可能有multi-threading。性能取决于厂商驱动，目前来说性能可以做到和D3D10完全一致。在D3D9的GPU上的也可以类比出来。唯一不同的是vertex texture fetch，即使level 9_3也只有instancing而没有VTF。其实在SM3的GPU上，NV的6系列和7系列的VTF性能和支持的纹理格式特别差，使得VTF的实用性很有限。ATI更是一直放弃了VTF，自己搞出来R2VB的方法，性能上远超VTF。后期的驱动里，NV的SM3 GPU也都支持R2VB了，所以R2VB反而后来居上成为通用的功能。除此之外，D3D11在早期硬件上执行，只会带来好处，没有损失。
有了feature level这个重要的能力，D3D10已经完全没有存在的必要。所以，KlayGE、CE3、UE3这些渲染技术一流的游戏引擎全都不约而同地跳过或者删除了D3D10的支持，直奔D3D11。
顺便说说D3D9。目前D3D9存在的唯一理由是广大的XP用户。但实际上很多人都是有D3D10的GPU，而因为XP被限制在了D3D9上。其实XP下的 OpenGL驱动也是与时俱进的，可以给XP带来原本属于D3D10/11的新GPU能力，又没有性能损失。因此KlayGE坚决地去掉了D3D9，让 OpenGL接手D3D9在XP上的任务。

Optional Features 当年D3D10在宣传的时候，有个好处就是没有caps。在D3D9时代，caps几乎折磨了每一个程序员。实现某个功能之前经常需要根据caps作判断，来选择不同的方法。D3D10去掉了所有的caps，要求硬件都必须达到某个规范，解放了caps测试。话虽如此，实际上D3D10还是留了一手。ID3D10Device和ID3D11Device里面都有个叫作CheckFormatSupport的函数，可以检查某个格式是否支持，只是可选的范围非常窄罢了。（理论上驱动还可以通过这种方式暴露出D3D1x本身不支持的古怪格式，就好象它们在D3D9 时代做的事情一样）用过D3D10的人一般会发现，D3D10不支持ARGB这种D3D9上最常用的颜色格式，然后开始抓狂。其实按照定义，那个格式在D3D11里面应该是这样的：对feature level 9_x和11_0是必须支持，对feature level 10_x是可选支持。所以解决方法很简单，升级到D3D11就是了。另外，feature level 11_0还必须支持R10G10B10_XR_BIAS_X2_A2_UNORM（我也不知道这个格式是做什么的），而feature level 10_x是可选支持，9_x是不支持。在D3D11里，格式的支持情况一般取决于feature level，所以直接通过feature level检查就可以了，大可不必每个格式每次逐一检查。除了CheckFormatSupport之外，D3D11还增加了 CheckFeatureSupport这个函数，用来检查multithread、double、atomic、compute shader 4.x是否支持。所以说，caps不是完全消失，而是尽可能变少。但保证剩下的都是有意义的，不能随便忽视。

（编辑：李大同）

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