微軟推出自 2018 年以來最大 DirectX 光線追蹤更新，RX 9070 示例效能提升約 66 倍

IT之家 10 月 29 日消息，微软于 10 月 28 日宣布推出 DirectX 12 Agility SDK 1.620 正式版和 1.722 预览版，为 DirectX 光线追踪（DXR）带来多项更新。

新版预览 SDK 引入集群几何体（Clustered Geometry）、分区顶层加速结构（PTLAS）和间接加速结构构建等功能，旨在降低复杂动态场景的光追计算开销。微软称，这是 DXR 自 2018 年推出以来最重大的一次更新。

传统光线追踪需要构建和更新加速结构，以便 GPU 快速判断光线与场景几何体的相交关系。这些结构通常采用包围体层次结构（BVH）等形式。在包含大量动画、几何体流式加载以及频繁变化物体的场景中，反复构建加速结构可能带来较大的计算开销。

微软此次推出的集群几何体功能，将几何数据划分为可重复使用的小型集群，每个集群最多包含 256 个三角形和 256 个顶点。开发者可以组合这些集群构建更大的光追加速结构，减少重复处理几何数据的工作量，从而更高效地使用高精度模型进行光线追踪。

这意味着，开发者有望在光栅化渲染和光线追踪中复用同一套高精度几何数据，减少为光追单独制作简化模型的需求，并改善反射和阴影与实际场景的匹配程度。

另一项分区顶层加速结构（PTLAS）则主要针对大型动态场景的更新效率。传统顶层加速结构（TLAS）需要管理场景中的物体实例，当场景规模较大时，即使只有少量物体发生变化，更新工作也可能产生较高开销。PTLAS 允许开发者将场景划分为多个分区，只更新发生变化的部分，并保留未变化区域的既有结构。

结合 GPU 驱动的加速结构构建功能，开发者还可以让 GPU 直接参与构建和更新操作，减少 CPU 侧准备工作。这些功能可单独使用，也可以组合使用，以降低复杂场景中加速结构的构建和维护成本。

根据微软公布的 D3D12RaytracingClusteredGeometry 示例，在一组采用 AMD Radeon RX 9070 显卡的测试配置中，使用集群几何体后，性能从传统底层加速结构（BLAS）方案的 1.2 FPS 提升至 79 FPS，约为原来的 66 倍；加速结构构建时间则从 788 毫秒缩短至 3.11 毫秒。加速结构的总内存占用也从约 7.3 GiB 降至 774 MiB，减少近 90%。

微软强调，上述数据来自特定开发示例和测试配置，并不代表所有游戏都能获得相同幅度的提升。实际效果取决于具体工作负载、引擎实现方式和 GPU 架构。

硬件支持方面，微软公布的首批支持范围包括所有英伟达 GeForce RTX 显卡、AMD Radeon RX 9000 系列显卡，以及英特尔 Arc B 系列独立显卡和部分酷睿 Ultra 处理器集成显卡。

微软表示，这些 DXR 新功能不要求 GPU 具备超出现有光线追踪能力的全新硬件特性，但仍需要显卡厂商提供相应驱动支持。

此外，微软还提到了 NVIDIA 在《战争机器：事变日》中使用的 RTX Mega Geometry 技术，作为类似思路的早期实例。此次 DirectX 标准化更新有望让不同显卡厂商的开发者通过统一接口采用集群几何体等技术，但具体支持范围仍取决于各厂商的驱动实现与验证进度。

除光追更新外，DirectX 12 Agility SDK 1.620 正式版还改进了高级着色器交付（Advanced Shader Delivery，ASD）技术。

其中，部分图形程序（Partial Graphics Programs）允许开发者在多个渲染管线配置之间复用预编译着色器组件，有望减少着色器包体积和编译开销。不过，这项优化目前仅支持 AMD Radeon RX 7000 和 RX 9000 系列显卡，其他厂商的支持计划仍有待推进。

1.620 正式版还加入了 DirectX Dump Files GPU 崩溃诊断功能、Fence Barriers Tier 1、批量异步命令列表 API，以及面向机器学习工作负载的 DirectX Compute Graph Compiler 运行时接口等更新。

微软同时确认，Shader Model 6.10 目前仍处于预览阶段，计划随 12 月初发布的 Agility SDK 1.621 正式版推出。