DirectX不是全部!3D游戲圖形技術(shù)解析
● 大名鼎鼎的HDR技術(shù)再次縮水
HDR（High Dynamic Range，高動態(tài)范圍光照）技術(shù)相信很多人并不陌生，想當(dāng)年DX9C SM3.0面世時，正是憑借HDR技術(shù)一舉成名，HDR所帶來的絢麗光影效果給玩家極強的視覺震撼，但卻產(chǎn)生了很多負面效果，這些歷史遺留問題時至今日都沒有得到完美解決。
幾乎所有的圖形技術(shù)都是隨著時間的推移來進一步增強效果，只有HDR被一而再再而三的“縮水”，這是為什么呢？
● DX9C時代HDR與AA水火不容
HDR技術(shù)通過采用浮點格式的顏色代碼來為紋理、光照等計算提供極大的精度和顏色范圍（以前的紋理一般都是采用整數(shù)型的顏色格式）。盡管最后顯示到屏幕上還是每個顏色通道8位的整數(shù)格式，但是以前的材質(zhì)、光照計算中紋理也是用每通道8位的格式來參與計算，所以在顯示到畫面之前，很多細節(jié)就在低精度的運算中丟失了。
HDR效果雖然很美，但在DX9C模式下進行16位浮點（FP16）運算時，會占用到原本屬于多重采樣抗鋸齒（MSAA）的緩沖區(qū)域，使得游戲開啟HDR后無法進行FSAA處理。當(dāng)年的一大批DX9C游戲都是如此，比如《孤島驚魂》、《細胞分裂》、《虛幻3》引擎的全系列游戲。
● ATI X1000和XBOX360是個例外
ATI的DX9C顯卡發(fā)布較晚，因此在設(shè)計之初就考慮到了HDR+AA的需要，整合了額外的緩存，只要通過游戲或者驅(qū)動重新指定另外的緩沖區(qū)，就能完美支持HDR+AA效果，所以X1000系列和XBOX360主機都能支持HDR+AA。
不過ATI的HDR+AA方案并不是業(yè)界標準，還是有不少游戲無法同時開啟HDR和AA，通過驅(qū)動強行更改緩沖區(qū)的方式和一些游戲有兼容性問題，ATI官方都不認可這種做法。
● DX10時代，新增兩種HDR顏色格式
為了解決困擾業(yè)界已久的HDR+AA問題，微軟在DX10當(dāng)中加入了兩種新的HDR格式，對每個顏色通道16位浮點數(shù)的格式進行刪減，第一種是R11G11B10（紅色綠色各11位，藍色10位，總計32位），另一種是紅綠藍各9位共享5位指數(shù)（計算機中浮點數(shù)是尾數(shù)附加指數(shù)的形式來表示）。
新增的兩種HDR格式都只有32位，而并非DX9C時代的48位（FP16x3），所以動態(tài)范圍精度有些下降，但好處就是新的HDR不會與MSAA搶占緩沖區(qū)，所消耗的顯存也大大減少，效率和兼容性提高，至于光影效果的縮水其實很難看出來。
● DX11時代，新增HDR紋理壓縮技術(shù)
HDR除了不支持抗鋸齒外，還不支持紋理壓縮技術(shù)，因為HDR在設(shè)計之初的要求就是光照和紋理都必須保持高精度。隨著時代的發(fā)展，游戲的分辨率越來越高，紋理貼圖越來越精細，而紋理貼圖如果不經(jīng)壓縮就放在顯存里面的話，容量是相當(dāng)恐怖的，因此新一代的游戲顯存消耗成倍增加，這其中罪魁禍首其實還是HDR技術(shù)。
為了解決這個顯存消耗大戶，在DX11當(dāng)中又新增了一種專為HDR設(shè)計的紋理壓縮格式：BC6H，壓縮比高達6：1。
上圖展示的是圖像通過BC6H壓縮模式進行壓縮的前后效果對比圖。其中左邊的圖像為原始圖像，中間的是在壓縮過程中損失的一些細節(jié)，而右邊的就是壓縮后的圖像?？梢钥闯?，從畫質(zhì)上來看幾乎沒有損失（肉眼看不出），但是卻可以大幅度降低顯存的占用。
經(jīng)過了DX9C、DX10和DX11三代API，HDR技術(shù)在神不知鬼不覺的情況下被兩次“縮水”之后，才真正走向成熟，由此可見好的圖形技術(shù)不光是要效果出色，更重要的是擁有高效率和實用性，才能被更多的游戲所接受，被更多的顯卡所支持。
● 代表游戲：幾乎所有主流游戲都有使用HDR效果，時至今日依然有一些采用虛幻3引擎的游戲無法同時開啟HDR和AA，需要通過修改的方式實現(xiàn)
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