微软发布自2018年以来最重大的DirectX光线追踪升级

微软宣布发布DirectX 12 Agility SDK 1.620正式版和1.722预览版，在光线追踪、GPU 效率和高级着色器交付方面带来了重大改进。微软称，最新的DirectX光线追踪 (DXR) 增强功能是该技术自2018年首次亮相以来最重大的更新。

Agility SDK 1.722预览版中的核心新增功能包括簇状几何体 (Clustered Geometry)、分区顶层加速结构 (PTLAS) 以及GPU驱动的加速结构构建，所有这些都旨在减少与复杂动态环境中的光线追踪相关的计算开销。

传统上，光线追踪需要构建和更新代表场景几何体的加速结构（也称为光线追踪包围盒层次结构，即BVH）。在具有大量动画、几何体流处理和物体频繁变化的高细节环境中，这个过程的性能开销会变得尤为高昂。

微软全新的“簇状几何体”实现方案解决了这一问题，它将几何体分割成更小、可重用的簇，每个簇最多包含256个三角形和顶点。这些簇可以组装成更大的加速结构，而无需反复从头重建几何体。这使得开发者能够在光栅化和光线追踪中使用相同的高细节几何体，从而在不增加过多加速结构构建成本的前提下，有望提升反射和阴影的精确度。

与此同时，PTLAS允许开发者仅更新场景中发生变化的部分，而不是重建其整个顶层加速结构。结合GPU驱动的构建方式，这有望提高大型动态游戏世界中的运行效率。

微软还使用其
D3D12RaytracingClusteredGeometry示例演示了“簇状几何体”的潜在性能提升。该示例允许开发者在相同的场景中，将传统的底层加速结构 (BLAS) 重建与“簇状几何体”的表现进行对比。

在AMD Radeon RX 9070上运行的一种配置中，从传统的BLAS几何体切换到“簇状几何体”后，性能从1.2 FPS跃升至79 FPS，提升了约66倍，同时将加速结构的构建时间从788毫秒缩短到了3.11毫秒。加速结构的总内存消耗也下降了近90%，从大约7.3 GiB降至774 MiB，尽管暂存内存的需求量有了大幅增加。

在RTX 9070上，传统BLAS的性能仅为1.2 FPS

在RX 9070上，簇状几何体 (CLAS) 的性能达到了79 FPS，提升了66倍

微软强调，这些测试结果来自特定的开发示例和配置，因此在实际游戏中的性能提升将很大程度上取决于工作负载、具体实现以及GPU架构。微软特别提到了英伟达在《战争机器：事变日》中的RTX Mega Geometry实现，将其视为类似技术的早期范例。而全新标准化的DirectX实现，有望让此类技术在不同GPU供应商之间得到更广泛的应用。

该预览版目前支持：英伟达所有GeForce RTX GPU、AMD Radeon RX 9000系列和英特尔Arc B 系列以及受支持的酷睿Ultra集成显卡。微软证实，除了现有的光线追踪支持外，这些功能不需要任何全新的底层硬件能力，不过仍然需要显卡驱动程序的支持。

除了光线追踪之外，Agility SDK 1.620正式版还对微软的“高级着色器交付”技术引入了几项改进。值得注意的是，“部分图形程序”允许开发者在多个管线配置中重复使用预编译的着色器组件，这有望减小着色器包的体积并降低编译开销。

“高级着色器交付”目前已在Windows 11生态系统中获得广泛支持，涵盖来自AMD、英特尔、英伟达和高通的兼容GPU。不过，新的“部分图形程序”优化目前仍由Radeon RX 7000和RX 9000 GPU独占，计划后续会增加对其他供应商的支持。

其他改进包括用于诊断GPU崩溃的DirectX转储文件 (Dump Files)、Fence Barriers Tier 1、批量异步命令列表API，以及针对机器学习工作负载的全新DirectX计算图编译器接口。

最后，微软证实Shader Model 6.10目前仍处于预览阶段，计划于12月初与Agility SDK 1.621同步推出正式版。

虽然这些技术进展不会自动提升现有游戏的运行表现，但它们为开发者提供了更高效的工具，以便在未来的PC游戏中实现日益复杂的渲染技术。