DirectX 10
Realismus pur mit DX 10

Ein Quantensprung in der API-Entwicklung

DirectX 10

Zum Start von Microsofts neuem Betriebssystem Vista wird auch die mittlerweile drei Jahre alte Schnittstelle DirectX 9 abgelöst. Vollmundig versprechen die DirectX-Entwickler einen Quantensprung in der API-Entwicklung. Und tatsächlich, die ersten Previews sind vielversprechend. DX 10 beseitigt viele Schwächen aus DirectX 9, wie zum Beispiel den Overhead, der zu Lasten der CPU-Performance geht. Doch dazu später mehr. Die effizientere Zusammenarbeit der Programmierschnittstelle (API) mit dem Grafikprozessor (GPU) und der CPU steigert die Performance enorm. Für Spiele bedeutet dies unter anderem: mehr Details und mehr Schatten oder einfacher ausgedrückt, mehr Realismus.

Seit Juni steht das neue DirectX 10 SDK (Software Developer?s Kit) zum Download unter www.microsoft.de/windows/directx bereit. Wer die knapp 400 MByte große Datei erst einmal heruntergeladen und installiert hat, kann sich schon jetzt ein paar der neuen Features ansehen. Das SD-Kit ist eine Art Preview, in der man den DirectX-Entwicklern über die Schulter schauen und sich so schon einmal ein Bild vom aktuellen Entwicklungsstand machen kann.

Bild: Die Tiefenschärfe lässt die entfernten Tiere unscharf erscheinen und bringt mehr Raumgefühl auf den Schirm.

Vorteil 1: Neue Shader-Technologie

DirectX 10

Keine neue Grafik-Technik ohne überarbeitete Shader. Diese sind für das Berechnen der diversen Rendering-Effekte zuständig. Die Zeiten, in denen Grafikchips mit einer festen Anzahl an Pixel- und Vertexshadern arbeiten, sind mit DirectX 10 vorbei. Die Shader arbeiten nun nicht mehr getrennt und unabhängig voneinander, sondern legen ihre Ressourcen zusammen. Fachleute sprechen hierbei von einer »Unified Shader«-Architektur. Dabei greift der Grafikprozessor auf den kompletten Shaderpool zu und aktiviert je nach Anforderung einzelne Module.

Aktuelle Grafikchip-Modelle wie der Geforce 7900GTX besitzen 48 Pixelshader-Einheiten und acht Vertexshader. Bei DX-10-Grafikkarten kommt zu den beiden Shadertypen eine dritte Shadereinheit dazu, die für Geometrie-Berechnungen (Physik) zuständig sein wird. Die »Unified Shader«-Architektur kann jede verfügbare Shadereinheit beliebig als Pixel-, Vertex- oder Geometrieshader nutzen.

Vorteil 2: Weniger Overhead

DirectX 10

Allein die intelligente API (Application Programming Interface) von DirectX 10 soll die Performance der Grafikkarten um den Faktor acht steigern. Ein großer Nachteil der DirectX-9-API ist der Objekt-Overhead. Dieser entsteht immer dann, wenn in einem 3D-Spiel ein Objekt auftaucht, zum Beispiel eine Spielfigur. Um ein Objekt zu berechnen, muss die API erst mit der CPU kommunizieren, bevor die Berechnung an die Grafikkarte weitergeleitet werden kann. Je mehr Objekte in der Szene, desto größer der Overhead und desto länger dauert auch die Berechnung einer Szene.

Bei DX 9 wird der Flaschenhals zwischen API und CPU bereits ab 500 Objekten spürbar und die Leistung geht in den Keller. DirectX 10 reduziert dank der intelligenteren API den Overhead drastisch und beseitigt zudem die Engstelle. 3D-Programmierer und Spiele-Entwickler bezeichnen dies auch als »Small Batch«-Problem.

Hardware für DirectX 10

DirectX 10

DirectX 10 läuft nur unter Microsofts angekündigtem Betriebssystem Windows Vista, nicht unter Windows XP. Auch die Grafikkarte muss die neue Schnittstelle unterstützen, ebenso wie die Software. An Grafikkarten wird bereits gearbeitet. ATIs DirectX-10-Grafikkarten (Codename: R600) sollen bis Ende 2006/Anfang 2007 fertig zur Massenproduktion sein. Nvidia arbeitet derzeit am neuen Grafikchip G80.

Damit auch ältere DX-9-Spiele mit der neuen Schnittstelle funktionieren, enthält DX 10 eine DX-9.0-Einheit. Doch die Spiele-Industrie bereitet sich schon auf Vista und DirectX 10 vor. Bereits jetzt emulieren einzelne Spiele die so genannten »Next Generation«-Inhalte. Zum Beispiel findet man im Setup-Menü des Actionklassikers »Tomb Raider – Legends« den Eintrag Next Generation Inhalt. Aktiviert man diese Option, dann verbessert sich die Bildqualität. Wasseroberflächen wirken detaillierter und Schatten natürlicher.

Auch der neue DirectX-10-Effekt der Tiefenschärfe ist bereits integriert. Der aus der Fotografie stammende Blendeneffekt wird eingesetzt, um räumliche Tiefe darzustellen. Die Abbildungen auf der linken Seite unten zeigen den Unterschied zwischen aktivierter und deaktivierter Tiefenschärfe.

Bild: Mit Next-Generation-Effekten werden mehr Details und realistischere Schatten dargestellt.

Fazit

DirectX 10

Jeder, der DirectX-10-Spiele in voller Pracht erleben möchte, braucht das neue Microsoft-Betriebsystem Windows Vista. Windows-XP-User gehen leer aus. Damit will Microsoft wohl die Kunden zum schnelleren Umstieg nötigen.

Wer sich also den neuen DirectX-10-3D-Realismus gönnen will, muss tief in die Tasche greifen und in eine neue DirectX-10-Grafikkarte investieren. Mit ersten DirectX-10-Karten ist jedoch nicht vor Januar 2007 zu rechnen.