微软发布自 2018 年以来最大 DirectX 光追升级：AMD RX 9070 示例性能提升约 66 倍

微软于10月28日公布了DirectX 12 Agility SDK 1.620正式版与1.722预览版，为DirectX光线追踪（DXR）引入了一系列更新。

新版预览SDK加入了集群几何体、分区顶层加速结构（PTLAS）以及间接加速结构构建等特性，目标在于减轻复杂动态场景中的光线追踪计算负担。微软表示，这是DXR自2018年问世以来幅度最大的一次升级。

传统光线追踪需要创建并刷新加速结构，使GPU能高效判定光线与场景几何体之间的交叉情况。这些结构通常以包围体层次结构（BVH）的形式存在。在包含大量动画、几何体动态加载以及频繁变动物体的场景里，反复构建加速结构可能造成显著的计算消耗。

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利用的小型集群，每个集群最多容纳256个三角形与256个顶点。开发者能够将这些集群组合起来，构建更大的光线追踪加速结构，从而减少几何数据的重复处理工作，更高效地运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与光线追踪中共享同一套高精度几何数据，降低为光线追踪单独制作简化模型的需求，并提升反射与阴影与实际场景的匹配度。

另一项分区顶层加速结构（PTLAS）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，即便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，仅刷新变化的部分，同时保留未改动区域的既有结构。

结合GPU驱动的加速结构构建功能，开发者还能让GPU直接参与构建与更新操作，减少CPU端的准备工作。这些功能可单独使用，也可组合应用，以降低复杂场景中加速结构的构建与维护成本。

根据微软公布的D3D12RaytracingClusteredGeometry示例，在一组使用AMD Radeon RX 9070显卡的测试环境中，启用集群几何体后，性能从传统底层加速结构（BLAS）方案的1.2 FPS提升至79 FPS，大约提升了66倍；加速结构构建时间从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，减少了近90%。

微软强调，上述数据来自特定开发示例与测试配置，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、引擎实现方式以及GPU架构。

硬件支持方面，微软公布的首批支持范围涵盖所有英伟达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。

除光线追踪更新外，DirectX 12 Agility SDK 1.620正式版还改进了高级着色器交付（ASD）技术。

其中，部分图形程序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，可能减少着色器包体积与编译开销。不过，这项优化目前仅支持AMD Radeon RX 7000与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。