Microsoft ускори трасирането на лъчи в DirectX 12 с до 90%

На събитието Game Developers Conference 2025 Microsoft представи актуализация на графичната платформа DirectX: технологията Shader Execution Reordering (SER) вече е налична в компонента DXR (DirectX Raytracing) 1.2. Това е начин за оптимизиране на задачите по трасиране на лъчи, отговорни за реалистичното осветление, отраженията и сенките в съвременните игри.

В обичайната версия задачите по трасиране на лъчи се изпълняват по „хаотичен“ начин. При представянето на сцената някои светлинни лъчи могат бързо да се пресичат с други обекти, докато други могат да изминат дълъг път, който изисква сложни изчисления. В резултат на това графичният процесор изпълнява разнородни задачи по разбъркан начин, което намалява ефективността на паралелната обработка, с която са известни видеокартите. SER помага за решаването на този проблем: разработчикът вече може да укаже на хардуера директно в кода на шейдъра кои изчисления са подобни и кои трябва да бъдат групирани заедно. Видеокартата сама организира изпълнението на нишките, което води до цялостно повишаване на производителността.

Преди DXR позволяваше на драйвера сам да разпределя натоварването, но сега разработчикът може да влияе на този процес. При SER в шейдърния език HLSL има примитиви, чрез които разработчикът заявява нов ред на обработка на нишките. Поддръжката на SER се превърна в задължителен компонент на стандарта Shader Model 6.9. Това означава, че драйверите задължително обработват правилно такъв код, въпреки че ефективността на мерките за оптимизация може да зависи от хардуера.

Практическият ефект на SER беше демонстриран в играта Alan Wake 2. В комбинация с технологията Opacity Micromaps (OMM) механизмът SER спомогна за увеличаване на производителността при трасиране на лъчи с около 1/3. За геймърите това означава, че могат да очакват увеличение на честотата на кадрите, а за разработчиците – възможност за добавяне на допълнителни графични ефекти.

Традиционният алгоритъм за трасиране на лъчи включваше комбинация от два етапа: самото трасиране на лъчи и събиране на информация за попаденията на лъчите, както и допълнителна обработка на тази информация от шейдъра. С помощта на SER разработчикът може първо да извърши първия етап в цялата сцена, да събере подобни попадения на лъча, да ги групира и едва след това да стартира допълнителна обработка в пакета. Това спомага за оптимизиране на потреблението на системни ресурси. В тестов пример на видеокарта Nvidia GeForce RTX 4090 технологията SER даде увеличение на честотата на кадрите с около 40%, а на някои видеокарти Intel Arc B-series – до 90%.