图形API再革命!DirectX 11新技术预览

● Tessellation镶嵌处理

    大家都知道，计算机上所显示出来的3D图形都是有无数个多边形组成，那么想要生成一幅3D图形，就必须经历多边形的生成这一个步骤。但是在DirectX 10到来之前，多边形的生成都是CPU的工作,而GPU只能对像素进行处理。比如基于DirectX 9的GPU如果需要建立3D模型，必须先依赖CPU生成多边形，然后由GPU调入进行贴图处理。这个现象在DirectX 10时代有所改观，加入了几何渲染单元（Geometry Shader）。但是，在我们之前介绍G80的时候就提到过，几何渲染单元的作用是将CPU生成的多边形进行加强、复制，并没有生成三角形的功能。比如CPU给出多边形信息，GPU利用几何渲染单元将同类的多边形加以复制处理，然后再进行贴图等后续操作。

    可以看出，在DirectX 10中，三角形的生成实际上还是由CPU在完成。而DirectX 11新增加的镶嵌处理则可以在一定程度上生成多边形，在顶点渲染和几何渲染的中间加入了Hull Shader、Tessellator和Domain Shader这三个单元，这三个单元的目的正式为了完成生成多边形的工作。如下图：

    那么，镶嵌处理是如何工作的呢？首先，GPU依然从CPU那里获得多边形的数据和资料，然后顶点渲染单元（Vertex Shader）生成定点，并制定控制点；接下来，处理好的资料会被传输到Hull Shader模块，Hull Shader模块会根据程序载入控制点，生成如贝塞尔曲线等平滑曲线，并对数据进行基础处理；之后Hull Shader再将调整好的数据传输给Tessellator模块，利用Tessellator生成大批量的、确定数量的点（需要注意的是Tessellator并不知道控制点的相关信息），这样Tessellator就会在原有多边形区域内（控制点所确定的区域内）确定大量的点；而得到数据的Domain Shader模块会将这些点转换成3D处理中的顶点，最后GPU生成曲线以及多边形。

    Tessellation镶嵌处理所带来的好处非常多，首先CPU的压力被转移到了GPU，从而释放了GPU的资源占用率，而CPU空闲出来的性能可以更好的完成AI处理等工作。同时，Tessellation仅仅需要少量的数据点就可以生成大量的多边形，智能调节远/近景图像的生成。比如，比较远的图像可以使用低档次的特效等级，主要对轮廓进行生成；而比较近的图像可以使用高等级的特效，体现出图像细节。