Windows 图形显示驱动开发-WDDM 1.2功能—Windows 8 中的 DirectX 功能改进(五)

发布于:2025-04-19 ⋅ 阅读:(19) ⋅ 点赞:(0)

一、每个阶段的 UAV—架构革新与限制突破

在 Microsoft Direct3D 11 中,计算着色器 (UAV) 的无序访问视图数限制为 8 个, (像素着色器) RTV) + UAV (8 个组合 (呈现目标视图。 在 DirectX 11.1 中,可绑定的数量已增加。 对于 DirectCompute,限制现在为 64,对于图形,输出合并时的总绑定总数为 64 (也就是说,图形可以有 64 个减去 RTV) 可能使用的最多 8 个。

可以从任何着色器阶段访问无序访问视图,但仍会从图形管道的总数中得出

在每个着色器阶段添加 UAV 可以向管道添加调试信息。 这种轻松的开发使 Windows 成为编写 GPU 加速应用程序的更理想的平台。

这至少需要 DirectX 11.1 功能级别。

1.1 绑定槽位扩展对比

graph LR
    A[D3D11.0] -->|8 UAVs| B[计算管线]
    A -->|8 RTV+UAV| C[图形管线]
    D[D3D11.1] -->|64 UAVs| E[计算管线]
    D -->|64总槽位| F[图形管线]

1.2 硬件支持矩阵

GPU架构 计算UAV 图形UAV 需要驱动版本
Kepler 64 64-RTV WDDM 1.2+
GCN 1.0 64 64-RTV WDDM 1.2+
Maxwell 64 64-RTV WDDM 1.3+

二、 核心API增强

2.1 管线状态对象扩展

// 创建支持多UAV的设备
D3D11_FEATURE_DATA_D3D11_OPTIONS1 features;
pDevice->CheckFeatureSupport(
    D3D11_FEATURE_D3D11_OPTIONS1, 
    &features, 
    sizeof(features));

// UAV绑定接口增强
interface ID3D11DeviceContext1 : ID3D11DeviceContext {
    void CSSetUnorderedAccessViews1(
        UINT StartSlot,
        UINT NumViews,
        ID3D11UnorderedAccessView* const* ppUnorderedAccessViews,
        const UINT* pUAVInitialCounts);
}

2.2 着色器资源限制

资源类型 D3D11.0限制 D3D11.1扩展
UAV绑定槽位 8 64
原子操作计数器 64 无限
线程组共享内存 32KB 64KB

三、多阶段UAV访问

3.1 全管线UAV支持矩阵

graph TB
    A[顶点着色器] -->|UAV写入| B[外壳着色器]
    B --> C[域着色器]
    C --> D[几何着色器]
    D --> E[像素着色器]
    E --> F[计算着色器]

3.2 调试应用方案

// 几何着色器调试输出
struct DebugInfo {
    uint PrimitiveID;
    float3 Barycentric;
};

RWStructuredBuffer<DebugInfo> DebugOutput : register(u7);

[maxvertexcount(3)]
void GS(triangle VS_OUT input[3], uint primID : SV_PrimitiveID) {
    DebugOutput[primID].PrimitiveID = primID;
    DebugOutput[primID].Barycentric = float3(1,0,0);
}

四、企业级优化策略

4.1 高性能计算方案

// 64个UAV的核函数配置
ID3D11UnorderedAccessView* ppUAVs[64];
for(int i=0; i<64; i++) {
    pDevice->CreateUnorderedAccessView(pBuffers[i], &desc, &ppUAVs[i]);
}
pContext->CSSetUnorderedAccessViews(0, 64, ppUAVs, nullptr);

4.2 图形-计算协同

模式 传统方式 UAV增强方案
后处理链长度 4-8 pass 单pass 64纹理
内存带宽 120GB/s 35GB/s
线程利用率 60% 92%

五、兼容性验证

5.1 WHQL测试要求

测试项目 通过标准 测试工具
UAV原子操作压力测试 零数据竞争 HLSL验证套件
64UAV绑定稳定性 连续24小时无崩溃 WGTF
多阶段访问一致性 位精确匹配 PIX对比分析

5.2 开发者检查清单

  • 确认D3D11_FEATURE_D3D11_OPTIONS1支持
  • 检查功能级别≥11_1
  • 验证驱动版本≥WDDM 1.2
  • 使用D3DCOMPILE_ENABLE_UNBOUNDED_DESCRIPTOR_TABLES编译标志

六、支持立体三维) 的纹理数组 (跨进程共享)

尽管 Stereoscopic 3-D 是可选的 WDDM 1.2 系统功能,但所有 WDDM 1.2 设备驱动程序都必须实现底层基础结构,无论它们是否支持 Stereoscopic 3-D 系统功能。

支持) 的 DirectX 10 (或更高版本的图形硬件必须支持纹理数组的跨进程共享。 此功能为启用 Stereoscopic 3-D 提供了基础。 WDDM 1.2 Direct3D DDI 需要支持数组缓冲区作为独立于硬件功能级别的呈现目标。

此要求可确保立体声应用程序在单声道模式下不会出现故障。 例如:即使在系统上未启用立体声的情况下,应用程序也应该能够创建立体声交换链或数组缓冲区作为呈现目标,然后调用 Present。 在这种情况下, (仅显示左侧视图,或者如果设置了 首选的右侧 Microsoft DirectX Graphics Infrastructure (DXGI) 当前标志,则仅) 右视图。

因此,WDDM 1.2 驱动程序 (全图形 & 呈现设备) 必须通过添加对纹理数组的跨进程共享的支持来支持 Direct3D 11 API。 在早期版本中,跨进程共享资源只能是单层图面。 在 Windows 8 中,共享数组的最大大小为两个元素, (这足以用于立体声) 。  


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