DirectX چیست و چرا باید آن را نصب کنیم؟

با پیشرفت تکنولوژی، جنبه‌ی بصری و گرافیک بازی‌ها بیش از گذشته مورد تغییر و تحول را تجربه کرده‌اند. در همین راستا علاوه بر پیشرفت بعد سخت افزار، بعد نرم افزاری نیز تغییراتی اساسی را تجربه کرده است تا تجربه‌ی مطلوب و رئال‌تر از گذشته در اختیار کاربران بگذارد.

این پیشرفت با مطرح شدن مفاهیم جدیدی در بعد نرم افزاری همراه بوده است. یکی از این تکنولوژی‌هایی که به صورت مستمر درباره‌ی آن صجبت می‌شود، DirectX است؛ رابط نرم افزاری که بعد مولتی مدیای ویندوز را به دوش می‌کشد و پیش از این در مقالات متعددی از ویجیاتو به آن پرداخته بودیم.

---

رابط DirectX چیست؟

دایرکت اکس (DirectX) در واقع مجموعه از رابط‌های برنامه‌نویسی نرم‌ افزار یا API (کوتاه شده‌ی Application Programming Interface) است که بعد مولتی مدیای ویندوز را برعهده دارد. رابط برنامه نویسی در واقع اشاره به زبانی مشترک میان نرم افزارهای مختلف، نرم افزار با سخت افزار و یا هر ابزاری در ارتباط با نرم افزار دارد.

رابط برنامه نویسی به DirectX به ویندوز اجازه‌ می‌دهد تا ارتباطی مستمر و بهینه میان پردازنده‌های گرافیکی، تجهیزات جانبی، سیستم صوتی و… با نرم افزارهای وابسته برقرار شود. در واقع DirectX مسؤل برقراری هرنوع تجربه‌ی مولتی مدیا در پلتفرم ویندوز است.

رابط‌های برنامه نویسی مثل DirectX به برنامه نویس و توسعه دهنده‌های نرم افزار و بازی اجازه‌ی دسترسی مستقیم به سخت افزار را می‌دهند تا تجهیزات سخت افزاری در هماهنگی بیشتری با نرم افزار کار کنند. این رابط اولین بار در سال ۱۹۹۵ معرفی شد و در سال ۲۰۱۵ جدیدترین نسخه‌ی آن یعنی DirectX 12 برای توسعه دهندگان عرضه شد.

---

رابط DirectX چه کاربردی دارد؟

رابط برنامه نویسی DirectX همان طور که اشاره شد، مسؤل ارتباط مستقیم با سخت افزار است تا تجربه‌ای هماهنگ‌تر با نرم افزار در اختیارمان قرار دهند. این موضوع در بازی‌های رایانه‌ای، تولید ویدئوهای سه‌بعدی، توسعه‌ی تجربه‌های صوتی و… به صورت ویژه به کار گرفته می‌شود تا توسعه دهنده‌های نرم افزار راحت‌تر از گذشته این ابزارها را به کار گیرند.

استفاده از این رابط‌های برنامه نویسی، پروسه‌ی تولید، توسعه و بهبود نرم افزار را در چند سال اخیر سرعت بخشیده‌اند. همچنین استفاده از این رابط‌ها تجربه‌ی مدرن‌تر از گذشته را در بخش مولتی مدیای ویندوز ممکن کرده اند. بیشترین نمود کاربردهای این رابط در توسعه‌ی بازی‌ها است؛ از این جهت نصب و استفاده‌ی این ابزار برای گیمرها ضروری است.

---

رابط DirectX از چه بخش‌هایی تشکیل شده است؟

رابط برنامه نویسی DirectX متشکل از تعدادی رابط کاربردی است که بخش مولتی مدیای ویندوز را پوشش می‌دهند. این ماژول‌ها شامل ماژول گرافیکی DirectX Graphics، ماژول DirectX Media، ماژول لوازم جانبی DirectInput، ماژول DirectPlay، ماژول DirectMusic، ماژول DirectX Media Objects، ماژول DirectSetup و تعدادی زیر مجموعه است.

این موضوع نشان می‌دهد که رابط برنامه نویسی DirectX، برخلاف تصور تنها به بعد گرافیکی محدود نمی‌شود. رابط DirectX بخش‌هایی متعددی چون گرافیک،‌ صدا، لوازم جانبی، پردازنده، ارتباط با وب و… را پوشش می‌دهد. با این وجود عمده کاربرد این سرویس در خدمت بازی‌های ویدئویی است.

---

جدیدترین نسخه‌ی DirectX کدام است و چه مزیت‌هایی دارد؟

سال ۲۰۱۸ بود که شرکت انویدیا کارت گرافیک‌های RTX خود را وارد بازار کرد. کارت‌ گرافیک‌هایی قدرتمند با تکنولوژی‌های خارق‌العاده‌ای مانند Ray Tracing و Mesh Shaders. اما مایکروسافت به دنبال ایجاد استانداردی بود که تنها مختص برند انویدیا و محصولاتش نباشد. نتیجه این تلاش DirectX 12 Ultimate بود. محصولی که در تاریخ می ۲۰۲۰ از طریق آپدیت ویندوز ۱۰ دراختیار کاربران قرار گرفت.

DirectX 12 Ultimate چیست؟

نسخه‌ جدید DirectX تلاش می‌کند تکنولوژی‌های جدید بصری را در قالب یک محصول به کاربران کامپیوتر و ایکس باکس هدیه دهد. انتشار نسخه جدیدی از DirectX همیشه خبری خوش برای گیمرها بوده است. این بار DirectX 12 Ultimate قابلیت‌های بی‌نظیری مانند Real-Time Ray Tracing را که فعلا تنها کارت گرافیک‌های انویدیا از آن پشتیبانی می‌کنند برای کاربران به ارمغان آورده است.

چنین قابلیت‌هایی موجب می‌شوند بازی‌های ویدیویی یک پله به واقعیت نزدیک‌تر شوند. قرار است در آینده کارت گرافیک‌های شرکت AMD درکنار Xbox Series X نیز از DirectX 12 Ultimate پشتیبانی کنند. حال بیایید نگاهی به قابلیت‌های جدید DirectX 12 Ultimate بیاندازیم.

DirectX Raytracing 1.1

Ray Tracing یک پدیده جدید در بخش گرافیکی بازی‌های ویدیویی است. مایکروسافت نسخه خود از این تکنولوژی را DirectX Raytracing یا DXR نامیده است. به لطف این تکنولوژی می‌توانیم از این پس در بازی‌های ویدیویی یک نورپردازی واقع‌گرایانه و داینامیک را مشاهده کنیم. برای مثال بازتاب‌های واقع‌گرایانه نور از سطح اشیاء یا آب، پرتوهای عبور کرده نور به داخل محیط و عمق رنگی بیشتر. ویدیو‌های زیادی درخصوص این تکنولوژی منتشر شده‌ که درصورت علاقه می‌توانید تماشایشان کنید.

سایه‌ گذاری متغیر (Variable Rate Shading)

Variable Rate Shading یکی دیگر از قابلیت‌هایی است که در DX12 حضور داشت. Shaderها به سیستم می‌گویند هر پیکسل باید چه رنگی، روشنایی و کانتراستی داشته باشد. این یک پردازش بسیار سنگین است و دقیقا اینجاست که Variable Rate Shading پا به میدان می‌گذارد. Variable Rate Shading مهم‌ترین قسمت‌های یک سکانس از بازی ویدیویی را تحت تاثیر قرار می‌دهد و باعث می‌شود قسمت‌های کم اهمیت‌تر فشار کمتری به GPU وارد کنند.

تصور کنید در Forza Horizon مشغول رانندگی با یک ماشین به سمت پایین جاده هستید. طبیعی است که شما نیاز داشته باشید اتومبیلتان را با تمام جزئیات تماشا کنید. اما درخت، فنس و تیرهای برقی که به سرعت برق از کنارتان می‌گذرند نیازی به جزئیات بالا ندارند. ممکن است تاثیر Variable Rate Shading چندان به چشم نیاید، اما مسئله اینجاست که در پشت صحنه فشار بسیار کمتری به سیستم شما وارد می‌شود و فضای بیشتری برای پردازش‌های گرافیکی اضافه در اختیارتان قرار می‌دهد.

Mesh Shaders

مانند Variable Rate Shading، این بار Mesh Shaders هم تلاش می‌کند تا سیستم شما بهینه‌تر کار کند. این قابلیت به بازی‌سازان اجازه می‌دهد دنیاهایی پرجزئیات بسازند، بدون اینکه CPU یا پردازنده اصلی سیستم با فشار مضاعف روبه‌رو شود. درواقع Mesh Shaders قدرت پردازنده را ارزیابی می‌کند و تشخیص می‌دهد چه جزئیاتی باید در صحنه حضور داشته باشند.

آبجکت‌هایی که از اهمیت بالایی در صحنه برخوردارند جزئیات بیشتری دارند و از طرفی آبجکت‌های کم‌ اهمیت جزئیات کمتری خواهند داشت. درواقع تعداد ساختار مثلثی اجزا یک صحنه (ساختار مثلثی پایه و اساس طراحی‌های سه بعدی است) نسبت به اهمیتشان در تصویر متفاوت است. Mesh Shaders به شما کمک می‌کند فریم ریت بیشتری به دست آورید و فشار کمتری به سیستمتان وارد شود.

Sampler Feedback

Sampler Feedback نیز یکی دیگر از تکنولوژی‌هایی محسوب می‌شود که بهینه‌تر شدن بازی‌های ویدیویی کمک می‌کند. انویدیا درخصوص Sampler Feedback می‌گوید «به وسیله این تکنولوژی می‌توانیم سایه‌زنی آبجکت‌هایی که در هر فریم از یک صحنه تغییر نمی‌کنند را بهبود بخشیم. حتی می‌توانیم از رنگ‌بندی استفاده شده در فریم‌های قبلی استفاده کنیم و مقدار پردازش‌ها را کاهش دهیم».

Sampler Feedback به سیستم این قدرت را می‌دهد تا بتواند باهوش‌تر تصمیم بگیرد چه زمانی باید از چه نوع تکسچرهایی استفاده کند. این درحالی است که تمام پردازش‌ها فشار کمتری به GPU شما وارد می‌کنند و باعث می‌شوند ظرفیت بیشتری برای مصرف کردن دراختیار داشته باشید.در چنین شرایطی دیگر شاهد مشکلاتی مانند Stuttering یا پارگی تصویر نخواهیم بود.

---

کلام انتهایی

به صورت کلی رابط برنامه نویسی DirectX و به ویژه نسخه‌ی انتهایی آن قرار است به بهتر شدن جلوه‌های بصری بازی‌های ویدیویی و بهینه‌تر شدن پردازش‌های مولتی مدیا کمک کند. هرچند همه چیز در اختیار این تکنولوژی نیست و در محله اول مهم است که بازی‌سازها تا چه اندازه از آن استفاده کنند.

با این حال استفاده از این رابط کاربری مدرن می‌توان دری را برای بسیاری از توسعه دهندگان پلتفرم ویندوز و ایکس باکس‌های نسل جدید باز کند. به کمک این تکنولوژی می‌توانیم تجربه‌ی بهتر هم در توسعه و هم در محصول، از بازی‌های ویدئویی داشته باشیم.