10 anni di DirectX 12: Microsoft festeggia l'anniversario dell'API alla base dei videogiochi

Con il debutto nel 2015, DirectX 12 nasce con un obiettivo chiaro: ridurre l'overhead del driver e permettere agli sviluppatori di gestire in modo diretto le risorse hardware. Questo approccio ha consentito di ottenere frame rate più stabili, latenze inferiori e una maggiore scalabilità tra PC Windows e console, elementi fondamentali per i giochi moderni.

Nel corso di dieci anni, l'API si è evoluta costantemente, introducendo tecnologie che hanno inciso in modo profondo sul rendering in tempo reale e sull'efficienza delle GPU. Così il product manager di Microsoft Stefan Bojanic ha deciso di celebrare i 10 anni dell'API ripercorrendo alcune delle fase principali di questa evoluzione e dando uno sguardo al futuro.

DirectX 12 Ultimate, ray tracing e prestazioni estreme

Un passaggio chiave avviene nel 2018 con l'arrivo di DirectX Raytracing (DXR), sviluppato per sfruttare le prime GPU consumer dotate di hardware dedicato al calcolo dei raggi. DXR consente di simulare il comportamento fisico della luce in tempo reale, con riflessi accurati, ombre dinamiche e illuminazione globale che reagisce correttamente a ogni oggetto della scena.

Questa tecnologia ha trasformato effetti precedentemente riservati alla produzione cinematografica in funzionalità utilizzabili nei giochi, portando a una revisione completa delle pipeline di rendering basate sulla rasterizzazione tradizionale.

Accanto al ray tracing, Variable Rate Shading permette di modulare il carico di lavoro della GPU all'interno dell'immagine, aumentando il dettaglio dove l'occhio del giocatore si concentra e riducendo lo sforzo nelle aree meno rilevanti. Questo approccio consente incrementi prestazionali che in alcuni casi arrivano fino al 14% a parità di hardware.

Un altro elemento centrale dell'evoluzione di DirectX 12 è rappresentato dai Mesh Shaders, che sostituiscono il tradizionale modello basato su vertex e geometry shader. Questa tecnologia migliora la gestione della geometria complessa, riduce l'overhead del driver e consente di visualizzare mondi di gioco più vasti e dettagliati con frame rate più stabili, un aspetto fondamentale per gli open world di nuova generazione.

Nel 2020 Microsoft introduce DirectX 12 Ultimate, uno standard unico che racchiude tutte le principali funzionalità di nuova generazione: DXR, Variable Rate Shading, Mesh Shaders e Sampler Feedback. Il marchio Ultimate rappresenta una garanzia di compatibilità per gli utenti e semplifica lo sviluppo multipiattaforma grazie all'utilizzo di un unico set di funzionalità avanzate su PC e console Xbox.

Miglioramenti visivi automatici e caricamenti accelerati

Nel 2021 debutta AutoHDR, una soluzione a livello di sistema che amplia dinamicamente gamma cromatica e luminosità nei giochi che non supportano nativamente l'HDR. Il risultato consiste in un miglioramento visivo immediato per numerosi titoli del passato, senza interventi diretti da parte degli sviluppatori.

Nel 2022 l'attenzione si sposta sui tempi di caricamento con DirectStorage, una tecnologia che sfrutta la GPU per la decompressione dei dati bypassando la CPU. In questo modo viene accelerato lo streaming degli asset e ridotte in modo significativo le attese per i caricamenti

Presente e futuro di DirectX 12

Le innovazioni recenti puntano su un utilizzo ancora più efficiente dell'hardware. Work Graphs consente agli sviluppatori di orchestrare carichi di lavoro altamente paralleli direttamente sulla GPU, il che migliora la gestione simultanea di rendering e calcolo. Questa tecnologia apre la strada a mondi più reattivi e a una migliore scalabilità su dispositivi diversi.

A questo si affianca Automatic Super Resolution (AutoSR), che standardizza il supporto all'upscaling con IA. AutoSR migliora qualità visiva e frame rate nei titoli esistenti senza richiedere modifiche ai motori grafici.

Microsoft continua a lavorare su nuove ottimizzazioni come Opacity Micromaps per ridurre il carico degli shader nelle scene in path tracing, Shader Execution Reordering per incrementare il frame rate e Advanced Shader Delivery, che precompila e distribuisce gli shader via cloud. Quest'ultima tecnologia riduce lo stuttering e i tempi di caricamento fino all'85% in alcuni titoli ed è già disponibile su dispositivi come ROG Xbox Ally.

Le sperimentazioni su Cooperative Vectors e sulle future estensioni di algebra lineare mirano inoltre a rafforzare l'integrazione tra grafica e IA così da realizzare una base comune per il calcolo ad alte prestazioni all'interno della pipeline GPU.

Dopo dieci anni di evoluzione, DirectX 12 rimane una componente centrale dello sviluppo videoludico moderno e continua a definire le fondamenta tecniche su cui vengono costruiti i giochi di nuova generazione.