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2．降低CPU依赖性

    在降低CPU依赖性方面，DirectX 10 引入的三个重要机制就是：纹理阵列(texture arrays)、绘制断言(predicated draw)和数据流输出(stream out)。不要被这三个晦涩的名词吓倒，实际上它们是三个不难理解的机制。

    首先我们来看纹理阵列。传统的DirectX在多张纹理中进行切换的操作是一个很消耗CPU的操作，因为每切换一次，都要调用一次DirectX的API函数。而每绘制一个使用新纹理的物体，就要进行一次这样的切换操作；有时为了实现特殊的材质特效，绘制一个物体时可能就要切换好几次纹理，开销很大。

    所以，以前游戏美工们经常索性将大量的小纹理拼合到一张大的纹理中，通过给不同的三维物体分配这张大纹理的不同局部以期减少纹理切换，提高游戏运行效率。然而，想想也知道，这件事做起来会非常麻烦，而且DirectX 9中对纹理的尺寸的限制是4048×4048像素，也就是说，如果要容下更多的小纹理块，可能就得开辟很多张这样的大纹理。

    DirectX 10引入的新的纹理阵列机构，将允许在一个由显卡维护的阵列中容纳512张单独的纹理，而且，在shader程序中可以使用一条新的指令来获取这个阵列中的任意一张纹理。而这种shader指令是运行在GPU中的；这样，就把原来要消耗很多CPU时间的纹理切换工作轻松地转给了GPU。由于纹理一般是直接放在显存中的，所以这件事由同显存一起放在显卡上的GPU来完成真是天经地义，大快人心。现在，在应用程序的层面，只要一开始设置好纹理阵列中的纹理，然后每次绘制一个物体时为它指定一个纹理的索引号，并同物体三维数据一起传递到shader中，就可以放心的让GPU来给物体选纹理了。

    然后说说绘制断言。在一般的三维场景里，很多物体都是完全被别的物体挡在后面的。这时候如果要显卡绘制这些物体就是白费力气。尽管高级的GPU可以通过硬件算法将场景画面中被挡住的像素（注意是像素）预先剔除，但是仍然会有一些处理消耗。例如，一个完全被挡住的复杂的角色模型，它的身上可能有几千个顶点，需要做复杂的骨骼皮肤动画处理、顶点光照运算等等——然而，GPU是在处理完这些顶点之后，并要把这个角色模型一个像素一个像素地画到画面中时，才开始判断每个像素是否需要画——当所有的像素都被剔除了时，之前做的顶点处理也就全白费了。于是，游戏开发者们想出了一个方法来解决这个问题，这就是绘制断言。

    简言之就是用一个可以代表某个复杂物体的简单物体来判断这个物体是否被全部挡住了——例如用一个可以罩住刚才那个角色的大盒子，当绘制这个盒子时，如果所有的像素都被P掉了，也就说明这个盒子肯定完全看不见，更甭说里边的角色了，也就不用做什么骨骼皮肤运算啦之类的操作了。一个盒子顶多有八个顶点，这学过初中几何的人都知道，相比处理几千个顶点，开销小得多。但是，以前这步中有些部分也是要在CPU中完成的。现在，在DirectX 10中，已经彻彻低低的交由GPU来做了。真是很周到啊。

    最后来看看数据流输出。这是一个DirectX 10中的非常重要的特性，它允许GPU上的Vertex shader或Geometry shader向显存中添加数据！您也许觉得这感觉没什么，然而在以往的vertex shader中是史无前例的。以前的DirectX中，vertex shader只能读取显存中已有的顶点数据；而DirectX 10中引入的新的Geometry shader，不但能读取显存中的顶点数据、几何（点、线段、三角形）数据，还可以生成新的几何数据放回显存。鉴于其重要性，这一机制我们将在第四节：几何Shader以及Stream Out中单独介绍。

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