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Windows 7システム詳細コアグラフィックスアーキテクチャ

  
誰もが今考えているように、Windows 7は実際にはWindows Vistaの改良版です。 Windows 7は、Windows Vistaに基づいて多くの改善作業を行っており、多くの新機能を追加しています。その前任者と比較して、XPは非常に大きな改善を提供しますが、一方では、これらの改善は大きすぎて、ユーザーと対応するソフトウェアベンダ(DirectX 10アプリケーション開発者のような)さえそれを完全に受け入れることができません。設備の整った、Vistaのパフォーマンスは想像以上に良くはありません。 Windows 7、オペレーティングシステム自体、ソフトウェアベンダー、およびユーザーの準備が整うまでに、応答はVistaより優れています。
グラフィカルインタフェースは常にWindowsシステムの中核を成してきました。ゴーストXPからは、Windowsがポイントとしてグラフィカルデスクトップグラフィカルインタフェースを提供し始めます。これは、Vistaおよび7デスクトップ自体が3Dアプリケーションであるためだけではありません。しかし、Vistaと7はグラフィックスアクセラレーションハードウェアの役割を果たすことができます。 Windows VistaからWindows 7まで、オペレーティングシステムとGPUの組み合わせは近づいています。
Windows 7の大きなアップデートはDirectX 11.0 APIにあるとよく聞かれますが、WindowsグラフィックアーキテクチャではDirectXも重要ですが、それだけではありません。グラフィックアーキテクチャには、GPUを使用してさまざまなグラフィックアプリケーション(2D、3D、印刷など)を高速化する方法、最終的なディスプレイデバイスに表示する方法、およびデバイスの検出と制御が含まれます。グラフィックアーキテクチャにおけるウィンドウ7の更新には、主に次の側面が含まれます。
WDDM 1.1:新しいドライバーモデル
DirectX 11:更新されたDirect3D 11、および関連する新しいDirect2D API
DXVA-HD:HDビデオ再生表示装置の接続と設定を高速化する
カラーマネージメント
高DPI出力と読みやすさを向上させる
マルチGPUシステム
共同表示アダプタ(共同レンダリングとも呼ばれる)
改善点について簡単に紹介します。
Windows 7コアグラフィックスアーキテクチャ
WindowsアプリケーションはGDI(グラフィックスデバイスインターフェイス)、Direct3D、OpenGL、システムグラフィックスコンポーネントなどのさまざまなAPIを使用しますが、システムコンポーネントはWDDMを渡します。 (Windowsディスプレイドライバモデル、Longhornディスプレイドライバモデルとも呼ばれます)ハードウェアとの相互作用Vista以降、WindowsはXPで使用されているXPDMとは異なる新しいドライバモデルを使用します。システムのグラフィック特性Vistaは1.0のバージョンのWDDMを使用しますが、Windows 7の改良版はWDDM 1.1です。
WDDM 1.1によってもたらされた変更はかなりたくさんありますので、XPDMに対するWDDM 1.0の変更、つまりXPに対するVistaの変更を見てみましょう。
XPDM:非合成モデル
WDDM:Synthetic model
垂直同期パズルXP /Vistaと3Dパフォーマンステストでは、Ghost xpモデルの違いを説明しましたが、WDDMモデルでは、アプリケーションが生成したすべての表示がDWM(デスクトップウィンドウマネージャ、デスクトップ)になります。ウィンドウマネージャは単一の最終的な出力画像に合成されるので、より見やすくなり(自然にすべてのプログラムと同期します)、余分な効果(サムネイル、ズーム)が得られます。 WDDM 1.0はこの大きなアーキテクチャ上の変換を実装しているだけで、詳細はまだ完璧ではありません。
Vistaでは、GDI(GDIを使用した他の多くのグラフィック操作に加えて通常の2DウィンドウAPI)およびDirectX( Direct3Dはハードウェアアクセラレータで、GDIはハードウェアアクセラレータではありません(XPDMではGDIはハードウェアアクセラレータで処理されます)。そのため、一部のグラフィックプログラムではVistaユーザーはXPより遅く感じます。 GDIアプリケーションは、最初にCPUソフトウェアによってシステムメモリに処理され、次にグラフィックカードドライバによって割り当てられたGDIメモリ領域(システムメモリ内)に転送されます。その後、DWMがディスプレイへの画面出力を合成します。
Windows 7、GDIハードウェアアクセラレーションを取得する(下記参照) - GDIとDirect3D APIを同時に使用しても、GDIはハードウェアアクセラレーションを実行できませんが、GDIはドライバのGDIメモリ領域に直接出力されるため、1ステップが削減されます。メモリ消費量(Direct3D APIが混在する場合も有効)、当然ながら、グラフィカルプログラミングのためにフードAPIを混在させるのはお勧めできません(もちろん、GDIとDirect3Dの両方を使用するということは、古いウィンドウモード3Dアプリケーションです)。 Windowsモードのような古い3Dゲーム)
古いWDDM 1.0は前述のようにGDIアプリケーションを処理します。
Windows 7 WDDM 1.1モデルでは、別々のGDIはWDDMとGPUによってハードウェアアクセラレーションされます。同時にGDIメモリ領域を経由してDWMに出力されますが、実際の操作ではVistaよりもウィンドウ操作がスムーズになります。作業が速くなります(GDIに含まれるコンテンツが多すぎるため、ほとんどの2DアプリケーションでGDI APIが使用されているため、互換性が必要です。GDIについては、関連するコンテンツが後からあります)
Windows XP Direct3D /GDIドライバアーキテクチャWindows Vistaのコアグラフィックアーキテクチャ、XPよりはるかに豊富なWindows 7のコアグラフィックアーキテクチャ、古いGDI /GDI +は依然として別々にサポートされていますが、Windows 7は対応する機能の新しい実装を提供しますVistaのDirectX 10と比較して、Windows 7にはDirectX 11が付属し、WDDM 1.0から1.1への変更があり、DirectX 11のバージョン番号はより大きな変更を示しています。 Windows 7 DirectX 11は、以前の動作モードを変更し、Direct3D 10.1をDirect3D 11にアップグレードし、以前はVistaでハードウェアを高速化することができなかったGDI /GDI +の作業を再分割し、新しいDirect2DおよびDirectWrite APIを導入しました。
ほとんどのグラフィックス操作は、スキャン、印刷、グラフィックスのデコードを管理するWindows Image Componentに加えて、Diredt3DとGDI /GDI +によって行われますが、Vistaでは、GDIはハードウェアアクセラレータではありません。 Windows 7では、WDDMモデルの変更によるハードウェアアクセラレーションに加えて、Direct2D(2D Acceleration)、DirectWrite(テキスト処理)、およびDXGI 1.1(アプリケーション指向アプリケーション)に分類されています。たとえば、Direct2Dは、Direct3D 10を介して実際に高速化されます。
Direct2D:
ハードウェア高速化リアルタイムモード2DグラフィックスAPIそれは2Dジオメトリ、ビットマップとテキストで高性能と品質を持っています。 Direct2D APIは、GDI、GDI +、およびDirect3Dと相互運用するように設計されています。
DirectWrite:
DirectWriteは、高品質のテキストレンダリング、独立した解像度のアウトラインフォント、完全なUnicodeテキストおよびレイアウトサポートを提供します。 Direct2Dを使用する場合、DirectWriteはハードウェアアクセラレータです。
システムがDirect3D 10をサポートしていない場合、Windows 7は追加の10Level9ソフトウェア層を介して作業を完了するためにD3D9を使用しますWindows 7 DWMはDirect3Dに基づいているため、明らかに、Direct3D10グラフィックカードを使用する必要があります。 10
デジタルアンチエイリアシング:DirectWrite効果
Direct3D 11
Windows 7とDirect3D 11はD3D10のスーパーセットであり、実際にはDirect3D9とDirect3D10.1ハードウェアでの同時実行をサポートしています。 Direct 10が登場したときのようにVistaをサポートするのではなく、DirectX 11がVistaをサポートするようになるため、DirectX 10へのソフトウェア開発者の移行が遅くなる前世代のシステムと互換性がなくなります。 DirectX 11は、より受け入れやすくするために、複数のハードウェアプラットフォームと複数のオペレーティングシステム機能をサポートしています。同時に、Direc3D 11自体にも多くの改良があり、ハードウェアアクセラレーションを得るためにDirectXシステムへのより多くのGDI /GDI +を通して、ここで最初に全体的なグラフィックス操作を改善するWindows 7についての特別な記事討論(予定)があるでしょう。グラフィカルインタフェースのパフォーマンスはますます良くなっています(もちろん、これにはソフトウェアベンダが新しいDirect2D /DirectWriteで書くことが必要です)。マイクロソフトはDirectX上ですべてのグラフィックス操作を構築したいと考えています。
VistaでのGDIハードウェアアクセラレーションの欠落によるハードウェアアクセラレーションの回復、およびパフォーマンスの向上、将来のグラフィックカードメーカーは、GDIアクセラレーションを提供する必要がなくなりました。ネイティブ出力としてのデジタル出力(HDMIおよびDisplayPortをサポートし、古いVGAアナログ出力は推奨されません)を含むディスプレイ技術の範囲は、Windows 7はBlu-Ray、JPEG-XRなどのより多くのコンテンツソースのサポートを復元します。 HDR写真など
Windows 7はデフォルトのsRGBカラースペースをすべてのデバイスの統一されたワークフローとして使用しますが、精度は30ビットに向上し、各カラーチャンネルは2つ向上し、Windows 7は最大48ビットのscRGBモードをサポートします。高精度+拡張範囲+ハイダイナミクス
WDDM 1.1はドライバのサポートが必要ですBGRA、BGRAは最速のカラーフォーマットです。
ディスプレイデバイスの接続と設定
ghost xpでは、すべてのアプリケーションは統合されています。仮想デスクトップは、仮想デスクトップの解像度が64Kx64K(65536x65536)であることを示しています。仮想デスクトップはディスプレイに応じてさまざまなビューに分割され、各ビューは1つのアダプタに対応します。一方、SLIまたはCrossFireXに接続された単一のモニターは、それが単一のアダプターであることを意味します(Vistaから結合された、Linked-Adapter機能と呼ばれる)。 Windows 7では可能ですが、異なるGPUベンダーからの複数のグラフィックカードを使用することはできません。LDA設定では、xpシステムダウンローダーインターフェイスは異なる出力でローミングします。基本的に透明な、動的アダプタの切り替え動的アダプタの切り替えと呼ばれる
マルチディスプレイの下で、Windows 7は新しいグローバルショートカット機能を提供します。ウィン+ P、あなたはすぐにマルチモニタの作業状態を設定することができます。プロジェクターアプリケーション用に特別に設計されています。一般的に、Windows 7のグラフィックアーキテクチャはVistaよりも完成度が高く、アプリケーションはより便利です。最も明白なのは、GDI APIの変更で、現在のGDIアプリケーションでもxpと同様にハードウェアアクセラレーションが実現されており、Vista環境下のプロセッサでしか処理できないため、日常のアプリケーションはよりスムーズになります。
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