Direct3D

Direct3D هي واجهة برمجة تطبيقات رسومية (API) لنظام التشغيل مايكروسوفت ويندوز . تُعد Direct3D جزءًا من DirectX ، وتُستخدم لعرض الرسومات ثلاثية الأبعاد في التطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا، مثل الألعاب. تستخدم Direct3D تسريع الأجهزة إذا كان متاحًا في بطاقة الرسومات ، مما يسمح بتسريع مسار عرض الرسومات ثلاثية الأبعاد بالكامل أو حتى تسريع جزء منه. تُتيح Direct3D الاستفادة من إمكانيات الرسومات المتقدمة لأجهزة الرسومات ثلاثية الأبعاد، بما في ذلك التخزين المؤقت للعمق (Z-buffering ) ^{[ 1 ]} ، والتخزين المؤقت للعرض ( W-buffering) ^{[ 2 ]} ، وتخزين الاستنسل المؤقت ، ومكافحة التعرج المكاني ، ومزج ألفا ، ومزج الألوان، ورسم الخرائط متعددة المستويات (mipmapping ) ، ومزج النسيج ^{[ 3 ] [ 4 ]} ، والقص ، والاستبعاد ، والتأثيرات الجوية، ورسم خرائط النسيج المصححة للمنظور ، ومظللات HLSL القابلة للبرمجة ^{[ 5 ]،} والتأثيرات. ^{[ 6 ]} يتيح التكامل مع تقنيات DirectX الأخرى لـ Direct3D تقديم ميزات مثل رسم خرائط الفيديو، وعرض ثلاثي الأبعاد للأجهزة في مستويات تراكب ثنائية الأبعاد ، وحتى الصور المتحركة ، مما يوفر استخدام الرسومات ثنائية وثلاثية الأبعاد في روابط الوسائط التفاعلية.

يحتوي Direct3D على العديد من الأوامر لعرض رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد ؛ ومع ذلك، منذ الإصدار 8، حلّ Direct3D محل إطار عمل DirectDraw ، وتولى أيضًا مسؤولية عرض الرسومات ثنائية الأبعاد . ^{[ 7 ]} تسعى مايكروسوفت باستمرار إلى تحديث Direct3D لدعم أحدث التقنيات المتاحة في بطاقات الرسومات ثلاثية الأبعاد. يوفر Direct3D محاكاة برمجية كاملة للرؤوس ، ولكنه لا يوفر محاكاة برمجية للبكسل للميزات غير المتوفرة في الأجهزة. على سبيل المثال، إذا كان البرنامج المبرمج باستخدام Direct3D يتطلب مُظلِّلات بكسل ، وكانت بطاقة الفيديو في جهاز المستخدم لا تدعم هذه الميزة، فلن يقوم Direct3D بمحاكاتها، على الرغم من أنه سيحسب ويعرض المضلعات والنسيج للنماذج ثلاثية الأبعاد، ولكن بجودة وأداء أقل عادةً مقارنةً بنظيرتها في الأجهزة. تتضمن واجهة برمجة التطبيقات (API) مُرَسِّمًا مرجعيًا (أو جهاز REF)، والذي يحاكي بطاقة رسومات عامة في البرمجيات، على الرغم من أنه بطيء جدًا بالنسبة لمعظم تطبيقات ثلاثية الأبعاد في الوقت الفعلي، ويُستخدم عادةً فقط لأغراض تصحيح الأخطاء. يتضمن نظاما التشغيل ويندوز 7 وويندوز فيستا حزمة الخدمة الثانية مع تحديث النظام الأساسي برنامجًا جديدًا لتحويل الصور النقطية في الوقت الفعلي، يُدعى WARP ، مصممًا لمحاكاة مجموعة الميزات الكاملة لـ Direct3D 10.1 ؛ ويُقال إن أداءه يُضاهي أداء بطاقات الرسومات ثلاثية الأبعاد منخفضة الأداء على وحدات المعالجة المركزية متعددة النوى. ^{[ 8 ]}

كجزء من DirectX ، يتوفر Direct3D لأنظمة Windows 95 والإصدارات الأحدث، وهو الأساس لواجهة برمجة تطبيقات الرسومات المتجهة في مختلف إصدارات أنظمة Xbox . تتضمن طبقة توافق Wine ، وهي برنامج مجاني يُعيد تنفيذ العديد من واجهات برمجة تطبيقات Windows، تطبيقًا لـ Direct3D.

المنافس الرئيسي لـ Direct3D هو OpenGL من Khronos و Vulkan الذي تلاه . كان مشروع Fahrenheit محاولة من مايكروسوفت و SGI لتوحيد OpenGL وDirect3D في التسعينيات، لكنه أُلغي في النهاية.

• Direct3D 6.0 – تعدد النسيج
• Direct3D 7.0 – تحويل الأجهزة، والقص، والإضاءة (TCL/T&L)، DXVA 1.0
• Direct3D 8.0 – Pixel Shader 1.0/1.1 & Vertex Shader 1.0/1.1 ^{[ 9 ]}
• Direct3D 8.1 – Pixel Shader 1.2/1.3/1.4 ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}
• Direct3D 9.0 – Shader Model 2.0 (Pixel Shader 2.0 & Vertex Shader 2.0)
• Direct3D 9.0a – Shader Model 2.0a (Pixel Shader 2.0a & Vertex Shader 2.0a)
• Direct3D 9.0b – Pixel Shader 2.0b، H.264
• Direct3D 9.0c – آخر إصدار مدعوم لنظامي التشغيل Windows 98 / ME (الإصدارات المبكرة) ^{[ 13 ]} ولنظامي التشغيل Windows 2000 / XP (جميع الإصدارات)؛ ^{[ 14 ]} Shader Model 3.0 (Pixel Shader 3.0 & Vertex Shader 3.0)
• Direct3D 9Ex – خاص بنظام التشغيل Windows Vista فقط؛ Direct3D 9.0c، Shader Model 3.0، Windows Graphics Foundation 1.0، GPGPU ، DXVA 2.0
• Direct3D 10.0 – ويندوز فيستا/ويندوز 7؛ Shader Model 4.0 ، Windows Graphics Foundation 2.0
• Direct3D 10.1 – Windows Vista SP1/Windows 7؛ Shader Model 4.1، Windows Graphics Foundation 2.1
• Direct3D 11.0 – Windows Vista SP2/ Windows 7 ؛ Shader Model 5.0، Tessellation، Multi-Threaded rendering، Compute shaders ، يتم تنفيذها بواسطة الأجهزة والبرامج التي تعمل بنظام Direct3D 9/10/10.1
• Direct3D 11.1 – ويندوز 8 (مدعوم جزئيًا أيضًا على ويندوز 7 SP1)؛ عرض ثلاثي الأبعاد مجسم، H.265
• Direct3D 11.2 – ويندوز 8.1 ؛ موارد مُجزأة
• Direct3D 11.3 – ويندوز 10
• Direct3D 12.0 – ويندوز 10 ؛ واجهة برمجة تطبيقات العرض منخفضة المستوى ، Shader Model 5.1 و 6.0
• Direct3D 12.1 – ويندوز 10؛ تتبع الأشعة DirectX
• Direct3D 12.2 – ويندوز 10؛ DirectX 12 Ultimate

في عام 1992، أسس كل من سيرفان كيوندجيان، ودوغ رابسون، وكيت سيكينغز شركةً باسم ريندرمورفيكس، والتي طورت واجهة برمجة تطبيقات رسومية ثلاثية الأبعاد تُسمى ريالييتي لاب ، والتي استُخدمت في برامج التصوير الطبي وبرامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD). ^{[ 15 ]} صدرت نسختان من هذه الواجهة. ^{[ 16 ]} استحوذت مايكروسوفت على ريندرمورفيكس في فبراير 1995، وانضم إليها فريقها لتطوير محرك رسوميات ثلاثية الأبعاد لنظام ويندوز 95.  [ ^{17 ] صدرت} النسخة الأولى من دايركت ثري دي ضمن دايركت إكس 2.0 (2 يونيو 1996) ودايركت إكس 3.0 (26 سبتمبر 1996).

طبّقت Direct3D في البداية واجهة برمجة تطبيقات ثلاثية الأبعاد " للوضع الفوري "، ثم أضافت إليها واجهة برمجة تطبيقات ثلاثية الأبعاد " للوضع المُحتفظ به ". ^{[ 18 ]} كان كلا النوعين من واجهات برمجة التطبيقات مُتاحين بالفعل مع الإصدار الثاني من Reality Lab قبل إصدار Direct3D. ^{[ 16 ]} ومثل واجهات برمجة تطبيقات DirectX الأخرى، مثل DirectDraw ، اعتمدت كلتاهما على COM . كانت واجهة برمجة تطبيقات الوضع المُحتفظ به عبارة عن واجهة برمجة تطبيقات لمخطط المشهد ، ولم تحظَ بانتشار واسع. طالب مطورو الألعاب بتحكم مباشر أكبر في أنشطة الجهاز مما كان يوفره الوضع المُحتفظ به في Direct3D. لعبتان فقط حققتا مبيعات كبيرة، وهما Lego Island و Lego Rock Raiders ، اعتمدتا على الوضع المُحتفظ به في Direct3D، لذلك لم تُحدّث مايكروسوفت واجهة برمجة تطبيقات الوضع المُحتفظ به بعد DirectX 3.0.

في DirectX 2.0 و3.0، استخدم وضع Direct3D الفوري نموذج برمجة "مخزن التنفيذ المؤقت"، الذي كانت مايكروسوفت تأمل أن يدعمه مصنّعو الأجهزة بشكل مباشر. كان من المفترض أن تُخصص مخازن التنفيذ المؤقتة في ذاكرة الجهاز، وأن يقوم الجهاز بتحليلها لتنفيذ عملية العرض ثلاثي الأبعاد. إلا أن برمجتها كانت تُعتبر معقدة للغاية في ذلك الوقت، مما أعاق اعتماد واجهة برمجة التطبيقات الجديدة، ودفع إلى مطالبات لمايكروسوفت باعتماد OpenGL كواجهة برمجة تطبيقات رسمية للعرض ثلاثي الأبعاد للألعاب وتطبيقات محطات العمل. ^{[ 19 ]}

بدلاً من اعتماد OpenGL كواجهة برمجة تطبيقات للألعاب، اختارت مايكروسوفت مواصلة تحسين Direct3D، ليس فقط لتكون قادرة على المنافسة مع OpenGL، ولكن للتنافس بشكل أكثر فعالية مع واجهات برمجة التطبيقات الاحتكارية الأخرى مثل Glide من 3dfx .

منذ البداية، دعم الوضع الفوري أيضًا عرض تاليسمان المتجانب باستخدام طرق BeginScene/EndScene الخاصة بواجهة IDirect3DDevice.

لم تكن هناك تغييرات جوهرية مخططة لـ Direct3D لـ DirectX 4.0 ، والذي كان من المقرر إصداره في أواخر عام 1996 ثم تم إلغاؤه. ^{[ 20 ]}

في ديسمبر 1996، تولى فريق في ريدموند تطوير وضع Direct3D الفوري، بينما واصل فريق RenderMorphics في لندن العمل على الوضع المُحتفظ به. أضاف فريق ريدموند واجهة برمجة التطبيقات DrawPrimitive التي ألغت حاجة التطبيقات إلى إنشاء مخازن مؤقتة للتنفيذ، مما جعل Direct3D أقرب شبهاً بواجهات برمجة تطبيقات العرض الفوري الأخرى مثل Glide و OpenGL . صدرت النسخة التجريبية الأولى من DrawPrimitive في فبراير 1997، ^{[ 21 ]} وصدرت النسخة النهائية مع DirectX 5.0 في أغسطس 1997. ^{[ 22 ]}

إلى جانب تقديم واجهة برمجة تطبيقات الوضع الفوري الأسهل استخدامًا، أضاف DirectX 5.0 طريقة SetRenderTarget التي مكّنت أجهزة Direct3D من كتابة مخرجاتها الرسومية إلى مجموعة متنوعة من أسطح DirectDraw. ^{[ 23 ]}

قدّم DirectX 6.0 (الذي صدر في أغسطس 1998) العديد من الميزات لتغطية الأجهزة الحديثة (مثل تعدد النسيج ^{[ 24 ]} ومخازن الاستنسل )، بالإضافة إلى مسارات هندسية مُحسّنة لـ x87 و SSE و 3DNow!، وإدارة نسيج اختيارية لتبسيط البرمجة. ^{[ 25 ]} كما تضمّن Direct3D 6.0 دعمًا لميزات حصلت مايكروسوفت على ترخيصها من مُصنّعي أجهزة مُحدّدين لإدراجها في واجهة برمجة التطبيقات (API)، مقابل منح المُصنّع المُرخِّص ميزة سرعة طرح المنتج في السوق. وكان دعم ضغط نسيج S3 إحدى هذه الميزات، والتي أُعيد تسميتها إلى DXTC لأغراض إدراجها في واجهة برمجة التطبيقات. ومنها أيضًا تقنية رسم الخرائط النتوئية الخاصة بشركة TriTech . أدرجت مايكروسوفت هذه الميزات في DirectX، ثم أضافتها إلى متطلبات برامج التشغيل للحصول على شعار Windows، وذلك لتشجيع اعتمادها على نطاق واسع في أجهزة مُصنّعين آخرين.

صدر تحديث طفيف لـ DirectX 6.0 في تحديث DirectX 6.1 الصادر في فبراير 1999. إلى جانب إضافة دعم DirectMusic لأول مرة، حسّن هذا الإصدار دعم ملحقات Intel Pentium III ثلاثية الأبعاد. ^{[ 26 ]}

تُظهر مذكرة سرية أُرسلت في عام 1997 ^{[ 27 ]} أن مايكروسوفت تخطط للإعلان عن دعم كامل لـ Talisman في DirectX 6.0، ولكن تم إلغاء واجهة برمجة التطبيقات في النهاية (انظر صفحة Microsoft Talisman لمزيد من التفاصيل).

قدّم DirectX 7.0 (الذي صدر في سبتمبر 1999) تنسيق نسيج .dds ^{[ 28 ]} ودعمًا لتسريع التحويل والإضاءة باستخدام الأجهزة ^{[ 29 ]} (متوفر لأول مرة على أجهزة الكمبيوتر الشخصية مع بطاقة Nvidia GeForce 256 )، بالإضافة إلى إمكانية تخصيص مخازن مؤقتة للرؤوس في ذاكرة الأجهزة. تمثل مخازن الرؤوس المؤقتة للأجهزة أول تحسين جوهري على OpenGL في تاريخ DirectX. كما عزز Direct3D 7.0 دعم DirectX للأجهزة متعددة النسيج، ويمثل ذروة ميزات خط أنابيب النسيج متعدد الوظائف الثابتة: على الرغم من قوته، إلا أنه كان معقدًا للغاية في البرمجة لدرجة استدعت نموذج برمجة جديدًا لعرض إمكانيات التظليل لأجهزة الرسومات. كما قدّم Direct3D 7.0 ميزات DXVA .

قدّم DirectX 8.0 (الذي صدر في نوفمبر 2000) إمكانية البرمجة من خلال مُظلِّلات الرؤوس والبكسل ، مما مكّن المطورين من كتابة التعليمات البرمجية دون القلق بشأن حالة الأجهزة غير الضرورية. ^{[ 30 ]} اعتمدت درجة تعقيد برامج التظليل على درجة تعقيد المهمة، وقام برنامج تشغيل الشاشة بتجميع هذه المُظلِّلات إلى تعليمات يفهمها الجهاز. شكّل Direct3D 8.0 وقدراته على التظليل القابل للبرمجة أول خروجٍ كبير عن بنية OpenGL ذات الوظائف الثابتة، حيث يتم التحكم في الرسم بواسطة آلة حالة معقدة. كما ألغى Direct3D 8.0 واجهة برمجة التطبيقات DirectDraw كواجهة برمجة تطبيقات منفصلة. ^{[ 31 ] [ 32 ]} استوعب Direct3D جميع استدعاءات واجهة برمجة التطبيقات DirectDraw المتبقية التي لا تزال ضرورية لتطوير التطبيقات، مثل Present()، وهي الدالة المستخدمة لعرض نتائج العرض.

لم يُعتبر Direct3D سهل الاستخدام، ولكن مع إصدار DirectX 8.1، تم حل العديد من مشاكل سهولة الاستخدام. احتوى Direct3D 8 على العديد من ميزات الرسومات ثلاثية الأبعاد القوية، مثل تظليل الرؤوس ، وتظليل البكسل ، والضباب ، ورسم الخرائط النتوئية ، ورسم الخرائط النسيجية .

أضاف Direct3D 9.0 ^{[ 33 ]} (الذي صدر في ديسمبر 2002) إصدارًا جديدًا من لغة التظليل عالية المستوى ^{[ 34 ] [ 35 ]} ، ودعمًا لتنسيقات نسيج الفاصلة العائمة، وأهداف العرض المتعددة (MRT)، ^{[ 36 ]} ونسيج العناصر المتعددة، ^{[ 37 ]} وعمليات البحث عن النسيج في مُظلل الرؤوس وتقنيات مخزن الاستنسل. ^{[ 38 ]}

يتضمن نظام التشغيل Windows Vista تحديثًا رئيسيًا لواجهة برمجة تطبيقات Direct3D. كانت تُعرف سابقًا باسم WGF 2.0 (مؤسسة رسومات Windows 2.0)، ثم DirectX 10 وDirectX Next، وتتميز Direct3D 10 ^{[ 42 ]} بنموذج تظليل مُحدَّث 4.0 وإمكانية مقاطعة اختيارية لبرامج التظليل. ^{[ 41 ]} في هذا النموذج، لا تزال برامج التظليل تتكون من مراحل ثابتة كما في الإصدارات السابقة، ولكن جميع المراحل تدعم واجهة موحدة تقريبًا، بالإضافة إلى نموذج وصول موحد للموارد مثل الصور النسيجية وثوابت التظليل. تم توسيع اللغة نفسها لتكون أكثر تعبيرًا، بما في ذلك عمليات الأعداد الصحيحة، وزيادة كبيرة في عدد التعليمات، وبنى لغوية أقرب إلى لغة C. بالإضافة إلى مراحل تظليل الرؤوس والبكسل المتوفرة سابقًا ، تتضمن واجهة برمجة التطبيقات مرحلة تظليل هندسية تُغيّر النموذج القديم لرأس واحد مُدخل/رأس واحد مُخرج، للسماح بإنشاء الهندسة من داخل برنامج التظليل، مما يسمح بإنشاء هندسة معقدة بالكامل بواسطة وحدة معالجة الرسومات.

لا يدعم DirectX  10.0 والإصدارات الأحدث نظامي التشغيل Windows XP والإصدارات الأقدم. علاوة على ذلك، أسقط Direct3D  10 دعم واجهة برمجة التطبيقات (API) الخاصة بالوضع المُحتفظ به، والتي كانت جزءًا من Direct3D منذ البداية، مما جعل نظام Windows Vista غير متوافق مع ألعاب ثلاثية الأبعاد التي كانت تستخدم واجهة برمجة التطبيقات هذه كمحرك عرض . ^{[ 43 ]}

على عكس الإصدارات السابقة من واجهة برمجة التطبيقات (API)، لم يعد Direct3D 10 يستخدم "بتات القدرات" (أو "caps") للإشارة إلى الميزات المدعومة على جهاز رسومات معين. بدلاً من ذلك، يحدد معيارًا أدنى لقدرات الأجهزة التي يجب أن يدعمها نظام العرض ليكون "  متوافقًا مع Direct3D 10". يُعد هذا تحولًا جوهريًا، بهدف تبسيط كود التطبيق عن طريق إزالة كود التحقق من القدرات والحالات الخاصة التي تعتمد على وجود أو عدم وجود قدرات محددة.

نظرًا  لندرة أجهزة Direct3D 10 نسبيًا بعد الإصدار الأولي لنظام التشغيل Windows Vista ، ونظرًا لقاعدة المستخدمين الضخمة  لبطاقات الرسومات غير المتوافقة مع Direct3D 10، فإن أولى  الألعاب المتوافقة مع Direct3D 10 لا تزال تستخدم مسارات عرض Direct3D 9. ومن أمثلة هذه الألعاب، ألعاب كُتبت في الأصل لـ Direct3D  9 ثم نُقلت إلى Direct3D  10 بعد إصدارها، مثل Company of Heroes ، أو ألعاب طُوّرت في الأصل لـ Direct3D  9 ثم أُضيف إليها مسار Direct3D  10 لاحقًا أثناء تطويرها، مثل Hellgate: London أو Crysis  . أُتيحت حزمة تطوير البرامج DirectX 10 SDK في فبراير 2007. ^{[ 44 ]}

تم إصدار Direct3D 11 ^{[ 59 ]} كجزء من نظام التشغيل Windows 7. وعُرض في معرض Gamefest 2008 بتاريخ 22 يوليو 2008، وتم استعراضه في المؤتمر التقني Nvision 08 بتاريخ 26 أغسطس 2008. ^{[ 60 ] [ 61 ]} كما تم تضمين المعاينة التقنية لـ Direct3D 11 في إصدار نوفمبر 2008 من حزمة تطوير البرامج DirectX SDK. ^{[ 62 ]} وعرضت AMD نماذج أولية لأجهزة DirectX 11 تعمل في معرض Computex بتاريخ 3 يونيو 2009، حيث قامت بتشغيل بعض عينات حزمة تطوير البرامج DirectX 11 SDK. ^{[ 63 ]}

يُمكن تشغيل بيئة Direct3D 11 على أجهزة وبرامج تشغيل من فئة Direct3D 9 و10.x باستخدام مفهوم "مستويات الميزات" ، مما يُوسّع نطاق الوظائف التي تم تقديمها لأول مرة في بيئة Direct3D 10.1. ^{[ 56 ] [ 64 ] [ 65 ]} تُتيح مستويات الميزات للمطورين توحيد مسار العرض ضمن واجهة برمجة تطبيقات Direct3D 11 والاستفادة من تحسينات واجهة برمجة التطبيقات، مثل إدارة الموارد المُحسّنة والمعالجة المتعددة، حتى على البطاقات منخفضة التكلفة، على الرغم من أن الميزات المتقدمة، مثل نماذج التظليل الجديدة ومراحل العرض، لن تُتاح إلا على الأجهزة ذات المستويات الأعلى. ^{[ 64 ] [ 66 ]} هناك ثلاثة ملفات تعريف "10 المستوى 9" تُغطي إمكانيات مُختلفة لبطاقات DirectX 9.0a الشائعة، ولكل من Direct3D 10 و10.1 و11 مستوى ميزات مُنفصل؛ كل مستوى أعلى هو مجموعة شاملة لمستوى أدنى. ^{[ 67 ]}

كان من المقرر سابقًا استخدام تقنية التجزئة في Direct3D 10، ولكن تم التخلي عنها لاحقًا. تتميز وحدات معالجة الرسومات مثل Radeon R600 بمحرك تجزئة يمكن استخدامه مع Direct3D 9/10/10.1 ^{[ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]} وOpenGL ^{[ 71 ]} ، ولكنه غير متوافق مع Direct3D 11 (وفقًا لمايكروسوفت). كانت أجهزة الرسومات القديمة مثل Radeon 8xxx وGeForce 3/4 تدعم نوعًا آخر من التجزئة (RT patches، N patches)، ولكن هذه التقنيات لم تُستخدم على نطاق واسع. ولذلك، تم إسقاط دعمها من الأجهزة الأحدث.

كما أشارت مايكروسوفت إلى ميزات أخرى مثل الشفافية المستقلة عن الترتيب ، والتي لم يتم الكشف عنها أبدًا بواسطة واجهة برمجة تطبيقات Direct3D ولكنها مدعومة بشكل شبه شفاف بواسطة أجهزة Direct3D المبكرة مثل خط رقائق PowerVR من Videologic.

يُتيح Direct3D 12 ^{[ 114 ]} مستوىً أدنى من تجريد الأجهزة مقارنةً بالإصدارات السابقة، مما يُمكّن التطبيقات المستقبلية من تحسين قابلية التوسع متعدد الخيوط بشكل ملحوظ وتقليل استهلاك وحدة المعالجة المركزية. ويتحقق ذلك من خلال مُواءمة طبقة تجريد Direct3D مع الأجهزة الأساسية بشكل أفضل، عبر ميزات جديدة مثل الرسم غير المباشر، وجداول الواصفات، وكائنات حالة خط الأنابيب المُختصرة، وحزم استدعاءات الرسم. ويُعدّ تقليل الحمل الزائد لبرنامج التشغيل الميزة الرئيسية لـ Direct3D 12، على غرار Mantle من AMD . ^{[ 114 ]} وبحسب مُطوّره الرئيسي ماكس ماكمولين، فإن الهدف الرئيسي من Direct3D 12 هو تحقيق "كفاءة على مستوى أجهزة الألعاب" وتحسين التوازي في وحدة المعالجة المركزية. ^{[ 115 ] [ 116 ] [ 117 ]}

على الرغم من إعلان شركة Nvidia عن دعم واسع النطاق لـ Direct3D 12، إلا أنها أبدت بعض التحفظ بشأن مدى جاذبية واجهة برمجة التطبيقات الجديدة على نطاق واسع، مشيرةً إلى أنه في حين قد يكون مطورو محركات الألعاب متحمسين لإدارة موارد وحدة معالجة الرسومات مباشرةً من كود تطبيقاتهم، فإن "الكثير من الأشخاص الآخرين" لن يكونوا سعداء بالقيام بذلك. ^{[ 118 ]}

تتضمن Direct3D 12 بعض الميزات الجديدة للأجهزة، ^{[ 110 ] [ 108 ] [ 119 ]} بما في ذلك Shader Model 5.1، ^{[ 120 ]} Volume Tiled Resources (المستوى 2)، ^{[ 120 ]} Shader Specified Stencil Reference Value، Typed UAV Load، Conservative Rasterization (المستوى 1)، تحسينات في التصادم والاستبعاد مع Conservative Rasterization، Rasterizer Ordered Views (ROVs)، Standard Swizzles، Default Texture Mapping، Swap Chains، swizzled resources و compressed resources ، ^{[ 121 ]} أوضاع مزج إضافية ، ^{[ 122 ]} مزج قابل للبرمجة وشفافية فعالة مستقلة عن الترتيب (OIT) مع UAV مرتبة بالبكسل. ^{[ 123 ]}

تطورت كائنات حالة خط الأنابيب (PSOs) ^{[ 124 ]} منذ Direct3D 11، وتعني حالات خط الأنابيب الجديدة المختصرة تبسيط العملية. كان DirectX 11 يوفر مرونة في كيفية تغيير حالاته، على حساب الأداء. يؤدي تبسيط العملية وتوحيد خطوط الأنابيب (مثل حالات مُظلل البكسل) إلى عملية أكثر انسيابية، مما يقلل بشكل كبير من النفقات العامة ويسمح لبطاقة الرسومات برسم المزيد من الاستدعاءات لكل إطار. بمجرد إنشاء كائن حالة خط الأنابيب، يصبح غير قابل للتغيير. ^{[ 125 ]}

تُعرّف التوقيعات الجذرية إعدادات لربط قوائم الأوامر بالموارد التي تحتاجها برامج التظليل. وهي تُحدد تخطيط الموارد التي ستستخدمها برامج التظليل، وتُحدد الموارد التي سيتم ربطها بخط المعالجة. تحتوي قائمة أوامر الرسومات على توقيع جذري للرسومات وآخر للحساب، بينما تحتوي قائمة أوامر الحساب على توقيع جذري للحساب فقط. هذه التوقيعات الجذرية مستقلة تمامًا عن بعضها البعض. مع أن التوقيع الجذري يُحدد أنواع البيانات التي ستستخدمها برامج التظليل، إلا أنه لا يُحدد أو يُعيّن الذاكرة أو البيانات الفعلية. ^{[ 126 ]}

تُعدّ المعاملات الجذرية أحد أنواع المدخلات في التوقيع الجذري. وتُسمى القيم الفعلية للمعاملات الجذرية التي يتم تعديلها أثناء التشغيل بالوسائط الجذرية. وهذه هي البيانات التي تقرأها برامج التظليل. ^{[ 126 ]}

في Direct3D 11، تُرسل الأوامر من وحدة المعالجة المركزية (CPU) إلى وحدة معالجة الرسومات (GPU) واحدًا تلو الآخر، وتعمل وحدة معالجة الرسومات على تنفيذ هذه الأوامر بالتتابع. هذا يعني أن سرعة إرسال الأوامر من وحدة المعالجة المركزية بشكل خطي تُحدّ من سرعة تنفيذها. أما في DirectX 12، فتُرسل هذه الأوامر على شكل قوائم أوامر، تحتوي على جميع المعلومات المطلوبة في حزمة واحدة. وبذلك، تستطيع وحدة معالجة الرسومات حساب وتنفيذ هذا الأمر في عملية واحدة، دون الحاجة إلى انتظار أي معلومات إضافية من وحدة المعالجة المركزية.

تتضمن قوائم الأوامر هذه حزمًا. فبدلاً من أن يقوم معالج الرسوميات (GPU) بأخذ الأوامر واستخدامها ثم نسيانها، أصبح بالإمكان الآن إعادة استخدام الحزم. وهذا يقلل من عبء العمل على معالج الرسوميات، مما يعني إمكانية استخدام الأصول المتكررة بسرعة أكبر.

على الرغم من أن ربط الموارد يُعدّ مريحًا نسبيًا للمطورين في Direct3D 11 حاليًا، إلا أن عدم كفاءته يعني عدم استغلال العديد من إمكانيات الأجهزة الحديثة بشكل كامل. فعندما كان محرك الألعاب يحتاج إلى موارد في DX11، كان عليه إعادة رسم البيانات من الصفر في كل مرة، مما يعني تكرار العمليات واستخدامات غير ضرورية. أما في Direct3D 12، فإن أكوام الواصفات والجداول تُمكّن المطورين من تخصيص الموارد الأكثر استخدامًا في جداول، والتي يمكن لوحدة معالجة الرسومات الوصول إليها بسرعة وسهولة. قد يُساهم هذا في تحسين الأداء مقارنةً بـ Direct3D 11 على أجهزة مماثلة، ولكنه يتطلب أيضًا جهدًا أكبر من المطور.

تُعد الأكوام الديناميكية أيضًا من ميزات Direct3D 12. ^{[ 127 ]}

يدعم Direct3D 12 بشكلٍ صريحٍ استخدام محولات متعددة، مما يسمح بالتحكم المباشر في أنظمة تكوين وحدات معالجة الرسومات المتعددة (mGPU). ويمكن إنشاء هذه التكوينات باستخدام محولات رسومات من نفس مُصنِّع الأجهزة أو من مُصنِّعين مختلفين. ^{[ 128 ]}

أصدرت مايكروسوفت في عام 2019 دعمًا تجريبيًا لـ D3D 12 لنظام التشغيل Windows 7 SP1 عبر حزمة NuGet مخصصة. ^{[ 129 ] [ 130 ] [ 131 ]}

• Direct3D 12 الإصدار 1607 - مع تحديث الذكرى السنوية لنظام التشغيل Windows 10 (الإصدار 1607)، الذي صدر في 2 أغسطس 2016، تم تحديث بيئة تشغيل Direct3D 12 لدعم بنيات تعدد الخيوط الصريح والتواصل بين العمليات، مما يسمح للمطورين بالاستفادة من وحدات معالجة الرسومات الحديثة ذات المعالجة المتوازية الضخمة. ^{[ 132 ]} تشمل الميزات الأخرى تحديث التوقيعات الجذرية إلى الإصدار 1.1، بالإضافة إلى دعم تنسيق HDR10 ومعدلات التحديث المتغيرة .
• Direct3D 12 الإصدار 1703 - مع تحديث Windows 10 Creators Update (الإصدار 1703)، الذي صدر في 11 أبريل 2017، تم تحديث بيئة تشغيل Direct3D 12 لدعم Shader Model 6.0 و DXIL . ويتطلب Shader Model 6.0 تحديث Windows 10 Anniversary Update (الإصدار 1607) وWDDM 2.1. وتشمل الميزات الرسومية الجديدة اختبار حدود العمق وMSAA القابل للبرمجة. ^{[ 133 ]}
• Direct3D 12 الإصدار 1709 – يتضمن Direct3D في تحديث Windows 10 Fall Creators Update (الإصدار 1709)، الذي صدر في 17 أكتوبر 2017، تحسينات في تصحيح الأخطاء. ^{[ 133 ]}
• يوفر تحديث Direct3D 12 الإصدار 1809 - تحديث Windows 10 أكتوبر 2018 (الإصدار 1809) دعمًا لتقنية DirectX Raytracing بحيث يمكن لوحدات معالجة الرسومات الاستفادة من واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بها.
• يُقدّم تحديث Direct3D 12 الإصدار 1903 لنظام التشغيل Windows 10 (الإصدار 1903) دعمًا لتقنية DirectML ووحدات المعالجة العصبية (NPUs) . ^{[ 134 ] [ 135 ]} ويمكن لتقنية DirectML دعم كلٍ من مُظلِّلات الحوسبة ومُظلِّلات الموترات .
• يُقدّم تحديث Direct3D 12 الإصدار 2004 لنظام التشغيل Windows 10 (الإصدار 2004) دعمًا لـ DirectX 12 Ultimate ، و Mesh & Amplification Shaders، ^{[ 136 ]} و Sampler Feedback، ^{[ 137 ]} بالإضافة إلى DirectX Raytracing Tier 1.1 ^{[ 138 ]} وتحسينات في تخصيص الذاكرة. ^{[ 139 ]}
• يوفر Direct3D 12 الإصدار 21H2 - Windows 10 الإصدار 21H2 و Windows 11 الإصدار 21H2 دعمًا لـ DirectStorage .

Direct3D هو أحد مكونات نظام واجهة برمجة تطبيقات Microsoft DirectX . يهدف Direct3D إلى تجريد عملية الاتصال بين تطبيق الرسومات وبرامج تشغيل أجهزة الرسومات. ويُعرض كطبقة تجريدية بسيطة بمستوى يُضاهي GDI (انظر الرسم التوضيحي المرفق). يحتوي Direct3D على العديد من الميزات التي تفتقر إليها GDI.

Direct3D هي واجهة برمجة تطبيقات رسومية للوضع الفوري . توفر واجهة منخفضة المستوى لجميع وظائف بطاقة الفيديو ثلاثية الأبعاد ( التحويلات، والقص، والإضاءة ، والمواد ، والنسيج ، وتخزين العمق ، وما إلى ذلك). كانت تحتوي سابقًا على مكون وضع الاحتفاظ عالي المستوى ، والذي تم إيقافه رسميًا الآن.

يُقدّم وضع Direct3D الفوري ثلاثة مفاهيم تجريدية رئيسية: الأجهزة ، والموارد ، وسلاسل التبديل (انظر الرسم التوضيحي المرفق). الأجهزة مسؤولة عن عرض المشهد ثلاثي الأبعاد، حيث توفر واجهة بإمكانيات عرض مختلفة. على سبيل المثال، يُتيح الجهاز أحادي اللون عرضًا بالأبيض والأسود، بينما يُتيح الجهاز RGB العرض بالألوان. يوجد أربعة أنواع من الأجهزة:

• جهاز HAL ( طبقة تجريد الأجهزة ): للأجهزة التي تدعم تسريع الأجهزة.

• الجهاز المرجعي : يحاكي وظائف جديدة غير متوفرة حاليًا في الأجهزة. يلزم تثبيت حزمة تطوير البرامج Direct3D لاستخدام هذا النوع من الأجهزة.
• جهاز مرجعي فارغ : لا يقوم بأي وظيفة. يُستخدم هذا الجهاز عندما لا يكون SDK مثبتًا ويتم طلب جهاز مرجعي.
• جهاز برمجي قابل للتوصيل : يقوم بعملية عرض البرامج. تم تقديم هذا الجهاز مع DirectX 9.0 . ^{[ 140 ]}

يحتوي كل جهاز على سلسلة تبديل واحدة على الأقل . تتكون سلسلة التبديل من سطح واحد أو أكثر من أسطح المخزن المؤقت الخلفي . تتم عملية العرض في المخزن المؤقت الخلفي.

علاوة على ذلك، تحتوي الأجهزة على مجموعة من الموارد ؛ وهي بيانات محددة تُستخدم أثناء عملية العرض. ولكل مورد أربع سمات:

• النوع : يحدد نوع المورد: سطح، حجم، نسيج، نسيج مكعب، نسيج حجم، نسيج سطح، مخزن مؤقت للفهرس أو مخزن مؤقت للرأس.
• المجمع : ^{[ 141 ]} يصف كيفية إدارة الموارد بواسطة وقت التشغيل ومكان تخزينها. في المجمع الافتراضي، يوجد المورد في ذاكرة الجهاز فقط. أما الموارد في المجمع المُدار فتُخزن في ذاكرة النظام، وتُرسل إلى الجهاز عند الحاجة. بينما توجد الموارد في مجمع ذاكرة النظام في ذاكرة النظام فقط. وأخيرًا،يُشبه مجمع التخزين المؤقت مجمع ذاكرة النظام، لكن موارده غير مُقيدة بقيود الأجهزة.
• التنسيق : يصف تخطيط بيانات الموارد في الذاكرة. على سبيل المثال، قيمة التنسيق D3DFMT_R8G8B8 تعني عمق لون 24 بت (8 بت للأحمر، 8 بت للأخضر و8 بت للأزرق).
• الاستخدام : يصف، باستخدام مجموعة من بتات العلامات ، كيفية استخدام التطبيق للمورد. تحدد هذه العلامات الموارد المستخدمة في أنماط الوصول الديناميكية أو الثابتة. لا تتغير قيم الموارد الثابتة بعد تحميلها، بينما يمكن تعديل قيم الموارد الديناميكية.

يدعم Direct3D وضعين للعرض:

• وضع ملء الشاشة: يُنشئ تطبيق Direct3D جميع المخرجات الرسومية لجهاز العرض. في هذا الوضع، يلتقط Direct3D تلقائيًا ضغطات Alt-Tab ويضبط/يستعيد دقة الشاشة وتنسيق البكسل دون تدخل المبرمج. كما يُسبب هذا الوضع العديد من المشاكل في تصحيح الأخطاء نظرًا لـ"وضع التعاون الحصري".
• وضع النافذة: تُعرض النتيجة داخل مساحة النافذة. يتواصل Direct3D مع GDI لإنشاء المخرجات الرسومية على الشاشة. قد يُحقق وضع النافذة نفس مستوى الأداء الذي يُحققه وضع ملء الشاشة، وذلك بحسب دعم برنامج التشغيل.

تُعرّف واجهة برمجة تطبيقات Microsoft Direct3D 11 عمليةً لتحويل مجموعة من الرؤوس والنسيج والمخازن المؤقتة والحالة إلى صورة على الشاشة. تُوصف هذه العملية بأنها مسار عرض يتكون من عدة مراحل متميزة. المراحل المختلفة لمسار Direct3D 11 هي: ^{[ 142 ]}

1. مُجمِّع الإدخال : ^{[ 143 ]} يقرأ بيانات الرؤوس من مخزن مؤقت للرؤوس مُقدَّم من التطبيق ويُمرِّرها عبر خط الأنابيب.
2. Vertex Shader : ^{[ 144 ]} يقوم بتنفيذ عمليات على رأس واحد في كل مرة، مثل التحويلات أو التكسية أو الإضاءة.
3. Hull-Shader : ^{[ 145 ]} يقوم بإجراء عمليات على مجموعات من نقاط التحكم في الرقعة، ويولد بيانات إضافية تُعرف باسم ثوابت الرقعة.
4. Tessellator : ^{[ 146 ]} يقسم الهندسة لإنشاء تمثيلات من الدرجة الأعلى للهيكل.
5. Domain-Shader : ^{[ 147 ]} يقوم بإجراء عمليات على الرؤوس الناتجة عن مرحلة التبليط، بنفس طريقة تظليل الرؤوس.
6. مُظلِّل الهندسة : ^{[ 148 ]} يُعالج الأشكال الهندسية الأولية بالكامل مثل المثلثات والنقاط والخطوط. عند إعطاء شكل هندسي أولي، تتجاهله هذه المرحلة أو تُنشئ شكلاً هندسياً أولياً جديداً واحداً أو أكثر.
7. مخرجات التدفق : ^{[ 149 ]} يمكن كتابة نتائج المرحلة السابقة إلى الذاكرة. وهذا مفيد لإعادة تدوير البيانات إلى مسار المعالجة.
8. المُرَسِّم : ^{[ 150 ] [ 151 ]} يُحوِّل الأشكال الأولية إلى بكسلات، ويُغذِّي هذه البكسلات إلى مُظلِّل البكسل. قد يُنفِّذ المُرَسِّم أيضًا مهامًا أخرى مثل قصّ ما هو غير مرئي، أو استيفاء بيانات الرؤوس إلى بيانات لكل بكسل.
9. Pixel Shader : ^{[ 152 ]} يحدد لون البكسل النهائي المراد كتابته إلى هدف العرض ويمكنه أيضًا حساب قيمة العمق المراد كتابتها إلى مخزن العمق.
10. دمج المخرجات : ^{[ 153 ]} يدمج أنواعًا مختلفة من بيانات الإخراج ( قيم تظليل البكسل ، ومزج ألفا، والعمق/الاستنسل...) لبناء النتيجة النهائية.

مراحل خط الأنابيب الموضحة بمربع دائري قابلة للبرمجة بالكامل. يوفر التطبيق برنامج تظليل يصف العمليات الدقيقة المطلوب تنفيذها في كل مرحلة. العديد من المراحل اختيارية ويمكن تعطيلها تمامًا.

في إصدارات Direct3D من 5 إلى 9، عندما قدمت الإصدارات الجديدة من واجهة برمجة التطبيقات (API) دعمًا لإمكانيات أجهزة جديدة، كان معظمها اختياريًا - إذ احتفظ كل مُصنِّع لبطاقات الرسومات بمجموعة خاصة به من الميزات المدعومة بالإضافة إلى الوظائف الأساسية المطلوبة. وكان لا بد من تحديد دعم الميزات الفردية باستخدام "بتات الإمكانيات" أو "caps"، مما جعل برمجة الرسومات عبر مختلف المُصنِّعين مهمة معقدة.

قدم Direct3D 10 مجموعة مبسطة للغاية من متطلبات الأجهزة الإلزامية استنادًا إلى أكثر إمكانيات Direct3D 9 شيوعًا والتي كان على جميع بطاقات الرسومات الداعمة الالتزام بها، مع عدد قليل فقط من الإمكانيات الاختيارية لتنسيقات وعمليات النسيج المدعومة.

أضاف Direct3D 10.1 بعض متطلبات الأجهزة الإلزامية الجديدة، وللحفاظ على التوافق مع أجهزة وبرامج تشغيل الإصدار 10.0، تم تجميع هذه الميزات في مجموعتين تُسميان "مستويات الميزات"، حيث يُمثل المستوى 10.1 مجموعةً شاملةً للمستوى 10.0. ومع إضافة Direct3D 11.0 و11.1 و12 دعمًا لأجهزة جديدة، تم تجميع القدرات الإلزامية الجديدة في مستويات ميزات أعلى. ^{[ 56 ]}

كما قدم Direct3D 11 "10level9"، وهي مجموعة فرعية من واجهة برمجة تطبيقات Direct3D 10 بثلاثة مستويات من الميزات التي تغلف بطاقات Direct3D 9 المختلفة مع برامج تشغيل WDDM ، وأعاد Direct3D 11.1 تقديم بعض الميزات الاختيارية لجميع المستويات، ^{[ 154 ]} والتي تم توسيعها في Direct3D 11.2 والإصدارات اللاحقة.

يُمكّن هذا النهج المطورين من توحيد مسار العرض واستخدام إصدار واحد من واجهة برمجة التطبيقات على كل من الأجهزة الحديثة والقديمة، والاستفادة من تحسينات الأداء وسهولة الاستخدام في وقت التشغيل الأحدث. ^{[ 60 ]}

يتم تقديم مستويات جديدة من الميزات مع الإصدارات المحدثة من واجهة برمجة التطبيقات (API)، وعادةً ما تتضمن ما يلي:

• الميزات الإلزامية الرئيسية – (Direct3D 11.0، 12)،
• بعض الميزات الثانوية (Direct3D 10.1، 11.1)، أو
• مجموعة مشتركة من الميزات الاختيارية السابقة (Direct3D 11.0 "المستوى 10 9").

كل مستوى أعلى هو مجموعة شاملة تمامًا لمستوى أدنى، مع عدد قليل فقط من الميزات الجديدة أو الاختيارية سابقًا التي تُضاف إلى الوظائف الأساسية في المستوى الأعلى. ^{[ 67 ]} أما الميزات الأكثر تقدمًا في مراجعة رئيسية لواجهة برمجة تطبيقات Direct3D، مثل نماذج التظليل الجديدة ومراحل العرض، فلا تُتاح إلا على الأجهزة ذات المستوى الأعلى. ^{[ 65 ] [ 66 ]}

توجد إمكانيات منفصلة للإشارة إلى دعم عمليات نسيج محددة وتنسيقات موارد معينة؛ ويتم تحديد هذه الإمكانيات لكل تنسيق نسيج باستخدام مجموعة من علامات الإمكانيات. ^{[ 155 ] [ 156 ]}

تستخدم مستويات الميزات الشرطة السفلية كفاصل (أي "12_1")، بينما تستخدم إصدارات API/وقت التشغيل النقطة (أي "Direct3D 11.4").

يدعم نموذج برنامج تشغيل WDDM في نظامي التشغيل Windows Vista والإصدارات الأحدث عددًا كبيرًا من سياقات التنفيذ (أو الخيوط) في الأجهزة أو البرامج. أما نظام Windows XP، فكان يدعم فقط الوصول متعدد المهام إلى Direct3D، حيث يمكن تشغيل تطبيقات منفصلة في نوافذ مختلفة مع تسريعها بواسطة الأجهزة، وكان نظام التشغيل يتمتع بتحكم محدود فيما يمكن لوحدة معالجة الرسومات فعله، وكان بإمكان برنامج التشغيل تبديل خيوط التنفيذ بشكل عشوائي.

أُتيحت إمكانية تشغيل بيئة التشغيل في وضع متعدد الخيوط مع بيئة تشغيل Direct3D 11. يُعرض لكل سياق تنفيذ عرض موارد لوحدة معالجة الرسومات (GPU). تُحمي سياقات التنفيذ بعضها بعضًا، إلا أن تطبيقًا خبيثًا أو سيئ التصميم قد يتحكم في التنفيذ في برنامج تشغيل وضع المستخدم، وقد يتمكن من الوصول إلى بيانات من عملية أخرى داخل ذاكرة وحدة معالجة الرسومات عن طريق إرسال أوامر مُعدّلة. مع أن التطبيق المصمم جيدًا محمي من وصول التطبيقات الأخرى، إلا أنه لا يزال بحاجة إلى حماية نفسه من الأعطال وفقدان الجهاز الناتج عن تطبيقات أخرى.

يتولى نظام التشغيل إدارة الخيوط بنفسه، مما يسمح للأجهزة بالتبديل من خيط إلى آخر عند الاقتضاء، كما أنه يتعامل مع إدارة الذاكرة والتقسيم (إلى ذاكرة النظام وإلى القرص) من خلال إدارة الذاكرة المتكاملة بين نظام التشغيل ونواة النظام.

تم تقديم ميزة تبديل السياق الأكثر دقة، أي القدرة على تبديل خيطي تنفيذ على مستوى تعليمات التظليل بدلاً من مستوى الأمر الواحد أو حتى مجموعة الأوامر، في WDDM/DXGI 1.2 الذي تم إصداره مع نظام التشغيل Windows 8. ^{[ 86 ]} يتغلب هذا على مشكلة جدولة محتملة عندما يستغرق تنفيذ أمر واحد/مجموعة أوامر وقتًا طويلاً جدًا، مما يستدعي إنهاءه بواسطة مؤقت مراقبة نظام التشغيل. ^{[ 163 ]}

أُعيد تصميم WDDM 2.0 وDirectX 12 للسماح باستدعاءات الرسم متعددة الخيوط بالكامل. وقد تحقق ذلك بجعل جميع الموارد غير قابلة للتغيير (أي للقراءة فقط)، وتسلسل حالات العرض، واستخدام حزم استدعاءات الرسم. هذا يُجنّب إدارة الموارد المعقدة في برنامج تشغيل وضع النواة، مما يُتيح إمكانية استدعاءات متعددة قابلة لإعادة الدخول إلى برنامج تشغيل وضع المستخدم عبر سياقات تنفيذ متزامنة تُوفّرها خيوط عرض منفصلة في التطبيق نفسه.

يُعدّ Direct3D Mobile مشتقًا من Direct3D ولكنه يستهلك ذاكرة أقل . يدعم نظام التشغيل Windows CE تقنية Direct3D Mobile. ^{[ 164 ]}

توجد تطبيقات بديلة لواجهة برمجة تطبيقات Direct3D، وهي مفيدة للأنظمة غير ويندوز وللأجهزة التي لا تدعم بعض إصدارات DirectX:

• DXVK – طبقة ترجمة مفتوحة المصدر تعتمد على Vulkan لـ Direct3D 8/9/10/11، تُمكّن من تشغيل تطبيقات ثلاثية الأبعاد على نظام Linux باستخدام Wine. ^{[ 165 ] [ 166 ]} يستخدمها Proton / Steam ^{[ 167 ]} لنظام Linux. يستطيع DXVK تشغيل عدد كبير من ألعاب Windows الحديثة على نظام Linux.
  • D7VK – نسخة معدلة من DXVK مخصصة حصريًا لـ Direct3D 3 و 5 و 6 و 7. ^{[ 168 ] [ 169 ] [ 170 ] [ 171 ]}
  • D8VK – نسخة معدلة قديمة من DXVK لإضافة دعم Direct3D 8 على نظام Linux. ^{[ 172 ]} تم دمجها مع الإصدار 2.4 من DXVK الذي صدر في 10 يوليو 2024.
  • D9VK – نسخة معدلة قديمة من DXVK لإضافة دعم Direct3D 9، ^{[ 173 ]} مُضمنة مع Steam/Proton على نظام Linux. ^{[ 174 ]} في 16 ديسمبر 2019، تم دمج D9VK في DXVK. ^{[ 175 ]}
• جاليوم ناين – يُمكّن جاليوم ناين من تشغيل تطبيقات Direct3D 9 على نظام لينكس بشكل أصلي، أي بدون أي ترجمة للدوال، مما يسمح بسرعة قريبة من سرعة النظام الأصلي. وهو يعتمد على Wine و Mesa . ^{[ 176 ] [ 177 ]}
• vkd3d – مكتبة vkd3d هي مكتبة رسومات ثلاثية الأبعاد مفتوحة المصدر مبنية على Vulkan، وتتيح تشغيل تطبيقات Direct3D 12 على Vulkan . ^{[ 178 ]} تُستخدم بشكل أساسي في مشروع Wine ، ^{[ 179 ] [ 180 ]} وهي الآن مُضمنة في مشروع Proton التابع لشركة Valve والمُرفق مع Steam على نظام Linux.
• WineD3D – يحتوي مشروع Wine مفتوح المصدر على تطبيقات عملية لواجهات برمجة تطبيقات Direct3D عبر ترجمتها إلى OpenGL . ^{[ 181 ]} ويمكن تشغيل تطبيق Wine على نظام Windows في ظل ظروف معينة. ^{[ 182 ]}

• قائمة واجهات برمجة تطبيقات العرض ثلاثي الأبعاد
• قائمة مكتبات الرسومات ثلاثية الأبعاد
• لغة التظليل عالية المستوى
• تظليل
• DirectX – مجموعة من واجهات برمجة التطبيقات التي يتم من خلالها تنفيذ Direct3D
• الرسم المباشر
• رسومات الحاسوب ثلاثية الأبعاد

• موقع DirectX الإلكتروني
• MSDN: رسومات DirectX والألعاب
• DirectX 10: مستقبل ألعاب الكمبيوتر ، مقال تقني يناقش الميزات الجديدة لـ DirectX 10 وتأثيرها على ألعاب الكمبيوتر