DirectX - von den Anfängen bis zur Gegenwart (I)

DirectX ist die marktbeherrschende API für 3D- und Multimedia-Anwendungen in der Windows-Welt. Die aktuelle Version DirectX 10 samt Update DX10.1 brachte vereinheitlichte Shader, verbesserte Ressourcen-Verwaltung und anderes mehr; mit dem kommenden DirectX 11 soll GP-GPU via Compute-Shader Einzug in die API halten.

Heute werfen wir einen Blick zurück auf die Entwicklung der Microsoft-Schnittstellensammlung, welche mit Windows 95 Einzug hielt, um das MS-Betriebssystem auch als Spieleplattform interessant zu machen. Die erste Vorabversion integrierte als "Windows 95 Game SDK" DirectDraw, DirectSound und DirectPlay - von Direct3D, einer der heutigen Hauptkomponenten noch keine Rede. Diese wurden erst später hinzugefügt, nachdem ein Reporter den Namen DirectX geprägt hatte.

Lesezeichen: DirectX-Reihe
• DirectX - von den Anfängen bis zur Gegenwart (I)
• DirectX - von den Anfängen bis zur Gegenwart (II)
• DirectX - von den Anfängen bis zur Gegenwart (III)



Prähistorisches
Zu Zeiten der 2D-Darstellung von PC-Spielen war ein Standard besonders wichtig: VESA-Kompatibilität. Die Video Electronics Standards Association legte bestimmte Verhältnisse von Bildauflösung und Wiederholraten fest, die die Grafikchips nach Möglichkeit implementierten. Die Grafikkarten wurden damals noch hauptsächlich als Windows-Beschleuniger vermarktet, da sie das Zeichnen von Rechtecken oder das Füllen von Flächen bereits hardwareseitig unterstützen und so die CPU entlasten konnten. Die Spieleentwickler konnten quasi direkt auf die Hardware - nicht nur Grafikkarten, sondern auch Eingabegeräte oder Soundkarten - zugreifen und so bestmöglich optimieren.

Frühes 3D
In den Anfangstagen dreidimensionaler PC-Spiele wünschte sich jeder damals noch weitaus vielfältigeren Grafikchips, die von PowerVR, S3, Rendition in seiner ihm eigenen Programmiersprache mit Befehlen und Daten beschickt zu werden. Für Spieleentwickler der reinste Horror, funktionierende und performante OpenGL-Treiber waren eine Seltenheit und meist teuren Profi-Karten vorbehalten.

Direct-Something oder The Manhattan Project
Um den Entwicklern Windows als Spieleplattform schmackhaft zu machen, stürzten sich drei motivierte Microsoft-Mitarbeiter in das Abenteuer, innerhalb weniger Monate Schnittstellen zu erschaffen, mit deren Hilfe sich das Microsoft-Betriebssystem auch an dieser Front einen Platz an der Sonne sichern sollte. Die Hardware-Hersteller waren selbstverständlich begeistert und so stand nach wenigen Monaten Entwicklungszeit das "Manhattan Project" wie der Arbeitstitel von DirectX 1 lautete, rechtzeitig als Beta für die CGDC (Computer Games Developers Conference) zur Verfügung.



DirectX 5 bis 6: Erstmals Interessant für Spieler
Nachdem die ersten Versuche von Microsoft sich selbst in schneller Folge ablösten und damit als ernsthafte Spiele-Basis nicht in Frage kamen, verlängerten sich die Zyklen mit der Zeit und auch die Unterstützung der 3D-Fähigkeit der damaligen Grafikkarten wie Matrox Mystique, Ati Rage II, Riva 128 oder dem Marktführer Voodoo Graphics von 3dfx wurde besser. Mit DirectX 6 beherrschte Microsofts Multimedia-Schnittstelle bereits Multi-Texturing und sogar Environment Mapped Bump-Mapping (EMBM). Wichtige 3D-Grafikkarten dieser Zeit waren die 3dfx Voodoo 2, Matrox G200 und G400 (letztere mit EMBM), Atis Rage 128 und Nvidias TNT/TNT 2. S3 mühte sich mit seinen Savage-3D- und Savage-4-Modellen, den verpassten Anschluss wiederzufinden.



DirectX 7 - Hardware-TnL als Sargnagel von 3dfx
Das Haupt- oder eher Marketing-Feature von DirectX 7 war die Hardware-TnL-Einheit in Nvidias Geforce, Atis Radeon und S3s Savage 2000. Diese konnte, so sie denn genutzt wurde, den damals mit circa 400 bis 600 MHz langsamen Hauptprozessor von einigen Berechnungen entlasten und so die Bildrate erhöhen - Spiele nutzten dieses Feature jedoch erst später profitabel. Das Marketing, hauptsächlich von Nvidia betrieben, schlug jedoch auch in der Online- und Printberichterstattung so heftig ein, dass Firmen, deren Chips kein Hardware-TnL unterstützten, schwer um die Gunst der Käufer zu kämpfen hatten. Kamen dann noch Missmanagement und Verzögerungen bei der Einführung neuer Produkte hinzu, wie beim ehemaligen Branchenprimus 3dfx, waren die wirtschaftlichen Überlebenschancen nach dem Platzen der Internet-Blase gering. Ati konnte dank langfristiger OEM-Kontrakte und guter DVD-Beschleunigung in der Rage-Serie in einem Nischendasein überleben, bis man im Jahre 2000 mit der Radeon 256 die erste eigene TnL-Karte auf den Markt brachte, die technologisch, jedoch nicht leistungsmäßig den Geforce-Karten jener Zeit voraus war.



Die Zeitlinie im Überblick:

• 1994, Weihnachten: Die ersten Codezeilen werden von Craig Eisler, Alex St. John und Eric Engstrom geschrieben
• 1995, April: Die DirectX 1 Beta steht rechtzeitig zur CGDC zur Verfügung, eine Ati Mach 64 ist der erste "DirectX-Chip"
• 1995, 30. September: DirectX 1 ist final und wird veröffentlicht
• 1996, 5. Juni: DirectX 2 wird veröffentlicht, erstmals ist Direct3D mit von der Partie
• 1996, 15. September: DirectX 3 erblickt das Licht der Welt
• 1996, Dezember: Geplanter Release von DX4 für spezielle Features eines verspäteten Mobil-Chips von Cirrus Logic
• 1997, 16. Juli: DirectX 5 erscheint, am 5.5.1998 folgt DirectX 5.2
• 1998, 7. August: DirectX 6 samt Multitexturing-Support ist geboren; DX6.1 und 6.1a folgen am 3.2. bzw. 5.5.1999
• 1999, 22. September: DirectX 7 bringt H-TnL in die Windows-Welt, am 8.3.2000 folgt DX7.0a; 7.1 am 14.09.
• 2000, 12. November: DirectX 8 und die Geburtsstunde der Shader
• 2001, 5. Februar: Letzte Chance für Windows 95 mit DX8.0a
• 2001, 25. Oktober: DirectX 8.1 erscheint für Windows XP, Server 2003 und die Xbox
• 2002, 19. Dezember: DirectX 9 legt mit Gleitkomma-Unterstützung den Grundstein für moderne Spielegrafik, zahlreiche Updates erscheinen mit DirectX 9.0a, 9.0b, 9.0c.
• 2006, 30. November: DirectX 10 erscheint und bricht als erste DirectX-Version mit der Abwärtskompatibilität zu mindestens zwei vergangenen Versionen.
• 2008, 4. Februar: Mit Direct3D 10.1 erscheint im SP1 für Vista ein Update für DirectX 10, welchem sich Platzhirsch Nvidia bis heute verweigert
• 2008, November: Das DirectX-SDK bringt Unterstützung für DirectX 11 ohne dass passende Hardware verfügbar ist.

Im nächsten Teil der Reihe gehen wir eingehend auf die erste DirectX-Version mit Shader-Unterstützung, DirectX 8, ein.