0
رابطه ای برنامه نویسی کاربردی یا API در دوره مدرن کامپیوترها به یکی اجزای جدانشدنی کار برنامه نویسان و حتی کاربران تبدیل شده است. در طول تاریخ، API های متعددی دردسترس توسعه دهندگان قرار گرفته که یکی از محبوبترین آنها، DirectX است. البته باید در همین ابتدا اشاره کرد که DirectX یک رابط برنامه نویسی کاربردی واحد به شمار نمی رود و مجموعه ای از API ها را شامل میشود.
در این قسمت از سری مطالب «تک پدیا» تصمیم گرفتیم راه خود را به دنیای رابطه ای برنامه نویسی کاربردی باز کنیم و شما را با یکی از محبوبترین رابط ها، یعنی DirectX آشنا نماییم.
پیش از این که به سراغ DirectX برویم، لازم است ابتدا درباره مفهوم رابط برنامه نویسی کاربردی یا API توضیحاتی را ارائه نماییم. API چیست و چرا به وجود آمده است؟
Application Programming Interface یا API که در فارسی به آن «رابط برنامه نویسی کاربردی» میگویند، یک رابط خاص میان کامپیوترها یا میان برنامه های مختلف یک کامپیوتر است. API مجموعه ای از یک سری مفاهیم و پروتکل ها است که برای یکپارچه سازی نرم افزارهای کاربردی مورد استفاده قرار میگیرد.
API به محصول یا سرویس شما اجازه میدهد بدون در نظر گرفتن نوع پیاده سازی سرویس ها و محصولات دیگر، با آنها به آسانی ارتباط برقرار کند. API باعث میشود توسعه نرم افزارهای کاربردی یا بازی های ویدیویی روند راحت تری را طی کند و در نهایت، زمان و انرژی و هزینه ها را کاهش دهد. زمانی که شما در حال طراحی و ساخت ابزار یا محصولات دیجیتالی جدیدی هستید یا برنامه های از پیش ساخته شده را مدیریت میکنید، API به شما انعطاف پذیری، طراحی ساده و توانایی اجرا شدن را به همراه آورده و به صورت کلی، فرصت های بیشتری را برای نوآوری به وجود می آورد.
حالا که به صورت خلاصه درباره API صحبت کردیم و کمی با ماهیت آن آشنا شدیم، بیایید به سراغ اصل مطلب، یعنی DirectX برویم.
DirectX مجموعه ای از رابط های برنامه نویسی کاربردی است و کاربر را از هر نظر برای کار با نرم افزارها و برنامههای مختلف، تأمین میکند. DirectX محصول شرکت مایکروسافت است و در سیستم عامل محبوب این شرکت، یعنی ویندوز و البته کنسول های ایکس باکس به کار گرفته میشود. این رابط برای اولین بار در تاریخ 30 ماه سپتامبر سال 1995 عرضه شد و با ویژگی ها و قابلیت های کاربردی و خوبی که به مخاطبان و توسعه دهندگان ارائه داد، به سرعت به یکی از محبوبترین رابط ها در میان توسعه دهندگان نرم افزاری و بازی سازن تبدیل شد و تاکنون نیز به سرعت در حال توسعه بوده است. همچنین کاربران CAD (طراحی دو بعدی و سه بعدی با کامپیوتر) و CAM (کنترل ماشین ها و پروسه تولیدی ها) نیز علاقه بسیاری به DirectX دارند.
API های مختلف DirectX شامل Direct Draw ،Direct3D ،DirectSound ،DirectPlay ،DirectMusic و… میشوند و همانطور که مشاهده میکنید، تمام این رابط ها در ابتدای نام خود، عبارت Direct را مشاهده میکنند. DirectX با گردهم آوردن تمام این رابط ها، باعث میشود کاربران عملاً مشکلی را در خصوص کار با برنامه ها و نرم افزارهای مختلف و استفاده همزمان از آنها تحربه نکنند. بهره گیری از امکاناتی مانند موسیقی، طراحی، رندر کردن موارد سه بعدی و البته تجربه بازیهای ویدیویی، با تمام زیر مجموعه های DirectX میسر میشود.
البته لازم است اشاره کنیم که DirectX تنها درباره ارتباط میان نرم افزارها نیست، بلکه یک دسترسی سطح پایین را به قطعات سخت افزاری شما، مانند کارت گرافیک، کارت صدا و حافظه ایجاد میکند. اگر توضیحاتی که تاکنون ارائه شده مقداری سنگین و سخت بوده، اجازه دهید موضوع را جور دیگری باز کنیم. در سطح پایه و اولیه، باید بگوییم که DirectX به بازی ها اجازه صحبت کردن با کارت گرافیک ها را میدهد.
در گذشته و دوران قدیم که سیستم عاملی به نام ویندوز وجود نداشت و کاربران با محیط DOS کار میکردند، بازیها دسترسی مستقیمی به کارت گرافیک ها و مادربرد داشتند و شما میتوانستید به صورت مستقیم فایل تنظیمات یا Configuration را تغییر دهید و ویرایش کنید. با این حال با عرضه ویندوز 95، مایکروسافت به دلایل امنیتی تصمیم گرفت تمام دسترسی های سطح پایین را برای سخت افزار از بین ببرد. این بدان معنی است که بازیها دیگر نمیتوانستند به ویژگیهای پایین رده سخت افزار دسترسی داشته باشند و این موضوع باعث بروز مشکلات بسیاری شد. در این وضعیت بود که مایکروسافت تصمیم گرفت DirectX را عرضه کند و آن را به عنوان یک واسطه میان بازی ها (برنامه ها) و کارت گرافیک ها به مخاطبان معرفی نماید.
موارد استفاده و بهره گیری از DirectX بسیار زیاد است اما در این قسمت سعی میکنیم مهمترین کارهایی که با کمک این رابط برنامه نویسی کاربردی انجام میشوند را ذکر نماییم.
یکی از رابطهای زیرشاخه DirectX که استفادههای بسیاری نیز از آن میشود، Direct3D نام دارد و از آنجایی که بحث و هدف ما در لیون تک اکثراً محتوا و فناوریهای بصری بوده، بیشتر سعی میکنیم روی زیرشاخه اختصاصی تصویر سازی و گرافیک سه بعدی و دو بعدی Direct3D تمرکز کنیم. Direct3D به صورت کلی با هر بازی، برنامه یا نرم افزاری کار دارد که در آن از گرافیک سه بعدی استفاده شده است. حالا این برنامه میتواند AutoCAD و 3D Max باشد یا یک بازی ویدیویی! تصویر سازی گرافیکی به هر شکل با Direct 3D انجام میپذیرد.
Direct3D در زمینه ساخت و توسعه بازی های ویدیویی آنقدر مهم و اساسی است که این روزها بسیاری از گیمرها و توسعه دهندگان، Direct3D را به نام DirectX میشناسند.
این نکته مهم را در نظر بگیرید که DirectX تنها API موجود در دنیای سخت افزار و نرم افزار به حساب نمی آید و رابط های دیگری مانند OpenGL نیز مورد استفاده قرار میگیرند. با این حال، DirectX از پایه و اساس و به صورت Native برای سیستم عامل ویندوز طراحی شده و همین موضوع میتواند برتری های قابل توجهی به آن بدهد.
حالا که شناخت خوبی از کلیت DirectX به دست آوردیم، بیایید کمی درباره آخرین نسخه عرضه شده از این رابط برنامه نویسی کاربردی، یعنی DirectX 12 Ultimate صحبت کنیم و از ویژگی های فوق العاده آن بگوییم.
DirectX 12 Ultimate که جدیدترین و مدرنترین نسخه این API به حساب می آید، بر پایه و اساس DirectX 12 نوشته شده و شامل ویژگی هایی است که در حدود دو-سه سال گذشته پدیدار شده اند. اولین و شاید مهمترین این ویژگی ها، DXR یا همان DirectX Raytracing است. از آنجایی که بسیاری از بازی ها در سال های اخیر به استفاده و بهره گیری از فناوری Ray Tracing به صورت همزمان یا Real Time روی آورده اند، مایکروسافت با کمک DirectX 12 Ultimate، این فناوری را به صورت Native دردسترس ویندوز، کنسول های ایکس باکس سری ایکس/سری اس و البته کاربران آنها قرار داده است. درباره فناوری Ray Tracing در قسمت های پیشین تک پدیا صحبت کرده بودیم و با کلیک روی لینک قرار گرفته، میتوانید مقاله مربوطه را مطالعه کنید.
همچنین ویژگی و فناوری Sampler Feedback را نیز از یاد نبریم که به صورت خلاصه سعی میکند با اختصاص دادن منابع کمتر، بافت های با کیفیتی را در بازی ها به مخاطب نمایش دهد. DirectX 12 Ultimate به صورت کلی به توسعه دهندگان و بازی سازان کمک میکند که نه تنها بافت های با کیفیت تر، بلکه نورپردازی واقع گرایانه تری را نیز در بازی های خود به تصویر بکشند. از آنجایی که DirectX 12 Ultimate به صورت کامل در ویندوز و ایکس باکس های نسل جدید پیاده سازی شده، شما میتوانید با داشتن کارت گرافیکی که از آخرین نسخه DirectX پشتیبانی میکند، تفاوت های فوق العادهای را نسبت به قبل در عناوین مورد علاقه خود مشاهده نمایید.
DirectX یکی از بهترین و محبوبترین رابط های برنامه نویسی کاربردی در میان کاربران و توسعه دهندگان کامپیوتر به شمار میآید. امروزه از طراح گرافیکی و صنعتی گرفته تا تدوینگر و گیمر، همه از DirectX استفاده میکنند و با پشتیبانی مثال زدنی مایکروسافت، در هر دوره امکانات و ویژگی های جدیدی را به دست می آورند. با این حال، این موضوع را در نظر داشته باشید که این مجموعه رابط برنامه نویسی کاربردی برای رسیدن به جایگاه کنونی خود (DirectX 12 Ultimate)، مسیر پر فراز و نشیبی را پشت سر گذاشته و همیشه به این شکل هیجان انگیز و غنی نبوده است!
پشتیبانی پایدار و با ثبات مایکروسافت از DirectX در طول سال ها و نسلهای گذشته، باعث شده تا این مجموعه رابط برنامه نویسی کاربردی همیشه به یکی از گزینه های اصلی توسعه دهندگان نرم افزاری بدل گردد.
