DirectX 10.1是对DirectX 10的一系列完善、补充、拓展和延伸，并增加5个新的API、支持最新硬件、强制要求FP32纹理过滤和4x MSAA多重采样反锯齿。DirectX 10.1主要更新内容： 1. 支持Shader Mode 4.1； 2. 新的着色指令支持立方体纹理贴图阵列； 3. 应用程序可以控制多重采样和超级采样的使用，并选择在特定场景出现的采样模板； 4. 可以直接对压缩的纹理材质进行渲染； 5. 更具弹性的资源复制和利用； 6. 包括多个渲染目标的总体混合模式，以及更新的浮点混合功能。

DirectX 9.0/9.0b/9.0c时代

2002年底微软发布DirectX 9.0，随后又更新为DirectX 9.0b和DirectX 9.0c，传统的硬件T&L单元被取消，DirectX 9.0的出现也使得OpenGL API在游戏开发领域的应用走到了尾声，基于OpenGL API开发的游戏屈指可数。新的特色是提升了Vertex Shader和Pixel Shader的版本，从而展现出更为强大的性能。DirectX 9.0中包含了NURBS和Displacement Mapping（置换式贴图）这两项关键的技术。NURBS在3Dmax中是很常见的，但是运用到3D游戏后，我们所看到的画面将更加接近真实。NURBS就是专门做曲面物体的一种造型方法，可以用它做出各种复杂的曲面造型和表现特殊的效果，如人的皮肤，面貌或流线型的跑车等。而Displacement Mapping技术借助在平面的多边形上加上一些数据，可以帮材质加上深浅高低的轮廓视觉效果。总体而言，DirectX 9.0是对于DirectX 8.1版本的补充，出现这一现象是因为当时的3D显卡技术的发展滞后于DirectX接口。

统一渲染最先出现在微软的Xbox360游戏机上，DirectX 10最大的革新正是统一渲染架构（Unified Shader Architecture）。DirectX 9中引入了2.0/2.X/3.0三个版本的Vertex Shader（顶点着色引擎）以及Pixel Shader（像素着色引擎），从表面上看是技术的推进，但从更深层的角度看，这是微软帮助Nvidia和ATI搭建竞争舞台，但DirectX 9资源利用的不合理令软件开发商畏首畏尾。进入DirectX 10时代之后，微软改用统一渲染架构来引领群雄。

统一渲染架构，其实就是将Pixel Shader、Vertex Shader、Geometry Shader统一封装。显卡中传统管线消失，所有运算单元都可以任意处理一种Shader运算。事实上游戏对Vertex Shader的要求会比较高，Pixel Shader则要求较低（也有相反的例子），这是造成资源利用率低的首要原因。采用DirectX 10统一渲染架构后，资源得到充分利用，有效地避免这种不合理的分配现象。

如果说GPU PhysX是GeForce显卡的独有物理加速技术，那么DirectX 10.1只能说是Radeon显卡提供的一种特色技术。为什么不能说这是ATI独有呢？其实DirectX 10.1图形芯片市场并非AMD-ATI独占，S3的Chrome 400系列也是支持DirectX 10.1的，但是其驱动不稳定、性能低下、大量贴图错误难以得到消费者认可，故市面上大量存在的都是Radeon显卡。

从Radeon HD3800到现在的Radeon HD4800,AMD-ATI最大的一个技术亮点就是率先支持微软DirectX 10.1。但受限于上游硬件厂商间的角力，DirectX 10.1的推广并不是一帆风顺。对显卡来说，再好的技术若没有游戏和驱动来配合，都是空谈。DirectX 10.1也是一样，虽然最关键的驱动可以搞定，但是没有广泛的游戏支持，也是巧妇难为无米之炊。

客观上讲，DirectX 10.1新增加的内容对画质的提升不算太大，一些原本在DirectX 10中定为可选的特性规定为强制特性，如将16位浮点纹理过滤升级为32位，4x MSAA多重采样反锯齿等。因这种情况，ATI虽然自HD3000系列以来就开始支持DirectX 10.1，不过ATI似乎还没有从这一先进技术上获得多少实惠。

作为最早支持DirectX 10.1的游戏——《刺客信条》，遭到了“技术和谐”。开始时，开发《刺客信条》的育碧蒙特利尔工作室在渲染代码中加入支持DirectX 10.1的渲染代码，AMD和《刺客信条》开发者直接合作，拿出一系列在DirectX 10.1下执行效率更高的代码。但不久育碧却发布一个新的补丁，除了修正一些错误之外，还取消了对DirectX 10.1的支持，他们解释称是因为游戏对DirectX 10.1的支持不成熟，他们需要重新写代码。不过总所周知《刺客信条》作为一款Nvidia “The Way”游戏，目前Nvidia的显卡都不支持DirectX 10.1，有猜测称育碧取消DX10.1是受到了强大压力。

如果说DirectX 10是一个重大转折，那DirectX 10.1则作为一种技术上的补充。DirectX 10.1保持了DirectX 10原有整体结构和编程模型，同时提供了许多增强功能。顶点、几何和像素着色指令集得到更新，进一步支持Shader Model 4.1，提供32bit浮点滤波改善HDR渲染画质。新功能大致上分为三类：反锯齿效能的改进，Shader及纹理能力增强，更加严密的规范等等。