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技术实现
看过我上篇在 WPF 中实现 OpenGL 与 D3D 渲染的同学应该知道,我是依靠 WGL 中 WGL_NV_DX_interop 扩展与 D3D Surface 关联并在使用该 Surface 实现渲染。
所以我们这次实现也是如此,但与 WPF 不同的是 WinUI 支持 D3D11 并在控件中提供 SwapChainPanel 作为载体。(WPF 中为 D3DImage)
代码部分使用 Silk.Net 和 OpenTK 实现。
有一些关键部分,接下来我会单独讲下。
WGL_NV_DX_interop
WGL_NV_DX_interop是NVIDIA公司提出的一套扩展API(支持OpenGL 2.1及以上版本),该扩展允许 OpenGL 可以直接访问 DirectX 缓冲区与 Surface,并作为 OpenGL 共享纹理或渲染缓冲区对象使用。
扩展支持版本
WGL_NV_DX_interop - Direct3D 9
WGL_NV_DX_interop2 - Direct3D 10、11
D3D11与SwapChainPanel
SwapChainPanel 是用于支持高性能图形和游戏的 Windows 运行时类型,你可以在其中直接管理交换链。
在此情况下,你可以创建自己的 DirectX 交换链并管理所呈现内容的显示。
需要注意的是,为了确保良好的性能 SwapChainPanel 存在一些限制。
- 一个程序中 SwapChainPanel 实例不能超过四个。
- 关联的 DirectX 交换链应要明确设置宽高。
- DirectX 交换链的缩放模式必须设置为 DXGI_SCALING_STRETCH。
- 只能通过 DXGI 中 CreateSwapChainForComposition 函数进行交换链创建。
代码实现 (只存在关键代码,完整代码在文章最下方 GitHub 链接)
D3D
- 创建 DXGI 工厂,用于后续创建 SwapChain(交换链)
- IDXGIFactory2* factory;
- // 获取该类型 Guid,这跟Com组件有关,本文不多阐述。
- // GetTypeInfo 为扩展函数,存在 WinRT 命名空间。
- Guid guid = typeof(IDXGIFactory2).GetTypeInfo().GUID;
- DXGI.GetApi().CreateDXGIFactory2(0, &guid, (void**)&factory);
复制代码- ID3D11Device* device;
- ID3D11DeviceContext* devCtx;
- // 创建设备
- D3D11.GetApi().CreateDevice(null, D3DDriverType.Hardware, 0, 0, null, 0, D3D11.SdkVersion, &device, null, &devCtx);
复制代码
- 创建 SwapChain (使用 IDXGIFactory2 创建)
- IDXGISwapChain1* swapChain;
- // SwapChain 配置信息。
- SwapChainDesc1 swapChainDesc = new()
- {
- Width = 宽度,
- Height = 高度,
- Format = Format.FormatB8G8R8A8Unorm,
- Stereo = 0,
- SampleDesc = new SampleDesc()
- {
- Count = 1,
- Quality = 0
- },
- BufferUsage = DXGI.UsageRenderTargetOutput,
- BufferCount = 2,
- Scaling = Scaling.Stretch,
- SwapEffect = SwapEffect.FlipSequential,
- Flags = 0,
- };
- factory->CreateSwapChainForComposition((IUnknown*)device, &swapChainDesc, null, &swapChain);
复制代码
- 获取 SwapChain 缓冲区(我们需要用它来创建 OpenGL 的渲染缓冲区)
- ID3D11Texture2D* colorbuffer;
- Guid guid = typeof(ID3D11Texture2D).GetTypeInfo().GUID;
- swapChain->GetBuffer(0, &guid, (void**)&colorbuffer);
复制代码 OpenGL
- nint glDeviceHandle = Wgl.DXOpenDeviceNV((IntPtr)device);
- // 创建一个帧缓冲区,后续渲染前需要先进行绑定。
- int gLFramebufferHandle = GL.GenFramebuffer();
复制代码- // 创建一个渲染缓冲区。
- int gLColorRenderbufferHandle = GL.GenRenderbuffer();
- // 关联 SwapChain 缓冲区到指定 Renderbuffer 上。
- nint dxInteropColorHandle = Wgl.DXRegisterObjectNV(device, (nint)colorbuffer, (uint)gLColorRenderbufferHandle, (uint)RenderbufferTarget.Renderbuffer, WGL_NV_DX_interop.AccessReadWrite);
复制代码- // 锁定缓冲区进行操作
- Wgl.DXLockObjectsNV(glDeviceHandle, 1, new[] { dxInteropColorHandle });
- // 绑定帧缓冲区
- GL.BindFramebuffer(FramebufferTarget.Framebuffer, gLFramebufferHandle);
- // 重置视口
- GL.Viewport(0, 0, 宽度, 高度);
- // GL 绘制代码
- // 结束绘制
- GL.BindFramebuffer(FramebufferTarget.Framebuffer, 0);
- Wgl.DXUnlockObjectsNV(glDeviceHandle, 1, new[] { dxInteropColorHandle });
- // 注意:一定要取消注册并删除缓冲区,不然 swapChain 读取不到数据。
- Wgl.DXUnregisterObjectNV(glDeviceHandle, dxInteropColorHandle);
- GL.DeleteRenderbuffer(gLColorRenderbufferHandle);
- swapChain->Present(1, 0);
复制代码 关联 WinUI
- 创建 ISwapChainPanelNative 接口类
- [ComImport]
- [InterfaceType(ComInterfaceType.InterfaceIsIUnknown)]
- [Guid("63aad0b8-7c24-40ff-85a8-640d944cc325")]
- public interface ISwapChainPanelNative
- {
- [PreserveSig] HResult SetSwapChain([In] IntPtr swapChain);
- [PreserveSig] ulong Release();
- }
复制代码- SwapChainPanel swapChainPanel = new SwapChainPanel();
- swapChainPanel.As<ISwapChainPanelNative>().SetSwapChain((IntPtr)swapChain)
复制代码 基本上,一次的渲染流程到这里就结束了。
但有很多问题需要解决,比如修改控件宽高,重新注册缓冲区等等。。。
完整代码我会放到 GitHub 上,需要的同学可以下载看看,里面包含 WPF、WinUI 的 3D Demo,并解决了刚才说的一些问题。
WPF、WinUI 使用 Silk.Net 绘制示例(OpenGL、DirectX)
来源:https://www.cnblogs.com/xymfblogs/archive/2023/03/15/17218256.html
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