Сравнение кода EGL с DXGI и Direct3D

Важные API

• ID3D11Device1
• ID3D11DeviceContext1
• CoreWindow

Графический интерфейс DirectX (DXGI) и несколько API Direct3D служат той же ролью, что и EGL. Этот раздел поможет вам понять DXGI и Direct3D 11 с точки зрения EGL.

DXGI и Direct3D, например EGL, предоставляют методы для настройки графических ресурсов, получения контекста отрисовки для шейдеров для рисования и отображения результатов в окне. Однако DXGI и Direct3D имеют довольно много дополнительных параметров и требуют больше усилий для правильной настройки при переносе из EGL.

Обратите внимание , что это руководство основано на открытой спецификации Группы Хроноса для EGL 1.4, приведенной здесь: Хронос Native Platform Graphics Interface (EGL версии 1.4 – 6 апреля 2011 г.) [PDF]. Различия в синтаксисе, относящиеся к другим платформам и языкам разработки, не рассматриваются в этом руководстве.

Как сравниваются DXGI и Direct3D?

Большое преимущество EGL над DXGI и Direct3D заключается в том, что относительно просто начать рисование на поверхности окна. Это связано с тем, что OpenGL ES 2.0 (и, следовательно, EGL) — это спецификация, реализованная несколькими поставщиками платформ, в то время как DXGI и Direct3D являются одной ссылкой на то, что драйверы поставщиков оборудования должны соответствовать требованиям. Это означает, что корпорация Майкрософт должна реализовать набор API,которые позволяют максимально широкому набору функций поставщика, а не сосредоточиться на функциональном подмножестве, предлагаемом определенным поставщиком, или объединить команды установки конкретного поставщика в более простые API. С другой стороны, Direct3D предоставляет единый набор API, охватывающий очень широкий спектр графических аппаратных платформ и уровней функций, и обеспечивает большую гибкость для разработчиков, опытных с платформой.

Например, EGL, DXGI и Direct3D предоставляют API для следующих действий:

• Получение и чтение и запись в буфер кадра (называется "цепочкой буферов" в DXGI).
• Связывание буфера кадра с окном пользовательского интерфейса.
• Получение и настройка контекстов отрисовки, в которых необходимо нарисовать.
• Выдача команд в графический конвейер для определенного контекста отрисовки.
• Создание ресурсов шейдера и управление ими и связывание их с содержимым отрисовки.
• Отрисовка для определенных целевых объектов отрисовки (например, текстур).
• Обновление области отображения окна с результатами отрисовки с помощью графических ресурсов.

Чтобы просмотреть базовый процесс Direct3D для настройки графического конвейера, ознакомьтесь с шаблоном приложения DirectX 11 (универсальная версия Windows) в Microsoft Visual Studio 2015. Базовый класс отрисовки в нем предоставляет хороший базовый план для настройки графической инфраструктуры Direct3D 11 и настройки базовых ресурсов на нем, а также поддержки функций приложения универсальная платформа Windows (UWP), таких как поворот экрана.

EGL имеет очень мало API относительно Direct3D 11, и навигация по последнему может быть проблемой, если вы не знакомы с именованием и jargon конкретной платформы. Вот простой обзор, который поможет вам получить ориентацию.

Сначала просмотрите базовый объект EGL для сопоставления интерфейса Direct3D:

Теперь вот самый простой процесс настройки простого графического отображения, ресурсов и контекста в DXGI и Direct3D для приложения UWP.

1. Получите дескриптор объекта CoreWindow для основного потока пользовательского интерфейса приложения, вызвав CoreWindow::GetForCurrentThread.
2. Для приложений UWP получите цепочку буферов из IDXGIAdapter2 с IDXGIFactory2::CreateSwapChainForCoreWindow и передайте ее ссылку CoreWindow, полученную на шаге 1. Вы получите экземпляр IDXGISwapChain1. Область действия объекта отрисовщика и его потока отрисовки.
3. Получение экземпляров ID3D11Device1 и ID3D11DeviceContext1 путем вызова метода D3D11Device::CreateDevice. Также обведите их область для объекта отрисовщика.
4. Создайте шейдеры, текстуры и другие ресурсы с помощью методов в объекте ID3D11Device1 отрисовщика.
5. Определите буферы, шейдеры запуска и управляйте этапами конвейера с помощью методов в объекте ID3D11DeviceContext1 средства отрисовки.
6. Когда конвейер выполнен и кадр рисуется в буфер обратной части, доведите его на экран с идентификатором IDXGISwapChain1::P resent1.

Дополнительные сведения об этом процессе см. в статье "Начало работы с графикой DirectX". В остальной части этой статьи рассматриваются многие распространенные шаги по настройке и управлению графическим конвейером.

Обратите внимание, что классические приложения Windows имеют разные API для получения цепочки буферов Direct3D, например D3D11Device::CreateDeviceAndSwapChain, и не используйте объект CoreWindow.

Получение окна для отображения

В этом примере eglGetDisplay передает HWND для ресурса окна, относяющегося к платформе Microsoft Windows. Другие платформы, такие как iOS Apple (Какао) и Android Google, имеют разные дескриптора или ссылки на ресурсы окна, и могут иметь другой синтаксис вызова в целом. После получения дисплея вы инициализируете его, задайте предпочтительную конфигурацию и создадите поверхность с буфером задней части, в который можно нарисовать.

Получение дисплея и его настройка с помощью EGL..

// Obtain an EGL display object.
EGLDisplay display = eglGetDisplay(GetDC(hWnd));
if (display == EGL_NO_DISPLAY)
{
  return EGL_FALSE;
}

// Initialize the display
if (!eglInitialize(display, &majorVersion, &minorVersion))
{
  return EGL_FALSE;
}

// Obtain the display configs
if (!eglGetConfigs(display, NULL, 0, &numConfigs))
{
  return EGL_FALSE;
}

// Choose the display config
if (!eglChooseConfig(display, attribList, &config, 1, &numConfigs))
{
  return EGL_FALSE;
}

// Create a surface
surface = eglCreateWindowSurface(display, config, (EGLNativeWindowType)hWnd, NULL);
if (surface == EGL_NO_SURFACE)
{
  return EGL_FALSE;
}

В Direct3D основное окно приложения UWP представлено объектом CoreWindow, который можно получить из объекта приложения, вызвав CoreWindow::GetForCurrentThread в рамках процесса инициализации поставщика представления, созданного для Direct3D. (Если вы используете взаимодействие Direct3D-XAML, используйте поставщик представлений платформы XAML.) Процесс создания поставщика представления Direct3D рассматривается в статье "Настройка приложения для отображения представления".

Получение CoreWindow для Direct3D.

CoreWindow::GetForCurrentThread();

После получения ссылки CoreWindow окно должно быть активировано, которое выполняет метод Run основного объекта и начинает обработку событий окна. После этого создайте идентификатор ID3D11Device1 и ID3D11DeviceContext1 и используйте их для получения базового объекта IDXGIDevice1 и IDXGIAdapter, чтобы получить объект IDXGIFactory2 для создания ресурса цепочки буферов на основе конфигурации DXGI_SWAP_CHAIN_DESC1.

Настройка и настройка цепочки буферов DXGI в CoreWindow для Direct3D.

// Called when the CoreWindow object is created (or re-created).
void SimpleDirect3DApp::SetWindow(CoreWindow^ window)
{
  // Register event handlers with the CoreWindow object.
  // ...

  // Obtain your ID3D11Device1 and ID3D11DeviceContext1 objects
  // In this example, m_d3dDevice contains the scoped ID3D11Device1 object
  // ...

  ComPtr<IDXGIDevice1>  dxgiDevice;
  // Get the underlying DXGI device of the Direct3D device.
  m_d3dDevice.As(&dxgiDevice);

  ComPtr<IDXGIAdapter> dxgiAdapter;
  dxgiDevice->GetAdapter(&dxgiAdapter);

  ComPtr<IDXGIFactory2> dxgiFactory;
  dxgiAdapter->GetParent(
    __uuidof(IDXGIFactory2), 
    &dxgiFactory);

  DXGI_SWAP_CHAIN_DESC1 swapChainDesc = {0};
  swapChainDesc.Width = static_cast<UINT>(m_d3dRenderTargetSize.Width); // Match the size of the window.
  swapChainDesc.Height = static_cast<UINT>(m_d3dRenderTargetSize.Height);
  swapChainDesc.Format = DXGI_FORMAT_B8G8R8A8_UNORM; // This is the most common swap chain format.
  swapChainDesc.Stereo = false;
  swapChainDesc.SampleDesc.Count = 1; // Don't use multi-sampling.
  swapChainDesc.SampleDesc.Quality = 0;
  swapChainDesc.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT;
  swapChainDesc.BufferCount = 2; // Use double-buffering to minimize latency.
  swapChainDesc.SwapEffect = DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_SEQUENTIAL; // All UWP apps must use this SwapEffect.
  swapChainDesc.Flags = 0;

  // ...

  Windows::UI::Core::CoreWindow^ window = m_window.Get();
  dxgiFactory->CreateSwapChainForCoreWindow(
    m_d3dDevice.Get(),
    reinterpret_cast<IUnknown*>(window),
    &swapChainDesc,
    nullptr, // Allow on all displays.
    &m_swapChainCoreWindow);
}

Вызовите метод IDXGISwapChain1::P resent1 после подготовки кадра для отображения.

Обратите внимание, что в Direct3D 11 нет абстракции, идентичной EGLSurface. (Существует IDXGISurface1, но используется по-другому.) Ближайшее концептуальное приближение — это объект ID3D11RenderTargetView, который мы используем для назначения текстуры (ID3D11Texture2D) в качестве обратного буфера, в который будет рисовать конвейер шейдеров.

Настройка резервного буфера для цепочки буферов в Direct3D 11

ComPtr<ID3D11RenderTargetView>    m_d3dRenderTargetViewWin; // scoped to renderer object

// ...

ComPtr<ID3D11Texture2D> backBuffer2;
    
m_swapChainCoreWindow->GetBuffer(0, IID_PPV_ARGS(&backBuffer2));

m_d3dDevice->CreateRenderTargetView(
  backBuffer2.Get(),
  nullptr,
    &m_d3dRenderTargetViewWin);

Рекомендуется вызывать этот код всякий раз, когда окно создается или изменяет размер. Во время отрисовки задайте целевое представление отрисовки с идентификатором ID3D11DeviceContext1::OMSetRenderTargets перед настройкой других подресурсов, таких как буферы вершин или шейдеры.

// Set the render target for the draw operation.
m_d3dContext->OMSetRenderTargets(
        1,
        d3dRenderTargetView.GetAddressOf(),
        nullptr);

Создание контекста отрисовки

В EGL 1.4 "display" представляет набор ресурсов окна. Как правило, вы настраиваете "surface" для отображения, предоставляя набор атрибутов отображаемого объекта и получая поверхность в обратном виде. Вы создаете контекст для отображения содержимого поверхности путем создания этого контекста и привязки его к поверхности и отображению.

Поток вызовов обычно выглядит примерно так:

• Вызовите eglGetDisplay с дескриптором к ресурсу отображения или окна и получите отображаемый объект.
• Инициализировать отображение с помощью eglInitialize.
• Получите доступную конфигурацию отображения и выберите ее с помощью eglGetConfigs и eglChooseConfig.
• Создайте поверхность окна с помощью eglCreateWindowSurface.
• Создайте контекст отображения для рисования с помощью eglCreateContext.
• Привязка контекста отображения к экрану и поверхности с помощью eglMakeCurrent.

n предыдущего раздела мы создали EGLDisplay и EGLSurface, и теперь мы используем EGLDisplay для создания контекста и связывания этого контекста с отображением, используя настроенный EGLSurface для параметризации выходных данных.

Получение контекста отрисовки с помощью EGL 1.4

// Configure your EGLDisplay and obtain an EGLSurface here ...
// ...

// Create a drawing context from the EGLDisplay
context = eglCreateContext(display, config, EGL_NO_CONTEXT, contextAttribs);
if (context == EGL_NO_CONTEXT)
{
  return EGL_FALSE;
}   
   
// Make the context current
if (!eglMakeCurrent(display, surface, surface, context))
{
  return EGL_FALSE;
}

Контекст отрисовки в Direct3D 11 представлен объектом ID3D11Device1, который представляет адаптер и позволяет создавать ресурсы Direct3D, такие как буферы и шейдеры; и объектом ID3D11DeviceContext1, который позволяет управлять графическим конвейером и выполнять шейдеры.

Помните о уровнях функций Direct3D! Они используются для поддержки старых аппаратных платформ Direct3D с DirectX 9.1 до DirectX 11. Многие платформы, использующие оборудование с низкой мощностью графики, такие как планшеты, имеют доступ только к функциям DirectX 9.1, а более старое поддерживаемое графическое оборудование может быть от 9.1 до 11.

Создание контекста отрисовки с помощью DXGI и Direct3D

// ... 

UINT creationFlags = D3D11_CREATE_DEVICE_BGRA_SUPPORT;
ComPtr<IDXGIDevice> dxgiDevice;

D3D_FEATURE_LEVEL featureLevels[] = 
{
        D3D_FEATURE_LEVEL_11_1,
        D3D_FEATURE_LEVEL_11_0,
        D3D_FEATURE_LEVEL_10_1,
        D3D_FEATURE_LEVEL_10_0,
        D3D_FEATURE_LEVEL_9_3,
        D3D_FEATURE_LEVEL_9_2,
        D3D_FEATURE_LEVEL_9_1
};

// Create the Direct3D 11 API device object and a corresponding context.
ComPtr<ID3D11Device> device;
ComPtr<ID3D11DeviceContext> d3dContext;

D3D11CreateDevice(
  nullptr, // Specify nullptr to use the default adapter.
  D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE,
  nullptr,
  creationFlags, // Set debug and Direct2D compatibility flags.
  featureLevels, // List of feature levels this app can support.
  ARRAYSIZE(featureLevels),
  D3D11_SDK_VERSION, // Always set this to D3D11_SDK_VERSION for UWP apps.
  &device, // Returns the Direct3D device created.
  &m_featureLevel, // Returns feature level of device created.
  &d3dContext // Returns the device immediate context.
);

Рисование в ресурс текстуры или pixmap

Чтобы нарисовать текстуру с помощью OpenGL ES 2.0, настройте буфер пикселей или PBuffer. После успешной настройки и создания EGLSurface для него можно указать контекст отрисовки и выполнить конвейер шейдера для рисования в текстуру.

Рисование в буфер пикселей с помощью OpenGL ES 2.0

// Create a pixel buffer surface to draw into
EGLConfig pBufConfig;
EGLint totalpBufAttrs;

const EGLint pBufConfigAttrs[] =
{
    // Configure the pBuffer here...
};
 
eglChooseConfig(eglDsplay, pBufConfigAttrs, &pBufConfig, 1, &totalpBufAttrs);
EGLSurface pBuffer = eglCreatePbufferSurface(eglDisplay, pBufConfig, EGL_TEXTURE_RGBA); 

В Direct3D 11 вы создаете ресурс ID3D11Texture2D и делаете его целевым объектом отрисовки. Настройте целевой объект отрисовки с помощью D3D11_RENDER_TARGET_VIEW_DESC. При вызове метода ID3D11DeviceContext::D raw (или аналогичной операции Draw* в контексте устройства) с помощью этого целевого объекта отрисовки результаты извлекаются в текстуру.

Рисование в текстуру с помощью Direct3D 11

ComPtr<ID3D11Texture2D> renderTarget1;

D3D11_RENDER_TARGET_VIEW_DESC renderTargetDesc = {0};
// Configure renderTargetDesc here ...

m_d3dDevice->CreateRenderTargetView(
  renderTarget1.Get(),
  nullptr,
  &m_d3dRenderTargetViewWin);

// Later, in your render loop...

// Set the render target for the draw operation.
m_d3dContext->OMSetRenderTargets(
        1,
        d3dRenderTargetView.GetAddressOf(),
        nullptr);

Эта текстура может быть передана шейдеру, если она связана с ID3D11ShaderResourceView.

Рисование на экране

После использования EGLContext для настройки буферов и обновления данных выполните шейдеры, привязанные к нему, и нарисуйте результаты обратному буферу с помощью glDrawElements. Вы отображаете задний буфер путем вызова eglSwapBuffers.

Откройте GL ES 2.0: рисование на экране.

glDrawElements(GL_TRIANGLES, renderer->numIndices, GL_UNSIGNED_INT, 0);

eglSwapBuffers(drawContext->eglDisplay, drawContext->eglSurface);

В Direct3D 11 вы настраиваете буферы и привязываете шейдеры с идентификатором IDXGISwapChain::P resent1. Затем вы вызываете один из методов ID3D11DeviceContext1::D raw* для запуска шейдеров и рисования результатов в целевой объект отрисовки, настроенный в качестве обратного буфера для цепочки буферов. После этого вы просто представляете задний буфер для отображения путем вызова IDXGISwapChain::P resent1.

Direct3D 11: рисование на экране.

m_d3dContext->DrawIndexed(
        m_indexCount,
        0,
        0);

// ...

m_swapChainCoreWindow->Present1(1, 0, &parameters);

Освобождение графических ресурсов

В EGL вы освобождаете ресурсы окна, передав EGLDisplay в eglTerminate.

Завершение отображения с помощью EGL 1.4

EGLBoolean eglTerminate(eglDisplay);

В приложении UWP можно закрыть CoreWindow с CoreWindow::Close, хотя это можно использовать только для дополнительных окон пользовательского интерфейса. Основной поток пользовательского интерфейса и связанный с ним CoreWindow не может быть закрыт; скорее, срок действия истек операционной системой. Однако при закрытии вторичного CoreWindow событие CoreWindow::Closed вызывается.

Сопоставление справочника по API для EGL с Direct3D 11