Representación en DirectX
Nota:
En este artículo se relaciona con las API nativas heredadas de WinRT. Para los nuevos proyectos de aplicaciones nativas, se recomienda usar la API de OpenXR.
Windows Mixed Reality se basa en DirectX para generar experiencias gráficas 3D enriquecidas para los usuarios. La abstracción de representación se encuentra justo encima de DirectX, lo que permite a las aplicaciones razonar sobre la posición y la orientación de los observadores de escena holográfica previstos por el sistema. Después, el desarrollador puede localizar sus hologramas en función de cada cámara, lo que permite que la aplicación represente estos hologramas en varios sistemas de coordenadas espaciales a medida que el usuario se mueve.
Nota: En este tutorial se describe la representación holográfica en Direct3D 11. También se proporciona una plantilla de aplicación de Windows Mixed Reality de Direct3D 12 con la extensión de plantillas de aplicación de Mixed Reality.
Actualización del marco actual
Para actualizar el estado de la aplicación para hologramas, una vez por fotograma, la aplicación hará lo siguiente:
- Obtenga un HolographicFrame desde el sistema de administración de pantalla.
- Actualice la escena con la predicción actual de dónde estará la vista de cámara cuando se complete la representación. Tenga en cuenta que puede haber más de una cámara para la escena holográfica.
Para representar en vistas de cámara holográficas, una vez por fotograma, la aplicación hará lo siguiente:
- Para cada cámara, represente la escena para el fotograma actual, utilizando las matrices de proyección y vista de cámara del sistema.
Creación de un marco holográfico y obtención de su predicción
HolographicFrame tiene información que la aplicación debe actualizar y representar el marco actual. La aplicación comienza cada nuevo fotograma llamando al método CreateNextFrame . Cuando se llama a este método, las predicciones se realizan con los datos del sensor más recientes disponibles y se encapsulan en el objeto CurrentPrediction .
Se debe usar un nuevo objeto frame para cada fotograma representado, ya que solo es válido para un instante en el tiempo. La propiedad CurrentPrediction contiene información como la posición de la cámara. La información se extrapola al momento exacto en el tiempo en que se espera que el fotograma sea visible para el usuario.
El código siguiente se extrae de AppMain::Update:
// The HolographicFrame has information that the app needs in order
// to update and render the current frame. The app begins each new
// frame by calling CreateNextFrame.
HolographicFrame holographicFrame = m_holographicSpace.CreateNextFrame();
// Get a prediction of where holographic cameras will be when this frame
// is presented.
HolographicFramePrediction prediction = holographicFrame.CurrentPrediction();
Procesar actualizaciones de la cámara
Los búferes de reserva pueden cambiar de marco a marco. La aplicación debe validar el búfer de reserva para cada cámara y liberar y volver a crear vistas de recursos y búferes de profundidad según sea necesario. Observe que el conjunto de posturas en la predicción es la lista autoritativa de cámaras que se usan en el marco actual. Normalmente, usa esta lista para iterar en el conjunto de cámaras.
Desde AppMain::Update:
m_deviceResources->EnsureCameraResources(holographicFrame, prediction);
Desde DeviceResources::EnsureCameraResources:
for (HolographicCameraPose const& cameraPose : prediction.CameraPoses())
{
HolographicCameraRenderingParameters renderingParameters = frame.GetRenderingParameters(cameraPose);
CameraResources* pCameraResources = cameraResourceMap[cameraPose.HolographicCamera().Id()].get();
pCameraResources->CreateResourcesForBackBuffer(this, renderingParameters);
}
Obtención del sistema de coordenadas que se va a usar como base para la representación
Windows Mixed Reality permite a la aplicación crear varios sistemas de coordenadas, como marcos de referencia adjuntos y fijos para realizar el seguimiento de ubicaciones en el mundo físico. A continuación, la aplicación puede usar estos sistemas de coordenadas para razonar sobre dónde representar hologramas cada fotograma. Al solicitar coordenadas desde una API, siempre pasará el SpatialCoordinateSystem en el que desea que se expresen esas coordenadas.
Desde AppMain::Update:
pose = SpatialPointerPose::TryGetAtTimestamp(
m_stationaryReferenceFrame.CoordinateSystem(), prediction.Timestamp());
Estos sistemas de coordenadas se pueden usar para generar matrices de vista estéreo al representar el contenido en la escena.
Desde CameraResources::UpdateViewProjectionBuffer:
// Get a container object with the view and projection matrices for the given
// pose in the given coordinate system.
auto viewTransformContainer = cameraPose.TryGetViewTransform(coordinateSystem);
Procesar la mirada y la entrada de gestos
La mirada y la entrada de manos no se basan en el tiempo y no tienen que actualizarse en la función StepTimer . Sin embargo, esta entrada es algo que la aplicación debe examinar cada fotograma.
Procesar actualizaciones basadas en el tiempo
Cualquier aplicación de representación en tiempo real necesitará alguna manera de procesar las actualizaciones basadas en tiempo: la plantilla de aplicación de Windows Holographic usa una implementación stepTimer , similar a stepTimer proporcionada en la plantilla de aplicación para UWP de DirectX 11. Esta clase auxiliar de ejemplo StepTimer puede proporcionar actualizaciones fijas de pasos de tiempo, actualizaciones de paso de tiempo variable y el modo predeterminado es pasos de tiempo variables.
Para la representación holográfica, hemos elegido no colocar demasiado en la función del temporizador porque puede configurarla para que sea un paso de tiempo fijo. Podría llamarse más de una vez por fotograma (o no en absoluto, para algunos fotogramas) y nuestras actualizaciones de datos holográficas deberían producirse una vez por fotograma.
Desde AppMain::Update:
m_timer.Tick([this]()
{
m_spinningCubeRenderer->Update(m_timer);
});
Posición y rotación de hologramas en el sistema de coordenadas
Si está trabajando en un único sistema de coordenadas, como hace la plantilla con spatialStationaryReferenceFrame, este proceso no es diferente de lo que se usa de otra manera en gráficos 3D. Aquí rotamos el cubo y establecemos la matriz del modelo en función de la posición del sistema de coordenadas estacionario.
En SpinningCubeRenderer::Update:
// Rotate the cube.
// Convert degrees to radians, then convert seconds to rotation angle.
const float radiansPerSecond = XMConvertToRadians(m_degreesPerSecond);
const double totalRotation = timer.GetTotalSeconds() * radiansPerSecond;
const float radians = static_cast<float>(fmod(totalRotation, XM_2PI));
const XMMATRIX modelRotation = XMMatrixRotationY(-radians);
// Position the cube.
const XMMATRIX modelTranslation = XMMatrixTranslationFromVector(XMLoadFloat3(&m_position));
// Multiply to get the transform matrix.
// Note that this transform does not enforce a particular coordinate system. The calling
// class is responsible for rendering this content in a consistent manner.
const XMMATRIX modelTransform = XMMatrixMultiply(modelRotation, modelTranslation);
// The view and projection matrices are provided by the system; they are associated
// with holographic cameras, and updated on a per-camera basis.
// Here, we provide the model transform for the sample hologram. The model transform
// matrix is transposed to prepare it for the shader.
XMStoreFloat4x4(&m_modelConstantBufferData.model, XMMatrixTranspose(modelTransform));
Nota sobre escenarios avanzados: el cubo giratorio es un ejemplo sencillo de cómo colocar un holograma dentro de un único marco de referencia. También es posible usar varios SpatialCoordinateSystems en el mismo marco representado, al mismo tiempo.
Actualizar datos de búfer de constantes
Las transformaciones de modelo para el contenido se actualizan como de costumbre. Por ahora, habrá calculado transformaciones válidas para el sistema de coordenadas en el que se va a representar.
En SpinningCubeRenderer::Update:
// Update the model transform buffer for the hologram.
context->UpdateSubresource(
m_modelConstantBuffer.Get(),
0,
nullptr,
&m_modelConstantBufferData,
0,
0
);
¿Qué ocurre con las transformaciones de vista y proyección? Para obtener los mejores resultados, queremos esperar hasta que estamos casi listos para las llamadas de draw antes de obtenerlos.
Representación del marco actual
La representación en Windows Mixed Reality no es muy diferente de la representación en una pantalla mono 2D, pero hay algunas diferencias:
- Las predicciones de fotogramas holográficos son importantes. Cuanto más cerca se acerque la predicción es a cuando se presenta el fotograma, mejor será el aspecto de los hologramas.
- Windows Mixed Reality controla las vistas de cámara. Represente a cada uno porque el marco holográfico los presentará más adelante.
- Se recomienda realizar la representación estéreo mediante el dibujo con instancias en una matriz de destino de representación. La plantilla de aplicación holográfica usa el enfoque recomendado de dibujo con instancias en una matriz de destino de representación, que usa una vista de destino de representación en texture2DArray.
- Si desea representar sin usar la creación de instancias estéreo, deberá crear dos rendertargetViews que no son de matriz, una para cada ojo. Cada RenderTargetViews hace referencia a uno de los dos segmentos de Texture2DArray proporcionados a la aplicación desde el sistema. Esto no se recomienda, ya que normalmente es más lento que usar la creación de instancias.
Obtención de una predicción holográfica actualizada
La actualización de la predicción de fotogramas mejora la eficacia de la estabilización de la imagen. Obtiene un posicionamiento más preciso de los hologramas debido al menor tiempo entre la predicción y cuando el fotograma es visible para el usuario. Lo ideal es actualizar la predicción de fotogramas justo antes de la representación.
holographicFrame.UpdateCurrentPrediction();
HolographicFramePrediction prediction = holographicFrame.CurrentPrediction();
Representar en cada cámara
Bucle en el conjunto de posturas de cámara en la predicción y se representa en cada cámara de este conjunto.
Configuración del pase de representación
Windows Mixed Reality usa la representación estereoscópica para mejorar la ilusión de profundidad y para representar estereoscópicamente, por lo que la pantalla izquierda y derecha están activas. Con la representación estereoscópica, hay un desplazamiento entre las dos pantallas, que el cerebro puede conciliar como profundidad real. En esta sección se describe la representación estereoscópica mediante la creación de instancias, mediante código de la plantilla de aplicación de Windows Holographic.
Cada cámara tiene su propio destino de representación (búfer de reserva) y matrices de vista y proyección, en el espacio holográfico. La aplicación tendrá que crear cualquier otro recurso basado en cámara, como el búfer de profundidad, por cámara. En la plantilla de aplicación Windows Holographic, proporcionamos una clase auxiliar para agrupar estos recursos en DX::CameraResources. Comience configurando las vistas de destino de representación:
Desde AppMain::Render:
// This represents the device-based resources for a HolographicCamera.
DX::CameraResources* pCameraResources = cameraResourceMap[cameraPose.HolographicCamera().Id()].get();
// Get the device context.
const auto context = m_deviceResources->GetD3DDeviceContext();
const auto depthStencilView = pCameraResources->GetDepthStencilView();
// Set render targets to the current holographic camera.
ID3D11RenderTargetView *const targets[1] =
{ pCameraResources->GetBackBufferRenderTargetView() };
context->OMSetRenderTargets(1, targets, depthStencilView);
// Clear the back buffer and depth stencil view.
if (m_canGetHolographicDisplayForCamera &&
cameraPose.HolographicCamera().Display().IsOpaque())
{
context->ClearRenderTargetView(targets[0], DirectX::Colors::CornflowerBlue);
}
else
{
context->ClearRenderTargetView(targets[0], DirectX::Colors::Transparent);
}
context->ClearDepthStencilView(
depthStencilView, D3D11_CLEAR_DEPTH | D3D11_CLEAR_STENCIL, 1.0f, 0);
Usar la predicción para obtener las matrices de vista y proyección de la cámara
Las matrices de vista y proyección de cada cámara holográfica cambiarán con cada fotograma. Actualice los datos del búfer de constantes para cada cámara holográfica. Haga esto después de actualizar la predicción y antes de realizar llamadas de dibujo para esa cámara.
Desde AppMain::Render:
// The view and projection matrices for each holographic camera will change
// every frame. This function refreshes the data in the constant buffer for
// the holographic camera indicated by cameraPose.
if (m_stationaryReferenceFrame)
{
pCameraResources->UpdateViewProjectionBuffer(
m_deviceResources, cameraPose, m_stationaryReferenceFrame.CoordinateSystem());
}
// Attach the view/projection constant buffer for this camera to the graphics pipeline.
bool cameraActive = pCameraResources->AttachViewProjectionBuffer(m_deviceResources);
Aquí se muestra cómo se adquieren las matrices a partir de la posición de la cámara. Durante este proceso, también obtenemos la ventanilla actual de la cámara. Observe cómo proporcionamos un sistema de coordenadas: este es el mismo sistema de coordenadas que usamos para comprender la mirada y es el mismo que usamos para colocar el cubo giratorio.
Desde CameraResources::UpdateViewProjectionBuffer:
// The system changes the viewport on a per-frame basis for system optimizations.
auto viewport = cameraPose.Viewport();
m_d3dViewport = CD3D11_VIEWPORT(
viewport.X,
viewport.Y,
viewport.Width,
viewport.Height
);
// The projection transform for each frame is provided by the HolographicCameraPose.
HolographicStereoTransform cameraProjectionTransform = cameraPose.ProjectionTransform();
// Get a container object with the view and projection matrices for the given
// pose in the given coordinate system.
auto viewTransformContainer = cameraPose.TryGetViewTransform(coordinateSystem);
// If TryGetViewTransform returns a null pointer, that means the pose and coordinate
// system cannot be understood relative to one another; content cannot be rendered
// in this coordinate system for the duration of the current frame.
// This usually means that positional tracking is not active for the current frame, in
// which case it is possible to use a SpatialLocatorAttachedFrameOfReference to render
// content that is not world-locked instead.
DX::ViewProjectionConstantBuffer viewProjectionConstantBufferData;
bool viewTransformAcquired = viewTransformContainer != nullptr;
if (viewTransformAcquired)
{
// Otherwise, the set of view transforms can be retrieved.
HolographicStereoTransform viewCoordinateSystemTransform = viewTransformContainer.Value();
// Update the view matrices. Holographic cameras (such as Microsoft HoloLens) are
// constantly moving relative to the world. The view matrices need to be updated
// every frame.
XMStoreFloat4x4(
&viewProjectionConstantBufferData.viewProjection[0],
XMMatrixTranspose(XMLoadFloat4x4(&viewCoordinateSystemTransform.Left) *
XMLoadFloat4x4(&cameraProjectionTransform.Left))
);
XMStoreFloat4x4(
&viewProjectionConstantBufferData.viewProjection[1],
XMMatrixTranspose(XMLoadFloat4x4(&viewCoordinateSystemTransform.Right) *
XMLoadFloat4x4(&cameraProjectionTransform.Right))
);
}
La ventanilla debe establecerse en cada marco. El sombreador de vértices (al menos) necesitará acceso a los datos de vista o proyección.
Desde CameraResources::AttachViewProjectionBuffer:
// Set the viewport for this camera.
context->RSSetViewports(1, &m_d3dViewport);
// Send the constant buffer to the vertex shader.
context->VSSetConstantBuffers(
1,
1,
m_viewProjectionConstantBuffer.GetAddressOf()
);
Representar en el búfer de reserva de la cámara y confirmar el búfer de profundidad:
Es recomendable comprobar que TryGetViewTransform se realizó correctamente antes de intentar usar los datos de vista y proyección, ya que si el sistema de coordenadas no es locable (por ejemplo, el seguimiento se interrumpió), la aplicación no se puede representar con ella para ese fotograma. La plantilla solo llama a Render en el cubo giratorio si la clase CameraResources indica una actualización correcta.
Windows Mixed Reality incluye características para la estabilización de imágenes para mantener los hologramas colocados donde un desarrollador o usuario los coloca en el mundo. La estabilización de imágenes ayuda a ocultar la latencia inherente a una canalización de representación para garantizar las mejores experiencias holográficas para los usuarios. Se puede especificar un punto de enfoque para mejorar la estabilización de imagen aún más, o se puede proporcionar un búfer de profundidad para calcular la estabilización de imagen optimizada en tiempo real.
Para obtener los mejores resultados, la aplicación debe proporcionar un búfer de profundidad mediante commitDirect3D11DepthBuffer API. A continuación, Windows Mixed Reality puede usar información de geometría del búfer de profundidad para optimizar la estabilización de imágenes en tiempo real. La plantilla de aplicación de Windows Holographic confirma el búfer de profundidad de la aplicación de forma predeterminada, lo que ayuda a optimizar la estabilidad del holograma.
Desde AppMain::Render:
// Only render world-locked content when positional tracking is active.
if (cameraActive)
{
// Draw the sample hologram.
m_spinningCubeRenderer->Render();
if (m_canCommitDirect3D11DepthBuffer)
{
// On versions of the platform that support the CommitDirect3D11DepthBuffer API, we can
// provide the depth buffer to the system, and it will use depth information to stabilize
// the image at a per-pixel level.
HolographicCameraRenderingParameters renderingParameters =
holographicFrame.GetRenderingParameters(cameraPose);
IDirect3DSurface interopSurface =
DX::CreateDepthTextureInteropObject(pCameraResources->GetDepthStencilTexture2D());
// Calling CommitDirect3D11DepthBuffer causes the system to queue Direct3D commands to
// read the depth buffer. It will then use that information to stabilize the image as
// the HolographicFrame is presented.
renderingParameters.CommitDirect3D11DepthBuffer(interopSurface);
}
}
Nota:
Windows procesará la textura de profundidad en la GPU, por lo que debe ser posible usar el búfer de profundidad como un recurso de sombreador. El id3D11Texture2D que cree debe estar en un formato sin tipo y debe enlazarse como una vista de recursos del sombreador. Este es un ejemplo de cómo crear una textura de profundidad que se puede confirmar para la estabilización de imágenes.
Código para la creación de recursos de búfer de profundidad para CommitDirect3D11DepthBuffer:
// Create a depth stencil view for use with 3D rendering if needed.
CD3D11_TEXTURE2D_DESC depthStencilDesc(
DXGI_FORMAT_R16_TYPELESS,
static_cast<UINT>(m_d3dRenderTargetSize.Width),
static_cast<UINT>(m_d3dRenderTargetSize.Height),
m_isStereo ? 2 : 1, // Create two textures when rendering in stereo.
1, // Use a single mipmap level.
D3D11_BIND_DEPTH_STENCIL | D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE
);
winrt::check_hresult(
device->CreateTexture2D(
&depthStencilDesc,
nullptr,
&m_d3dDepthStencil
));
CD3D11_DEPTH_STENCIL_VIEW_DESC depthStencilViewDesc(
m_isStereo ? D3D11_DSV_DIMENSION_TEXTURE2DARRAY : D3D11_DSV_DIMENSION_TEXTURE2D,
DXGI_FORMAT_D16_UNORM
);
winrt::check_hresult(
device->CreateDepthStencilView(
m_d3dDepthStencil.Get(),
&depthStencilViewDesc,
&m_d3dDepthStencilView
));
Dibujar contenido holográfico
La plantilla de aplicación Windows Holographic representa contenido en estéreo mediante la técnica recomendada de dibujo de geometría con instancia de dibujo a texture2DArray de tamaño 2. Echemos un vistazo a la parte de creación de instancias de esto y cómo funciona en Windows Mixed Reality.
En SpinningCubeRenderer::Render:
// Draw the objects.
context->DrawIndexedInstanced(
m_indexCount, // Index count per instance.
2, // Instance count.
0, // Start index location.
0, // Base vertex location.
0 // Start instance location.
);
Cada instancia tiene acceso a una matriz de proyección o vista diferente desde el búfer de constantes. Esta es la estructura del búfer de constantes, que es simplemente una matriz de dos matrices.
De VertexShaderShared.hlsl, incluido por VPRTVertexShader.hlsl:
// A constant buffer that stores each set of view and projection matrices in column-major format.
cbuffer ViewProjectionConstantBuffer : register(b1)
{
float4x4 viewProjection[2];
};
El índice de matriz de destino de representación debe establecerse para cada píxel. En el fragmento de código siguiente, output.viewId se asigna a la semántica de SV_RenderTargetArrayIndex . Esto requiere compatibilidad con una característica opcional de Direct3D 11.3, que permite establecer la semántica de índice de matriz de destino de representación desde cualquier fase del sombreador.
Desde VPRTVertexShader.hlsl:
// Per-vertex data passed to the geometry shader.
struct VertexShaderOutput
{
min16float4 pos : SV_POSITION;
min16float3 color : COLOR0;
// The render target array index is set here in the vertex shader.
uint viewId : SV_RenderTargetArrayIndex;
};
De VertexShaderShared.hlsl, incluido por VPRTVertexShader.hlsl:
// Per-vertex data used as input to the vertex shader.
struct VertexShaderInput
{
min16float3 pos : POSITION;
min16float3 color : COLOR0;
uint instId : SV_InstanceID;
};
// Simple shader to do vertex processing on the GPU.
VertexShaderOutput main(VertexShaderInput input)
{
VertexShaderOutput output;
float4 pos = float4(input.pos, 1.0f);
// Note which view this vertex has been sent to. Used for matrix lookup.
// Taking the modulo of the instance ID allows geometry instancing to be used
// along with stereo instanced drawing; in that case, two copies of each
// instance would be drawn, one for left and one for right.
int idx = input.instId % 2;
// Transform the vertex position into world space.
pos = mul(pos, model);
// Correct for perspective and project the vertex position onto the screen.
pos = mul(pos, viewProjection[idx]);
output.pos = (min16float4)pos;
// Pass the color through without modification.
output.color = input.color;
// Set the render target array index.
output.viewId = idx;
return output;
}
Si desea usar las técnicas de dibujo de instancias existentes con este método de dibujo en una matriz de destino de representación estéreo, dibuje dos veces el número de instancias que normalmente tiene. En el sombreador, divida input.instId por 2 para obtener el identificador de instancia original, que se puede indexar en (por ejemplo) un búfer de datos por objeto: int actualIdx = input.instId / 2;
Nota importante sobre la representación del contenido estéreo en HoloLens
Windows Mixed Reality admite la capacidad de establecer el índice de matriz de destino de representación desde cualquier fase del sombreador. Normalmente, se trata de una tarea que solo se puede realizar en la fase del sombreador de geometría debido a la forma en que se define la semántica para Direct3D 11. Aquí se muestra un ejemplo completo de cómo configurar una canalización de representación con solo las fases del sombreador de vértices y píxeles establecidas. El código del sombreador es como se ha descrito anteriormente.
En SpinningCubeRenderer::Render:
const auto context = m_deviceResources->GetD3DDeviceContext();
// Each vertex is one instance of the VertexPositionColor struct.
const UINT stride = sizeof(VertexPositionColor);
const UINT offset = 0;
context->IASetVertexBuffers(
0,
1,
m_vertexBuffer.GetAddressOf(),
&stride,
&offset
);
context->IASetIndexBuffer(
m_indexBuffer.Get(),
DXGI_FORMAT_R16_UINT, // Each index is one 16-bit unsigned integer (short).
0
);
context->IASetPrimitiveTopology(D3D11_PRIMITIVE_TOPOLOGY_TRIANGLELIST);
context->IASetInputLayout(m_inputLayout.Get());
// Attach the vertex shader.
context->VSSetShader(
m_vertexShader.Get(),
nullptr,
0
);
// Apply the model constant buffer to the vertex shader.
context->VSSetConstantBuffers(
0,
1,
m_modelConstantBuffer.GetAddressOf()
);
// Attach the pixel shader.
context->PSSetShader(
m_pixelShader.Get(),
nullptr,
0
);
// Draw the objects.
context->DrawIndexedInstanced(
m_indexCount, // Index count per instance.
2, // Instance count.
0, // Start index location.
0, // Base vertex location.
0 // Start instance location.
);
Nota importante sobre la representación en dispositivos que no son HoloLens
Establecer el índice de matriz de destino de representación en el sombreador de vértices requiere que el controlador de gráficos admita una característica opcional de Direct3D 11.3, que HoloLens admite. La aplicación puede implementar de forma segura solo esa técnica para la representación y se cumplirán todos los requisitos para ejecutarse en Microsoft HoloLens.
Puede ser el caso de que quieras usar también el emulador de HoloLens, que puede ser una herramienta de desarrollo eficaz para tu aplicación holográfica y admitir los dispositivos envolventes de Windows Mixed Reality que están conectados a equipos con Windows 10. La compatibilidad con la ruta de representación que no es HoloLens ( para todas las windows mixed reality) también está integrada en la plantilla de aplicación de Windows Holographic. En el código de plantilla, encontrará código para permitir que la aplicación holográfica se ejecute en la GPU en el equipo de desarrollo. Así es como la clase DeviceResources comprueba si hay compatibilidad con esta característica opcional.
Desde DeviceResources::CreateDeviceResources:
// Check for device support for the optional feature that allows setting the render target array index from the vertex shader stage.
D3D11_FEATURE_DATA_D3D11_OPTIONS3 options;
m_d3dDevice->CheckFeatureSupport(D3D11_FEATURE_D3D11_OPTIONS3, &options, sizeof(options));
if (options.VPAndRTArrayIndexFromAnyShaderFeedingRasterizer)
{
m_supportsVprt = true;
}
Para admitir la representación sin esta característica opcional, la aplicación debe usar un sombreador de geometría para establecer el índice de matriz de destino de representación. Este fragmento de código se agregaría después de VSSetConstantBuffers y antes de PSSetShader en el ejemplo de código que se muestra en la sección anterior que explica cómo representar estéreo en HoloLens.
En SpinningCubeRenderer::Render:
if (!m_usingVprtShaders)
{
// On devices that do not support the D3D11_FEATURE_D3D11_OPTIONS3::
// VPAndRTArrayIndexFromAnyShaderFeedingRasterizer optional feature,
// a pass-through geometry shader is used to set the render target
// array index.
context->GSSetShader(
m_geometryShader.Get(),
nullptr,
0
);
}
NOTA DE HLSL: En este caso, también debe cargar un sombreador de vértices ligeramente modificado que pasa el índice de matriz de destino de representación al sombreador de geometría mediante una semántica de sombreador siempre permitida, como TEXCOORD0. El sombreador de geometría no tiene que hacer ningún trabajo; El sombreador de geometría de plantilla pasa por todos los datos, a excepción del índice de matriz de destino de representación, que se usa para establecer la semántica de SV_RenderTargetArrayIndex.
Código de plantilla de aplicación para GeometryShader.hlsl:
// Per-vertex data from the vertex shader.
struct GeometryShaderInput
{
min16float4 pos : SV_POSITION;
min16float3 color : COLOR0;
uint instId : TEXCOORD0;
};
// Per-vertex data passed to the rasterizer.
struct GeometryShaderOutput
{
min16float4 pos : SV_POSITION;
min16float3 color : COLOR0;
uint rtvId : SV_RenderTargetArrayIndex;
};
// This geometry shader is a pass-through that leaves the geometry unmodified
// and sets the render target array index.
[maxvertexcount(3)]
void main(triangle GeometryShaderInput input[3], inout TriangleStream<GeometryShaderOutput> outStream)
{
GeometryShaderOutput output;
[unroll(3)]
for (int i = 0; i < 3; ++i)
{
output.pos = input[i].pos;
output.color = input[i].color;
output.rtvId = input[i].instId;
outStream.Append(output);
}
}
Realizar la presentación
Habilitar el marco holográfico para presentar la cadena de intercambio
Con Windows Mixed Reality, el sistema controla la cadena de intercambio. A continuación, el sistema administra la presentación de fotogramas en cada cámara holográfica para garantizar una experiencia de usuario de alta calidad. También proporciona una actualización de la ventanilla de cada fotograma, para cada cámara, para optimizar aspectos del sistema, como la estabilización de imágenes o la captura de realidad mixta. Por lo tanto, una aplicación holográfica que usa DirectX no llama a Present en una cadena de intercambio DXGI. En su lugar, usa la clase HolographicFrame para presentar todas las cadenas de intercambio para un fotograma una vez que haya terminado de dibujarlo.
Desde DeviceResources::P resent:
HolographicFramePresentResult presentResult = frame.PresentUsingCurrentPrediction();
De forma predeterminada, esta API espera a que finalice el marco antes de que se devuelva. Las aplicaciones holográficas deben esperar a que el marco anterior finalice antes de iniciar el trabajo en un nuevo fotograma, ya que esto reduce la latencia y permite obtener mejores resultados de predicciones de fotogramas holográficos. Esta no es una regla dura y si tiene fotogramas que tardan más de una actualización de pantalla para representar, puede deshabilitar esta espera pasando el parámetro HolographicFramePresentWaitBehavior a PresentUsingCurrentPrediction. En este caso, es probable que use un subproceso de representación asincrónico para mantener una carga continua en la GPU. La frecuencia de actualización del dispositivo HoloLens es de 60 hz, donde un fotograma tiene una duración de aproximadamente 16 ms. Los dispositivos de auriculares envolventes pueden oscilar entre 60 hz y 90 hz; al actualizar la pantalla a 90 hz, cada fotograma tendrá una duración de aproximadamente 11 ms.
Control de escenarios deviceLost en cooperación con holographicFrame
Normalmente, las aplicaciones de DirectX 11 tendrían que comprobar el VALOR HRESULT devuelto por la función Present de la cadena de intercambio DXGI para averiguar si se produjo un error DeviceLost. La clase HolographicFrame controla esto para usted. Inspeccione el holographicFramePresentResult devuelto para averiguar si necesita liberar y volver a crear el dispositivo Direct3D y los recursos basados en dispositivos.
// The PresentUsingCurrentPrediction API will detect when the graphics device
// changes or becomes invalid. When this happens, it is considered a Direct3D
// device lost scenario.
if (presentResult == HolographicFramePresentResult::DeviceRemoved)
{
// The Direct3D device, context, and resources should be recreated.
HandleDeviceLost();
}
Si se perdió el dispositivo Direct3D y lo ha vuelto a crear, debe indicar al HolographicSpace que empiece a usar el nuevo dispositivo. La cadena de intercambio se volverá a crear para este dispositivo.
Desde DeviceResources::InitializeUsingHolographicSpace:
m_holographicSpace.SetDirect3D11Device(m_d3dInteropDevice);
Una vez que se presenta el marco, puede volver al bucle del programa principal y permitir que continúe con el siguiente fotograma.
Equipos gráficos híbridos y aplicaciones de realidad mixta
Actualización de Windows 10 para creadores equipos se pueden configurar con GPU discretas e integradas. Con estos tipos de equipos, Windows elegirá el adaptador al que está conectado el casco. Las aplicaciones deben asegurarse de que el dispositivo DirectX que crea usa el mismo adaptador.
La mayoría del código de ejemplo general de Direct3D muestra la creación de un dispositivo DirectX mediante el adaptador de hardware predeterminado, que en un sistema híbrido puede no ser el mismo que el usado para los auriculares.
Para solucionar cualquier problema, use HolographicAdapterID desde HolographicSpace. PrimaryAdapterId() o HolographicDisplay. AdapterId(). Este adapterId se puede usar para seleccionar el DXGIAdapter correcto mediante IDXGIFactory4.EnumAdapterByLuid.
Desde DeviceResources::InitializeUsingHolographicSpace:
// The holographic space might need to determine which adapter supports
// holograms, in which case it will specify a non-zero PrimaryAdapterId.
LUID id =
{
m_holographicSpace.PrimaryAdapterId().LowPart,
m_holographicSpace.PrimaryAdapterId().HighPart
};
// When a primary adapter ID is given to the app, the app should find
// the corresponding DXGI adapter and use it to create Direct3D devices
// and device contexts. Otherwise, there is no restriction on the DXGI
// adapter the app can use.
if ((id.HighPart != 0) || (id.LowPart != 0))
{
UINT createFlags = 0;
// Create the DXGI factory.
ComPtr<IDXGIFactory1> dxgiFactory;
winrt::check_hresult(
CreateDXGIFactory2(
createFlags,
IID_PPV_ARGS(&dxgiFactory)
));
ComPtr<IDXGIFactory4> dxgiFactory4;
winrt::check_hresult(dxgiFactory.As(&dxgiFactory4));
// Retrieve the adapter specified by the holographic space.
winrt::check_hresult(
dxgiFactory4->EnumAdapterByLuid(
id,
IID_PPV_ARGS(&m_dxgiAdapter)
));
}
else
{
m_dxgiAdapter.Reset();
}
Código para actualizar DeviceResources::CreateDeviceResources para usar IDXGIAdapter
// Create the Direct3D 11 API device object and a corresponding context.
ComPtr<ID3D11Device> device;
ComPtr<ID3D11DeviceContext> context;
const D3D_DRIVER_TYPE driverType = m_dxgiAdapter == nullptr ? D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE : D3D_DRIVER_TYPE_UNKNOWN;
const HRESULT hr = D3D11CreateDevice(
m_dxgiAdapter.Get(), // Either nullptr, or the primary adapter determined by Windows Holographic.
driverType, // Create a device using the hardware graphics driver.
0, // Should be 0 unless the driver is D3D_DRIVER_TYPE_SOFTWARE.
creationFlags, // Set debug and Direct2D compatibility flags.
featureLevels, // List of feature levels this app can support.
ARRAYSIZE(featureLevels), // Size of the list above.
D3D11_SDK_VERSION, // Always set this to D3D11_SDK_VERSION for Windows Runtime apps.
&device, // Returns the Direct3D device created.
&m_d3dFeatureLevel, // Returns feature level of device created.
&context // Returns the device immediate context.
);
Gráficos híbridos y Media Foundation
El uso de Media Foundation en sistemas híbridos puede provocar problemas en los que el vídeo no representará o la textura de vídeo están dañadas porque Media Foundation tiene como valor predeterminado un comportamiento del sistema. En algunos escenarios, es necesario crear un id3D11Device independiente para admitir varios subprocesos y se establecen las marcas de creación correctas.
Al inicializar id3D11Device, se debe definir D3D11_CREATE_DEVICE_VIDEO_SUPPORT marca como parte del D3D11_CREATE_DEVICE_FLAG. Una vez creado el dispositivo y el contexto, llame a SetMultithreadProtected para habilitar multithreading. Para asociar el dispositivo a IMFDXGIDeviceManager, use la función IMFDXGIDeviceManager::ResetDevice.
Código para asociar un ID3D11Device con IMFDXGIDeviceManager:
// create dx device for media pipeline
winrt::com_ptr<ID3D11Device> spMediaDevice;
// See above. Also make sure to enable the following flags on the D3D11 device:
// * D3D11_CREATE_DEVICE_VIDEO_SUPPORT
// * D3D11_CREATE_DEVICE_BGRA_SUPPORT
if (FAILED(CreateMediaDevice(spAdapter.get(), &spMediaDevice)))
return;
// Turn multithreading on
winrt::com_ptr<ID3D10Multithread> spMultithread;
if (spContext.try_as(spMultithread))
{
spMultithread->SetMultithreadProtected(TRUE);
}
// lock the shared dxgi device manager
// call MFUnlockDXGIDeviceManager when no longer needed
UINT uiResetToken;
winrt::com_ptr<IMFDXGIDeviceManager> spDeviceManager;
hr = MFLockDXGIDeviceManager(&uiResetToken, spDeviceManager.put());
if (FAILED(hr))
return hr;
// associate the device with the manager
hr = spDeviceManager->ResetDevice(spMediaDevice.get(), uiResetToken);
if (FAILED(hr))
return hr;