Rendering in DirectX
Notitie
Dit artikel heeft betrekking op de verouderde Systeemeigen WinRT-API's. Voor nieuwe systeemeigen app-projecten raden we u aan de OpenXR-API te gebruiken.
Windows Mixed Reality is gebouwd op DirectX om rijke grafische 3D-ervaringen voor gebruikers te produceren. De renderingabstractie bevindt zich net boven DirectX, waarmee apps redeneren over de positie en stand van holografische scèneobatoren die door het systeem worden voorspeld. De ontwikkelaar kan vervolgens hun hologrammen vinden op basis van elke camera, zodat de app deze hologrammen in verschillende ruimtelijke coördinaatsystemen kan weergeven terwijl de gebruiker zich verplaatst.
Opmerking: In dit scenario wordt holografische rendering in Direct3D 11 beschreven. Een Direct3D 12 Windows Mixed Reality-app-sjabloon wordt ook geleverd met de extensie mixed reality-app-sjablonen.
Update voor het huidige frame
Als u de toepassingsstatus voor hologrammen wilt bijwerken, doet de app het volgende:
- Haal een HolographicFrame op uit het weergavebeheersysteem.
- Werk de scène bij met de huidige voorspelling van waar de cameraweergave wordt weergegeven wanneer de weergave is voltooid. Opmerking: er kan meer dan één camera zijn voor de holografische scène.
Als u wilt renderen naar holografische cameraweergaven, doet de app het volgende per frame:
- Geef voor elke camera de scène voor het huidige frame weer met behulp van de cameraweergave en projectiematrices van het systeem.
Een nieuw holografisch frame maken en de voorspelling ervan ophalen
Het HolographicFrame bevat informatie die de app nodig heeft om het huidige frame bij te werken en weer te geven. De app begint elk nieuw frame door de methode CreateNextFrame aan te roepen. Wanneer deze methode wordt aangeroepen, worden voorspellingen gedaan met behulp van de meest recente sensorgegevens die beschikbaar zijn en ingekapseld in het CurrentPrediction-object .
Een nieuw frameobject moet worden gebruikt voor elk gerenderd frame, omdat het alleen geldig is voor een moment in de tijd. De eigenschap CurrentPrediction bevat informatie zoals de camerapositie. De informatie wordt geëxtrapoleerd tot het exacte tijdstip waarop het frame naar verwachting zichtbaar is voor de gebruiker.
De volgende code wordt opgehaald uit 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();
Camera-updates verwerken
Achterbuffers kunnen veranderen van frame naar frame. Uw app moet de achterbuffer voor elke camera valideren en zo nodig resourceweergaven en dieptebuffers vrijgeven en opnieuw maken. U ziet dat de set poses in de voorspelling de gezaghebbende lijst is van camera's die in het huidige frame worden gebruikt. Normaal gesproken gebruikt u deze lijst om de set camera's te herhalen.
Vanuit AppMain::Update:
m_deviceResources->EnsureCameraResources(holographicFrame, prediction);
Van DeviceResources::EnsureCameraResources:
for (HolographicCameraPose const& cameraPose : prediction.CameraPoses())
{
HolographicCameraRenderingParameters renderingParameters = frame.GetRenderingParameters(cameraPose);
CameraResources* pCameraResources = cameraResourceMap[cameraPose.HolographicCamera().Id()].get();
pCameraResources->CreateResourcesForBackBuffer(this, renderingParameters);
}
Het coördinaatsysteem ophalen om te gebruiken als basis voor rendering
Met Windows Mixed Reality kunnen uw app verschillende coördinatensystemen maken, zoals gekoppelde en stationaire referentieframes voor het bijhouden van locaties in de fysieke wereld. Uw app kan deze coördinaatsystemen vervolgens gebruiken om te bepalen waar elk frame hologrammen moeten worden weergegeven. Wanneer u coördinaten aanvraagt vanuit een API, geeft u altijd het SpatialCoördinaatsysteem door waarin u deze coördinaten wilt uitdrukken.
Vanuit AppMain::Update:
pose = SpatialPointerPose::TryGetAtTimestamp(
m_stationaryReferenceFrame.CoordinateSystem(), prediction.Timestamp());
Deze coördinaatsystemen kunnen vervolgens worden gebruikt om stereoweergavematrices te genereren bij het weergeven van de inhoud in uw scène.
Vanuit 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);
Invoer van procesklikken en bewegingen
Kijk- en handinvoer zijn niet op tijd gebaseerd en hoeven niet bij te werken in de functie StepTimer. Deze invoer is echter iets dat de app nodig heeft om elk frame te bekijken.
Op tijd gebaseerde updates verwerken
Elke realtime rendering-app heeft een manier nodig om op tijd gebaseerde updates te verwerken. De Windows Holographic-app-sjabloon maakt gebruik van een StepTimer-implementatie , vergelijkbaar met de StepTimer die is opgegeven in de DirectX 11 UWP-app-sjabloon. Deze stepTimer-voorbeeldhulpklasse kan vaste updates voor tijdstapsupdates, variabele tijdstapupdates en de standaardmodus zijn variabele tijdstappen.
Voor holografische rendering hebben we ervoor gekozen om niet te veel in de timerfunctie te plaatsen, omdat u deze kunt configureren als een vaste tijdstap. Het kan meer dan één keer per frame worden aangeroepen , of helemaal niet, voor sommige frames - en onze holografische gegevensupdates moeten één keer per frame plaatsvinden.
Vanuit AppMain::Update:
m_timer.Tick([this]()
{
m_spinningCubeRenderer->Update(m_timer);
});
Hologrammen in uw coördinaatsysteem plaatsen en draaien
Als u in één coördinaatsysteem werkt, zoals de sjabloon doet met het SpatialStationaryReferenceFrame, verschilt dit proces niet van wat u anders gebruikt in 3D-afbeeldingen. Hier draaien we de kubus en stellen we de modelmatrix in op basis van de positie in het stationaire coördinaatsysteem.
Van 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));
Opmerking over geavanceerde scenario's: de draaiende kubus is een eenvoudig voorbeeld van het positioneren van een hologram binnen één referentieframe. Het is ook mogelijk om meerdere SpatialCoordinateSystems tegelijk in hetzelfde gerenderde frame te gebruiken.
Constante buffergegevens bijwerken
Modeltransformaties voor inhoud worden zoals gebruikelijk bijgewerkt. U hebt nu geldige transformaties berekend voor het coördinatensysteem waarin u gaat weergeven.
Van SpinningCubeRenderer::Update:
// Update the model transform buffer for the hologram.
context->UpdateSubresource(
m_modelConstantBuffer.Get(),
0,
nullptr,
&m_modelConstantBufferData,
0,
0
);
Hoe zit het met weergave- en projectietransformaties? Voor de beste resultaten willen we wachten totdat we bijna klaar zijn voor onze tekengesprekken voordat we deze krijgen.
Het huidige frame weergeven
Rendering in Windows Mixed Reality verschilt niet veel van rendering op een 2D-monoweergave, maar er zijn enkele verschillen:
- Holografische framevoorspellingen zijn belangrijk. Hoe dichter de voorspelling is wanneer uw frame wordt weergegeven, hoe beter uw hologrammen eruitzien.
- Windows Mixed Reality bepaalt de cameraweergaven. Geef aan elk item weer omdat het holografische frame deze later voor u presenteert.
- We raden u aan stereo-rendering uit te voeren met behulp van een geexempeerde tekening naar een renderdoelmatrix. De holografische app-sjabloon maakt gebruik van de aanbevolen benadering van een geexempeerde tekening naar een renderdoelmatrix, die gebruikmaakt van een weergavedoelweergave op een Texture2DArray.
- Als u wilt renderen zonder stereo-instancing te gebruiken, moet u twee niet-matrix RenderTargetViews maken, één voor elk oog. Elke RenderTargetViews verwijst naar een van de twee segmenten in de Texture2DArray die vanuit het systeem aan de app is geleverd. Dit wordt niet aanbevolen, omdat het doorgaans langzamer is dan het gebruik van instancing.
Een bijgewerkte HolographicFrame-voorspelling ophalen
Het bijwerken van de framevoorspelling verbetert de effectiviteit van beeldstabilisatie. U krijgt een nauwkeurigere plaatsing van hologrammen vanwege de kortere tijd tussen de voorspelling en wanneer het frame zichtbaar is voor de gebruiker. Werk uw framevoorspelling idealiter bij vlak voordat deze wordt weergegeven.
holographicFrame.UpdateCurrentPrediction();
HolographicFramePrediction prediction = holographicFrame.CurrentPrediction();
Renderen naar elke camera
Loop op de set camerahoudingen in de voorspelling en geef deze weer voor elke camera in deze set.
Uw renderingpas instellen
Windows Mixed Reality maakt gebruik van stereoscopische rendering om de illusie van diepte te verbeteren en stereoscopisch weer te geven, dus zowel de linker- als de rechterweergave zijn actief. Met stereoscopische rendering is er een verschuiving tussen de twee beeldschermen, die de hersenen als werkelijke diepte kunnen afstemmen. In deze sectie wordt stereoscopische rendering behandeld met behulp van instancing, met behulp van code uit de Windows Holographic-app-sjabloon.
Elke camera heeft een eigen renderdoel (achterbuffer) en weergave- en projectiematrices in de holografische ruimte. Uw app moet alle andere op camera's gebaseerde resources, zoals de dieptebuffer, per camera maken. In de sjabloon voor de Windows Holographic-app bieden we een helperklasse om deze resources samen te bundelen in DX::CameraResources. Begin met het instellen van de weergavedoelweergaven:
Vanuit 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);
Gebruik de voorspelling om de weergave- en projectiematrices voor de camera op te halen
De weergave- en projectiematrices voor elke holografische camera veranderen met elk frame. Vernieuw de gegevens in de constante buffer voor elke holografische camera. Doe dit nadat u de voorspelling hebt bijgewerkt en voordat u tekenen voor die camera aanroept.
Vanuit 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);
Hier laten we zien hoe de matrices worden verkregen uit de camerahouding. Tijdens dit proces verkrijgen we ook de huidige viewport voor de camera. Let op hoe we een coördinaatsysteem bieden: dit is hetzelfde coördinaatsysteem dat we hebben gebruikt om de blik te begrijpen en het is hetzelfde dat we hebben gebruikt om de draaiende kubus te plaatsen.
Vanuit 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))
);
}
De viewport moet elk frame worden ingesteld. Uw hoekpunt-shader (ten minste) heeft doorgaans toegang nodig tot de weergave-/projectiegegevens.
Vanuit 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()
);
Renderen naar de backbuffer van de camera en de dieptebuffer doorvoeren:
Het is een goed idee om te controleren of TryGetViewTransform is geslaagd voordat u de weergave-/projectiegegevens probeert te gebruiken, omdat als het coördinaatsysteem niet kan worden afgevinkt (bijvoorbeeld het bijhouden is onderbroken) uw app er niet mee kan renderen voor dat frame. De sjabloon roept Alleen Render aan op de draaiende kubus als de klasse CameraResources aangeeft dat de update is geslaagd.
Windows Mixed Reality bevat functies voor beeldstabilisatie om hologrammen op positie te houden waar een ontwikkelaar of gebruiker ze in de wereld plaatst. Beeldstabilisatie helpt de latentie die inherent is aan een renderingpijplijn te verbergen om de beste holografische ervaringen voor gebruikers te garanderen. Er kan een focuspunt worden opgegeven om de beeldstabilisatie nog verder te verbeteren, of er kan een dieptebuffer worden geboden voor het berekenen van geoptimaliseerde beeldstabilisatie in realtime.
Voor de beste resultaten moet uw app een dieptebuffer bieden met behulp van de CommitDirect3D11DepthBuffer-API . Windows Mixed Reality kan vervolgens geometriegegevens uit de dieptebuffer gebruiken om beeldstabilisatie in realtime te optimaliseren. Met de sjabloon voor de Windows Holographic-app wordt standaard de dieptebuffer van de app doorgevoerd, waardoor de stabiliteit van hologrammen wordt geoptimaliseerd.
Vanuit 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);
}
}
Notitie
Windows verwerkt uw dieptepatroon op de GPU, dus het moet mogelijk zijn om uw dieptebuffer te gebruiken als een shader-resource. De ID3D11Texture2D die u maakt, moet een typeloze indeling hebben en moet worden gebonden als een arceringsresourceweergave. Hier volgt een voorbeeld van het maken van een dieptepatroon dat kan worden doorgevoerd voor beeldstabilisatie.
Code voor het maken van dieptebufferresources voor 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
));
Holografische inhoud tekenen
Met de sjabloon van de Windows Holographic-app wordt inhoud in stereo weergegeven met behulp van de aanbevolen techniek voor het tekenen van geexempeerde geometrie naar een Texture2DArray van grootte 2. Laten we eens kijken naar het instancinggedeelte hiervan en hoe het werkt in Windows Mixed Reality.
Van 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.
);
Elk exemplaar opent een andere weergave-/projectiematrix vanuit de constante buffer. Hier ziet u de constante bufferstructuur. Dit is slechts een matrix van twee matrices.
Van VertexShaderShared.hlsl, opgenomen door 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];
};
De matrixindex van het renderdoel moet worden ingesteld voor elke pixel. In het volgende fragment wordt output.viewId toegewezen aan de SV_RenderTargetArrayIndex semantisch. Hiervoor is ondersteuning vereist voor een optionele Direct3D 11.3-functie, waarmee de semantische weergavematrixindex kan worden ingesteld vanuit elke shader-fase.
Van 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;
};
Van VertexShaderShared.hlsl, opgenomen door 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;
}
Als u uw bestaande geexempeerde tekentechnieken met deze methode voor tekenen wilt gebruiken voor een stereo-renderdoelmatrix, tekent u tweemaal het aantal exemplaren dat u normaal gesproken hebt. Deel in de shader input.instId door 2 om de oorspronkelijke exemplaar-id op te halen, die kan worden geïndexeerd in (bijvoorbeeld) een buffer van gegevens per object: int actualIdx = input.instId / 2;
Belangrijke opmerking over het weergeven van stereo-inhoud op HoloLens
Windows Mixed Reality biedt ondersteuning voor de mogelijkheid om de matrixindex van het renderdoel in te stellen vanuit elke shader-fase. Normaal gesproken is dit een taak die alleen kan worden uitgevoerd in de geometrie-shaderfase vanwege de manier waarop de semantische is gedefinieerd voor Direct3D 11. Hier laten we een volledig voorbeeld zien van het instellen van een renderingpijplijn met alleen het hoekpunt en de pixel-shaderfasen die zijn ingesteld. De shader-code is zoals hierboven beschreven.
Van 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.
);
Belangrijke opmerking over rendering op niet-HoloLens-apparaten
Als u de matrixindex van het renderdoel instelt in de hoekpunt-shader, moet het grafische stuurprogramma een optionele Direct3D 11.3-functie ondersteunen, die door HoloLens wordt ondersteund. Uw app kan alleen die techniek voor rendering veilig implementeren en aan alle vereisten wordt voldaan voor uitvoering op de Microsoft HoloLens.
Mogelijk wilt u ook de HoloLens-emulator gebruiken. Dit kan een krachtig ontwikkelprogramma voor uw holografische app zijn en ondersteuning bieden voor Windows Mixed Reality immersive headsetapparaten die zijn gekoppeld aan Windows 10-pc's. Ondersteuning voor het niet-HoloLens-renderingpad - voor alle Windows Mixed Reality - is ook ingebouwd in de windows Holographic-app-sjabloon. In de sjablooncode vindt u code waarmee uw holografische app kan worden uitgevoerd op de GPU in uw ontwikkel-pc. Zo controleert de klasse DeviceResources op deze optionele functieondersteuning.
Van 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;
}
Als u rendering zonder deze optionele functie wilt ondersteunen, moet uw app een geometrie-shader gebruiken om de matrixindex van het renderdoel in te stellen. Dit fragment wordt toegevoegd na VSSetConstantBuffers en vóór PSSetShader in het codevoorbeeld dat in de vorige sectie wordt weergegeven, waarin wordt uitgelegd hoe stereo op HoloLens wordt weergegeven.
Van 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
);
}
HLSL OPMERKING: In dit geval moet u ook een enigszins gewijzigde hoekpunt-shader laden die de doelmatrixindex van de render doorgeeft aan de geometrie-shader met behulp van een altijd toegestane shader-semantisch, zoals TEXCOORD0. De geometrie-shader hoeft geen werk te doen; de arcering van de sjabloongeometrie doorloopt alle gegevens, met uitzondering van de matrixindex van het renderdoel, dat wordt gebruikt om de SV_RenderTargetArrayIndex semantisch in te stellen.
App-sjablooncode voor 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);
}
}
Heden
Het holografische frame inschakelen om de wisselketen weer te geven
Met Windows Mixed Reality bepaalt het systeem de wisselketen. Het systeem beheert vervolgens het presenteren van frames voor elke holografische camera om een hoogwaardige gebruikerservaring te garanderen. Het biedt ook een viewport update elk frame, voor elke camera, om aspecten van het systeem te optimaliseren, zoals beeldstabilisatie of Mixed Reality Capture. Dus een holografische app die DirectX gebruikt, roept Present niet aan op een DXGI-wisselketen. In plaats daarvan gebruikt u de Klasse HolographicFrame om alle wisselhangers voor een frame weer te geven wanneer u klaar bent met tekenen.
Vanaf DeviceResources::P resent:
HolographicFramePresentResult presentResult = frame.PresentUsingCurrentPrediction();
Deze API wacht standaard totdat het frame is voltooid voordat het wordt geretourneerd. Holografische apps moeten wachten tot het vorige frame is voltooid voordat ze aan een nieuw frame beginnen, omdat dit de latentie vermindert en betere resultaten van holografische framevoorspellingen mogelijk maakt. Dit is geen harde regel en als het vernieuwen van frames langer duurt dan één scherm, kunt u dit wachten uitschakelen door de parameter HolographicFramePresentWaitBehavior door te geven aan PresentUsingCurrentPrediction. In dit geval gebruikt u waarschijnlijk een asynchrone renderingthread om een continue belasting op de GPU te behouden. De vernieuwingssnelheid van het HoloLens-apparaat is 60 hz, waarbij één frame een duur heeft van ongeveer 16 ms. Insluitende headsets kunnen variëren van 60 hz tot 90 hz; bij het vernieuwen van de weergave op 90 hz heeft elk frame een duur van ongeveer 11 ms.
DeviceLost-scenario's verwerken in samenwerking met het HolographicFrame
DirectX 11-apps willen doorgaans het HRESULT controleren dat wordt geretourneerd door de functie Present van de DXGI-wisselketen om erachter te komen of er een DeviceLost-fout is opgetreden. De Klasse HolographicFrame verwerkt dit voor u. Inspecteer het geretourneerde HolographicFramePresentResult om erachter te komen of u de Direct3D-apparaat- en apparaatresources moet vrijgeven en opnieuw moet maken.
// 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();
}
Als het Direct3D-apparaat verloren is gegaan en u het opnieuw hebt gemaakt, moet u de HolographicSpace vertellen om het nieuwe apparaat te gaan gebruiken. De wisselketen wordt opnieuw gemaakt voor dit apparaat.
Van DeviceResources::InitializeUsingHolographicSpace:
m_holographicSpace.SetDirect3D11Device(m_d3dInteropDevice);
Zodra uw frame is gepresenteerd, kunt u teruggaan naar de hoofdprogrammalus en toestaan om door te gaan naar het volgende frame.
Hybride grafische pc's en mixed reality-toepassingen
Windows 10-makersupdate pc's kunnen worden geconfigureerd met zowel discrete als geïntegreerde GPU's. Met deze typen computers kiest Windows de adapter waarmee de headset is verbonden. Toepassingen moeten ervoor zorgen dat het DirectX-apparaat dat wordt gemaakt dezelfde adapter gebruikt.
De meeste algemene Direct3D-voorbeeldcode laat zien hoe u een DirectX-apparaat maakt met behulp van de standaardhardwareadapter, die op een hybride systeem mogelijk niet hetzelfde is als het apparaat dat voor de headset wordt gebruikt.
Als u problemen wilt omzeilen, gebruikt u de HolographicAdapterID van een van beide HolographicSpace. PrimaryAdapterId() of HolographicDisplay. AdapterId(). Deze adapterId kan vervolgens worden gebruikt om de juiste DXGIAdapter te selecteren met behulp van IDXGIFactory4.EnumAdapterByLuid.
Van 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();
}
Code voor het bijwerken van DeviceResources::CreateDeviceResources voor het gebruik van 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.
);
Hybride afbeeldingen en Media Foundation
Het gebruik van Media Foundation op hybride systemen kan problemen veroorzaken waarbij video niet wordt weergegeven of videopatroon beschadigd is omdat Media Foundation standaard een systeemgedrag heeft. In sommige scenario's is het maken van een afzonderlijke ID3D11Device vereist om ondersteuning te bieden voor multithreading en de juiste aanmaakvlagmen zijn ingesteld.
Bij het initialiseren van de ID3D11Device moet D3D11_CREATE_DEVICE_VIDEO_SUPPORT vlag worden gedefinieerd als onderdeel van de D3D11_CREATE_DEVICE_FLAG. Zodra het apparaat en de context zijn gemaakt, roept u SetMultithreadProtected aan om multithreading in te schakelen. Als u het apparaat wilt koppelen aan de IMFDXGIDeviceManager, gebruikt u de functie IMFDXGIDeviceManager::ResetDevice .
Code voor het koppelen van een ID3D11Device aan 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;