Отрисовка в DirectX
Примечание.
Эта статья относится к устаревшим собственным API WinRT. Для новых проектов собственных приложений рекомендуется использовать API OpenXR.
Windows Смешанная реальность основана на DirectX для создания полнофункциональные графические интерфейсы для пользователей. Абстракция отрисовки находится чуть выше DirectX, что позволяет приложениям причины положения и ориентации голографических наблюдателей сцен, прогнозируемых системой. Затем разработчик может найти голограммы на основе каждой камеры, позволяя приложению отображать эти голограммы в различных пространственных системах координат по мере перемещения пользователя.
Примечание. В этом пошаговом руководстве описывается голографическая отрисовка в Direct3D 11. Шаблон приложения Для Windows Смешанная реальность Direct3D 12 также предоставляется с расширением шаблонов приложений Смешанная реальность.
Обновление текущего кадра
Чтобы обновить состояние приложения для голограмм, один раз за кадр приложения:
- Получите HolographicFrame из системы управления отображением.
- Обновите сцену с текущим прогнозом, в котором будет отображаться представление камеры при завершении отрисовки. Обратите внимание, что для голографической сцены может быть несколько камер.
Чтобы отрисовка в голографические представления камеры, один раз на кадр приложение будет выполнять следующие действия:
- Для каждой камеры отрисовка сцены для текущего кадра с помощью представления камеры и матриц проекции из системы.
Создание голографического кадра и получение прогноза
HolographicFrame содержит сведения, необходимые приложению для обновления и отрисовки текущего кадра. Приложение начинает каждый новый кадр, вызвав метод CreateNextFrame . При вызове этого метода прогнозы создаются с помощью последних доступных данных датчика и инкапсулируются в объекте CurrentPrediction .
Новый объект кадра должен использоваться для каждого отрисованного кадра, так как он действителен только в течение мгновенного времени. Свойство CurrentPrediction содержит такие сведения, как положение камеры. Данные экстраполируются в точный момент времени, когда кадр, как ожидается, будет виден пользователю.
Следующий код выдается из 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();
Обновление камеры обработки
Задние буферы могут изменяться с кадра на кадр. Приложение должно проверить задний буфер для каждой камеры, а также освободить и повторно создать представления ресурсов и буферы глубины по мере необходимости. Обратите внимание, что набор поз в прогнозе является авторитетным списком камер, используемых в текущем кадре. Обычно этот список используется для итерации на наборе камер.
Из AppMain::Update:
m_deviceResources->EnsureCameraResources(holographicFrame, prediction);
Из DeviceResources::EnsureCameraResources:
for (HolographicCameraPose const& cameraPose : prediction.CameraPoses())
{
HolographicCameraRenderingParameters renderingParameters = frame.GetRenderingParameters(cameraPose);
CameraResources* pCameraResources = cameraResourceMap[cameraPose.HolographicCamera().Id()].get();
pCameraResources->CreateResourcesForBackBuffer(this, renderingParameters);
}
Получение системы координат для использования в качестве основы для отрисовки
Windows Смешанная реальность позволяет приложению создавать различные системы координат, такие как подключенные и стационарные эталонные кадры для отслеживания расположений в физическом мире. Затем приложение может использовать эти системы координат, чтобы подумать о том, где отображать голограммы каждого кадра. При запросе координат из API всегда передается в SpatialCoordinateSystem , в которой необходимо выразить эти координаты.
Из AppMain::Update:
pose = SpatialPointerPose::TryGetAtTimestamp(
m_stationaryReferenceFrame.CoordinateSystem(), prediction.Timestamp());
Затем эти системы координат можно использовать для создания матриц стерео-представлений при отрисовке содержимого в сцене.
Из 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);
Ввод взгляда и жеста
Входные данные взгляда и рук не основаны на времени и не должны обновляться в функции StepTimer. Однако это то, что приложение должно смотреть на каждый кадр.
Обработка обновлений на основе времени
Для обработки обновлений на основе времени потребуется любое приложение отрисовки в режиме реального времени. Шаблон приложения Windows Holographic использует реализацию StepTimer, аналогичную реализации StepTimer , предоставленной в шаблоне приложения UWP DirectX 11. Этот вспомогательный класс StepTimer может предоставлять фиксированные обновления шага времени, обновления переменного времени и режим по умолчанию — переменные этапы времени.
Для голографической отрисовки мы решили не помещать слишком много в функцию таймера, так как ее можно настроить для фиксированного шага времени. Он может вызываться более одного раза на кадр (или не вообще, для некоторых кадров), и обновления голографических данных должны выполняться один раз на кадр.
Из AppMain::Update:
m_timer.Tick([this]()
{
m_spinningCubeRenderer->Update(m_timer);
});
Размещение и поворот голограмм в системе координат
Если вы работаете в одной системе координат, так как шаблон выполняется с помощью пространственной аттестацииReferenceFrame, этот процесс не отличается от того, что вы используете в трехмерной графике. Здесь мы поворачиваем куб и устанавливаем матрицу модели на основе позиции в неустанной системе координат.
Из 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));
Обратите внимание на сложные сценарии: куб спиннинга является простым примером размещения голограммы в одном эталонном кадре. Кроме того, можно использовать несколько ПространственныхCoordinateSystems в одном отрисованном кадре одновременно.
Обновление данных буфера констант
Преобразования модели для содержимого обновляются как обычно. К настоящему времени вы вычислили допустимые преобразования для системы координат, в которую вы будете отрисовывать.
Из SpinningCubeRenderer::Update:
// Update the model transform buffer for the hologram.
context->UpdateSubresource(
m_modelConstantBuffer.Get(),
0,
nullptr,
&m_modelConstantBufferData,
0,
0
);
Что касается преобразований представления и проекции? Для получения наилучших результатов мы хотим ждать, пока мы почти готовы к нашим вызовам рисования, прежде чем мы получим их.
Отрисовка текущего кадра
Отрисовка в Windows Смешанная реальность отличается от от отрисовки на 2D-дисплее моно, но есть несколько различий:
- Прогнозы голографических кадров важны. Чем ближе прогноз, так и при представлении кадра, чем лучше будут выглядеть голограммы.
- Windows Смешанная реальность управляет представлениями камеры. Отрисовка для каждого из них, так как голографический кадр будет представлять их для вас позже.
- Рекомендуется выполнять стереорисовку с помощью экземплярного рисования для целевого массива отрисовки. Шаблон голографического приложения использует рекомендуемый подход к экземпляру рисования для целевого массива отрисовки, который использует целевое представление отрисовки в текстуре2DArray.
- Если вы хотите отрисовку без использования стереостантирования, необходимо создать два не массива RenderTargetView, по одному для каждого глаза. Каждый RenderTargetViews ссылается на один из двух срезов в Texture2DArray , предоставленных приложению из системы. Это не рекомендуется, так как обычно это медленнее, чем использование инстантирования.
Получение обновленного прогноза HolographicFrame
Обновление прогноза кадров повышает эффективность стабилизации изображений. Вы получаете более точное расположение голограмм из-за меньшего времени между прогнозом и когда кадр отображается пользователю. В идеале обновите прогноз кадров непосредственно перед отрисовкой.
holographicFrame.UpdateCurrentPrediction();
HolographicFramePrediction prediction = holographicFrame.CurrentPrediction();
Отрисовка для каждой камеры
Цикл на наборе камеры позирует в прогнозе и отрисовывается для каждой камеры в этом наборе.
Настройка передачи отрисовки
Windows Смешанная реальность использует стереоскопическую отрисовку для улучшения иллюзии глубины и отображения стереоскопически, поэтому оба левого и правого дисплея активны. При стереоскопической отрисовке между двумя дисплеями есть смещение, которое мозг может примирить как фактическую глубину. В этом разделе рассматриваются стереоскопические отрисовки с использованием кода из шаблона приложения Windows Holographic.
Каждая камера имеет свой собственный целевой объект отрисовки (буфер задней части), а также матрицы проекции в голографическое пространство. Приложению потребуется создать любые другие ресурсы на основе камеры ( например, буфер глубины) на основе каждой камеры. В шаблоне приложения Windows Holographic мы предоставляем вспомогательный класс для объединения этих ресурсов в DX::CameraResources. Начните с настройки целевых представлений отрисовки:
Из 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);
Использование прогноза для получения матриц представления и проекции для камеры
Матрицы просмотра и проекции для каждой голографической камеры изменятся с каждым кадром. Обновите данные в буфере констант для каждой голографической камеры. Сделайте это после обновления прогноза и перед выполнением вызовов рисования для этой камеры.
Из 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);
Здесь мы покажем, как матрицы получаются из поз камеры. В ходе этого процесса мы также получаем текущий порт просмотра для камеры. Обратите внимание, как мы предоставляем систему координат: это та же система координат, которую мы использовали для понимания взгляда, и это тот же, который мы использовали для размещения спиннинга куба.
Из 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))
);
}
Окно просмотра должно быть задано для каждого кадра. Шейдер вершин (по крайней мере) обычно требует доступа к данным представления или проекции.
Из 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()
);
Отрисовка в буфер обратной камеры и фиксация буфера глубины:
Рекомендуется убедиться, что TryGetViewTransform выполнен успешно, прежде чем пытаться использовать данные представления и проекции, так как если система координат не является locatable (например, отслеживание было прервано) приложение не сможет отобразить его для этого кадра. Шаблон вызывает только отрисовку в кубе спиннинга, если класс CameraResources указывает на успешное обновление.
Windows Смешанная реальность включает функции стабилизации изображений, чтобы сохранить голограммы, где разработчик или пользователь помещает их в мир. Стабилизация изображений помогает скрыть задержку, присущую конвейеру отрисовки, чтобы обеспечить лучший голографический интерфейс для пользователей. Фокус может быть указан для повышения стабилизации изображений еще больше, или буфер глубины может быть предоставлен для оптимизации оптимизированного для вычислений стабилизации изображений в режиме реального времени.
Для получения наилучших результатов приложение должно предоставить буфер глубины с помощью API CommitDirect3D11DepthBuffer . Windows Смешанная реальность может использовать данные геометрии из буфера глубины для оптимизации стабилизации изображений в режиме реального времени. Шаблон приложения Windows Holographic фиксирует буфер глубины приложения по умолчанию, помогая оптимизировать стабильность голограммы.
Из 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);
}
}
Примечание.
Windows обрабатывает текстуру глубины на GPU, поэтому необходимо использовать буфер глубины в качестве ресурса шейдера. Идентификатор ID3D11Texture2D, который создается, должен находиться в нетипизированном формате, и он должен быть привязан к представлению ресурсов шейдера. Ниже приведен пример создания текстуры глубины, которая может быть зафиксирована для стабилизации изображения.
Код создания ресурса буфера глубины для 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
));
Рисование голографического содержимого
Шаблон приложения Windows Holographic отрисовывает содержимое в стерео, используя рекомендуемый метод рисования экземплярной геометрии в текстуру2DArray размером 2. Давайте рассмотрим эту часть и о том, как она работает в Windows Смешанная реальность.
Из 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.
);
Каждый экземпляр обращается к другой матрице представления или проекции из буфера констант. Вот структура буфера констант, которая представляет собой только массив двух матриц.
Из VertexShaderShared.hlsl, включенного 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];
};
Индекс целевого массива отрисовки должен быть задан для каждого пикселя. В следующем фрагменте кода output.viewId сопоставляется с семантикой SV_RenderTargetArrayIndex. Для этого требуется поддержка необязательной функции Direct3D 11.3, которая позволяет задать семантику индекса целевого массива отрисовки на любом этапе шейдера.
Из 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;
};
Из VertexShaderShared.hlsl, включенного 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;
}
Если вы хотите использовать существующие методы рисования экземпляров с этим методом рисования в целевом массиве стереорисовки, нарисуйте в два раза больше экземпляров, которые обычно имеются. В шейдере разделите input.instId на 2, чтобы получить исходный идентификатор экземпляра, который можно индексировать в буфер данных для каждого объекта: int actualIdx = input.instId / 2;
Важное примечание о отрисовке стереоконтента в HoloLens
Windows Смешанная реальность поддерживает возможность задать индекс целевого массива отрисовки на любом этапе шейдера. Как правило, это задача, которая может быть выполнена только на этапе геометрического шейдера из-за того, как семантика определена для Direct3D 11. Здесь показан полный пример настройки конвейера отрисовки только с набором этапов вершин и шейдеров пикселей. Код шейдера описан выше.
Из 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.
);
Важное примечание о отрисовке на устройствах, отличных от HoloLens
Установка индекса целевого массива отрисовки в шейдере вершин требует, чтобы графический драйвер поддерживал необязательную функцию Direct3D 11.3, которая поддерживает HoloLens. Ваше приложение может безопасно реализовать такую технику для отрисовки, и все требования будут выполнены для запуска в Microsoft HoloLens.
Это может быть так, что вы хотите использовать эмулятор HoloLens, который также может быть мощным средством разработки для голографического приложения и поддерживать устройства windows Смешанная реальность иммерсивной гарнитуры, подключенные к компьютерам с Windows 10. Поддержка пути отрисовки, отличного от HoloLens, для всех Смешанная реальность Windows, также встроена в шаблон приложения Windows Holographic. В коде шаблона вы найдете код, позволяющий голографическим приложениям работать на GPU на компьютере разработки. Вот как класс DeviceResources проверяет наличие дополнительной поддержки функций.
Из 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;
}
Для поддержки отрисовки без этой необязательной функции приложение должно использовать шейдер геометрии для задания индекса целевого массива отрисовки. Этот фрагмент будет добавлен после VSSetConstantBuffers и до PSSetShader в примере кода, показанном в предыдущем разделе, который объясняет, как отобразить стерео в HoloLens.
Из 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
);
}
ПРИМЕЧАНИЕ HLSL. В этом случае необходимо также загрузить немного измененный шейдер вершины, который передает индекс целевого массива отрисовки геометрическому шейдеру с помощью семантики шейдера, разрешенной всегда, например TEXCOORD0. Шейдер геометрии не должен выполнять никаких действий; шейдер геометрии шаблона проходит через все данные, за исключением индекса целевого массива отрисовки, который используется для задания семантики SV_RenderTargetArrayIndex.
Код шаблона приложения для 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);
}
}
Сейчас
Включение голографического кадра для представления цепочки буферов
С помощью Windows Смешанная реальность система управляет цепочкой буферов. После этого система управляет представлением кадров на каждой голографической камере, чтобы обеспечить высококачественное взаимодействие с пользователем. Кроме того, он предоставляет обновление окна просмотра для каждой камеры для оптимизации аспектов системы, таких как стабилизация изображений или Смешанная реальность захват. Таким образом, голографическое приложение с помощью DirectX не вызывает Present в цепочке буферов DXGI. Вместо этого вы используете класс HolographicFrame , чтобы представить все цепочки буферов для кадра после завершения рисования.
Из DeviceResources::P resent:
HolographicFramePresentResult presentResult = frame.PresentUsingCurrentPrediction();
По умолчанию этот API ожидает завершения кадра, прежде чем он возвращается. Голографические приложения должны ожидать завершения предыдущего кадра, прежде чем начать работу с новым кадром, так как это уменьшает задержку и позволяет улучшить результаты прогнозов голографических кадров. Это не жесткое правило, и если у вас есть кадры, которые требуют больше одного обновления экрана для отрисовки, вы можете отключить это ожидание, передав параметр HolographicFramePresentWaitBehavior в PresentUsingCurrentPrediction. В этом случае вы, скорее всего, будете использовать асинхронный поток отрисовки для поддержания непрерывной нагрузки на GPU. Частота обновления устройства HoloLens составляет 60 гц, где один кадр имеет длительность около 16 мс. Иммерсивные устройства гарнитуры могут варьироваться от 60 гц до 90 гц; При обновлении дисплея на 90 гц каждый кадр будет иметь длительность около 11 мс.
Обработка сценариев DeviceLost в сотрудничестве с HolographicFrame
Приложения DirectX 11 обычно хотят проверить HRESULT, возвращаемую функцией Present цепочки буферов DXGI, чтобы узнать, возникла ли ошибка DeviceLost. Класс HolographicFrame обрабатывает это для вас. Проверьте возвращенные holographicFramePresentResult , чтобы узнать, нужно ли выпускать и повторно создавать ресурсы устройства Direct3D и устройств.
// 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();
}
Если устройство Direct3D было потеряно, и вы создали его повторно, необходимо сообщить HolographicSpace начать использовать новое устройство. Цепочка буферов будет воссоздана для этого устройства.
Из DeviceResources::InitializeUsingHolographicSpace:
m_holographicSpace.SetDirect3D11Device(m_d3dInteropDevice);
После представления кадра можно вернуться к главному циклу программы и разрешить ему продолжить следующий кадр.
Гибридные графические компьютеры и приложения смешанной реальности
Компьютеры с Windows 10 Creators Update могут быть настроены как с дискретными, так и интегрированными gpu. С этими типами компьютеров Windows выберет адаптер, к которому подключена гарнитура. Приложения должны гарантировать, что устройство DirectX, которое создает, использует тот же адаптер.
В большинстве общих примеров кода Direct3D демонстрируется создание устройства DirectX с помощью адаптера оборудования по умолчанию, который в гибридной системе может не совпадать с тем, что используется для гарнитуры.
Чтобы обойти все проблемы, используйте HolographicAdapterID из HolographicSpace. PrimaryAdapterId() или HolographicDisplay. AdapterId(). Затем этот адаптер Можно использовать для выбора правого DXGIAdapter с помощью IDXGIFactory4.EnumAdapterByLuid.
Из 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();
}
Код для обновления DeviceResources::CreateDeviceResources для использования 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.
);
Гибридная графика и Media Foundation
Использование Media Foundation в гибридных системах может привести к проблемам, когда видео не будет отображаться или текстура видео повреждена, так как Media Foundation по умолчанию использует системное поведение. В некоторых сценариях для поддержки нескольких потоков требуется создание отдельного идентификатора ID3D11Device, а также заданы правильные флаги создания.
При инициализации ID3D11Device D3D11_CREATE_DEVICE_VIDEO_SUPPORT флаг должен быть определен как часть D3D11_CREATE_DEVICE_FLAG. После создания устройства и контекста вызовите SetMultithreadProtected , чтобы включить многопоточность. Чтобы связать устройство с МВФDXGIDeviceManager, используйте функцию IMFDXGIDeviceManager::ResetDevice .
Код для связывания ID3D11Device с МВФDXGIDeviceManager:
// 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;