如何使用 Direct2D 设备上下文呈现

本主题介绍如何在 Windows 8 中创建 Direct2D设备上下文。 如果你使用 Direct2D 开发 Windows 应用商店应用或桌面应用，则此信息适用于你。 本主题介绍 Direct2D 设备上下文对象的用途、如何创建该对象，以及有关呈现和显示 Direct2D 基元和图像的分步指南。 你还将了解如何切换呈现目标以及向应用添加效果。

• 什么是 Direct2D 设备？
• 什么是 Direct2D 设备上下文？
• 在 Windows 8 上使用 Direct2D 进行渲染
• 为何使用设备上下文进行呈现？
• 如何创建用于呈现的 Direct2D 设备上下文
• 选择目标
• 如何呈现和显示

什么是 Direct2D 设备？

需要 Direct2D 设备和 Direct3D 设备才能创建 Direct2D 设备上下文。 Direct2D 设备 (公开 ID2D1Device 接口指针，) 表示显示适配器。 Direct3D 设备 (公开与 Direct2D 设备关联的 ID3D11Device 接口指针) 。 每个应用必须有一个 Direct2D 设备，但可以有多个 设备。

什么是 Direct2D 设备上下文？

Direct2D设备上下文 (公开 ID2D1DeviceContext 接口指针) 表示一组状态和命令缓冲区，用于呈现目标。 可以在设备上下文中调用方法，以使用设备拥有的资源来设置管道状态并生成呈现命令。

在 Windows 8 上使用 Direct2D 进行渲染

在 Windows 7 及更早版本中，可以使用 ID2D1HwndRenderTarget 或其他呈现目标接口呈现到窗口或图面。 从Windows 8开始，我们不建议使用依赖于 ID2D1HwndRenderTarget 等接口的方法进行呈现，因为它们不适用于 Windows 应用商店应用。 如果要创建桌面应用，但仍要利用 设备上下文 的其他功能，则可以使用 设备上下文 呈现到 Hwnd。 但是，使用 Direct2D 在 Windows 应用商店应用中呈现内容需要设备上下文。

为何使用设备上下文进行呈现？

• 你可以为 Windows 应用商店应用呈现。
• 可以在呈现之前、期间和呈现后随时更改呈现目标。 设备上下文可确保按顺序执行对绘图方法的调用，并在切换呈现目标时应用它们。
• 可以对设备上下文使用多种类型的窗口。 可以使用 设备上下文 和 DXGI 交换链 直接呈现到 Windows：：UI：：Core：：CoreWindow 或 Windows：：：UI：：XAML：：SwapChainBackgroundPanel。
• 可以使用 Direct2D设备上下文 创建 Direct2D 效果 ，并将图像效果或效果图的输出呈现给呈现器目标。
• 可以有多个 设备上下文，这有助于提高线程应用的性能。 有关详细信息 ，请参阅多线程 Direct2D 应用 。
• 设备上下文与 Direct3D 紧密互操作，使你能够更多地访问 Direct3D 选项。

如何创建用于呈现的 Direct2D 设备上下文

此处的代码演示如何创建 Direct3D11 设备、获取关联的 DXGI 设备、创建 Direct2D 设备，最后创建 Direct2D 设备上下文 进行呈现。

下面是方法调用和此代码使用的接口的关系图。

注意

此代码假定你已有 ID2D1Factory1 对象，有关详细信息，请参阅 ID2D1Factory 参考页。

 

    // This flag adds support for surfaces with a different color channel ordering than the API default.
    // You need it for compatibility with Direct2D.
    UINT creationFlags = D3D11_CREATE_DEVICE_BGRA_SUPPORT;
    
    // This array defines the set of DirectX hardware feature levels this app  supports.
    // The ordering is important and you should  preserve it.
    // Don't forget to declare your app's minimum required feature level in its
    // description.  All apps are assumed to support 9.1 unless otherwise stated.
    D3D_FEATURE_LEVEL featureLevels[] = 
    {
        D3D_FEATURE_LEVEL_11_1,
        D3D_FEATURE_LEVEL_11_0,
        D3D_FEATURE_LEVEL_10_1,
        D3D_FEATURE_LEVEL_10_0,
        D3D_FEATURE_LEVEL_9_3,
        D3D_FEATURE_LEVEL_9_2,
        D3D_FEATURE_LEVEL_9_1
    };

    // Create the DX11 API device object, and get a corresponding context.
    ComPtr<ID3D11Device> device;
    ComPtr<ID3D11DeviceContext> context;

    DX::ThrowIfFailed(
        D3D11CreateDevice(
            nullptr,                    // specify null to use the default adapter
            D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE,
            0,                          
            creationFlags,              // optionally set debug and Direct2D compatibility flags
            featureLevels,              // list of feature levels this app can support
            ARRAYSIZE(featureLevels),   // number of possible feature levels
            D3D11_SDK_VERSION,          
            &device,                    // returns the Direct3D device created
            &m_featureLevel,            // returns feature level of device created
            &context                    // returns the device immediate context
            )
        );

    ComPtr<IDXGIDevice> dxgiDevice;
    // Obtain the underlying DXGI device of the Direct3D11 device.
    DX::ThrowIfFailed(
        device.As(&dxgiDevice)
        );

    // Obtain the Direct2D device for 2-D rendering.
    DX::ThrowIfFailed(
        m_d2dFactory->CreateDevice(dxgiDevice.Get(), &m_d2dDevice)
        );

    // Get Direct2D device's corresponding device context object.
    DX::ThrowIfFailed(
        m_d2dDevice->CreateDeviceContext(
            D2D1_DEVICE_CONTEXT_OPTIONS_NONE,
            &m_d2dContext
            )
        );

让我们演练前面的代码示例中的步骤。

1. 获取 ID3D11Device 接口指针，创建设备上下文时需要此指针。

   • 声明创建标志以设置 Direct3D 设备以支持 BGRA。 Direct2D 需要 BGRA 颜色顺序。

   • 声明一个由 D3D_FEATURE_LEVEL 条目构成的数组，表示应用将支持的功能级别集。

     注意

     Direct3D 搜索列表，直到找到主机系统支持的功能级别。

      

   • 使用 D3D11CreateDevice 函数创建 ID3D11Device 对象，该函数还将返回 ID3D11DeviceContext 对象，但此示例不需要该对象。

2. 查询 Direct3D 11 设备 以查找其 DXGI 设备 接口。

3. 通过调用 ID2D1Factory：：CreateDevice 方法并传入 IDXGIDevice 对象来创建 ID2D1Device 对象。

4. 使用 ID2D1Device：：CreateDeviceContext 方法创建 ID2D1DeviceContext 指针。

选择目标

此处的代码演示了如何获取窗口后退缓冲区的 二维 Direct3D 纹理 ，并创建一个位图目标，该目标链接到 Direct2D 设备上下文 所呈现的纹理。

        // Allocate a descriptor.
        DXGI_SWAP_CHAIN_DESC1 swapChainDesc = {0};
        swapChainDesc.Width = 0;                           // use automatic sizing
        swapChainDesc.Height = 0;
        swapChainDesc.Format = DXGI_FORMAT_B8G8R8A8_UNORM; // this is the most common swapchain format
        swapChainDesc.Stereo = false; 
        swapChainDesc.SampleDesc.Count = 1;                // don't use multi-sampling
        swapChainDesc.SampleDesc.Quality = 0;
        swapChainDesc.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT;
        swapChainDesc.BufferCount = 2;                     // use double buffering to enable flip
        swapChainDesc.Scaling = DXGI_SCALING_NONE;
        swapChainDesc.SwapEffect = DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_SEQUENTIAL; // all apps must use this SwapEffect
        swapChainDesc.Flags = 0;

        // Identify the physical adapter (GPU or card) this device is runs on.
        ComPtr<IDXGIAdapter> dxgiAdapter;
        DX::ThrowIfFailed(
            dxgiDevice->GetAdapter(&dxgiAdapter)
            );

        // Get the factory object that created the DXGI device.
        ComPtr<IDXGIFactory2> dxgiFactory;
        DX::ThrowIfFailed(
            dxgiAdapter->GetParent(IID_PPV_ARGS(&dxgiFactory))
            );

        // Get the final swap chain for this window from the DXGI factory.
        DX::ThrowIfFailed(
            dxgiFactory->CreateSwapChainForCoreWindow(
                device.Get(),
                reinterpret_cast<IUnknown*>(m_window),
                &swapChainDesc,
                nullptr,    // allow on all displays
                &m_swapChain
                )
            );

        // Ensure that DXGI doesn't queue more than one frame at a time.
        DX::ThrowIfFailed(
            dxgiDevice->SetMaximumFrameLatency(1)
            );

    // Get the backbuffer for this window which is be the final 3D render target.
    ComPtr<ID3D11Texture2D> backBuffer;
    DX::ThrowIfFailed(
        m_swapChain->GetBuffer(0, IID_PPV_ARGS(&backBuffer))
        );

    // Now we set up the Direct2D render target bitmap linked to the swapchain. 
    // Whenever we render to this bitmap, it is directly rendered to the 
    // swap chain associated with the window.
    D2D1_BITMAP_PROPERTIES1 bitmapProperties = 
        BitmapProperties1(
            D2D1_BITMAP_OPTIONS_TARGET | D2D1_BITMAP_OPTIONS_CANNOT_DRAW,
            PixelFormat(DXGI_FORMAT_B8G8R8A8_UNORM, D2D1_ALPHA_MODE_IGNORE),
            m_dpi,
            m_dpi
            );

    // Direct2D needs the dxgi version of the backbuffer surface pointer.
    ComPtr<IDXGISurface> dxgiBackBuffer;
    DX::ThrowIfFailed(
        m_swapChain->GetBuffer(0, IID_PPV_ARGS(&dxgiBackBuffer))
        );

    // Get a D2D surface from the DXGI back buffer to use as the D2D render target.
    DX::ThrowIfFailed(
        m_d2dContext->CreateBitmapFromDxgiSurface(
            dxgiBackBuffer.Get(),
            &bitmapProperties,
            &m_d2dTargetBitmap
            )
        );

    // Now we can set the Direct2D render target.
    m_d2dContext->SetTarget(m_d2dTargetBitmap.Get());

让我们演练前面的代码示例中的步骤。

1. 分配 DXGI_SWAP_CHAIN_DESC1 结构并定义 交换链的设置。

   这些设置演示了如何创建 Windows 应用商店应用可以使用的交换链的示例。

2. 获取 Direct3D 设备和DXGI 设备 正在运行的适配器，并获取与之关联的 IDXGIFactory 对象。 必须使用此 DXGI 工厂 来确保在同一适配器上创建 交换链 。

3. 调用 IDXGIFactory2：：CreateSwapChainForCoreWindow 方法来创建交换链。 将 Windows：：UI：：CoreWindow 类用于 Windows 应用商店应用的main窗口。

   确保将最大帧延迟设置为 1 以最大程度地降低功耗。

   如果要在 Windows 应用商店应用中呈现 Direct2D 内容，请参阅 CreateSwapChainForComposition 方法。

4. 从 交换链中获取后台缓冲区。 后台缓冲区公开由交换链分配的 ID3D11Texture2D 接口

5. 声明 D2D1_BITMAP_PROPERTIES1 结构并设置属性值。 将像素格式设置为 BGRA，因为这是 Direct3D 设备和DXGI 设备 使用的格式。

6. 获取作为 IDXGISurface 的后台缓冲区，以传递到 Direct2D。 Direct2D 不接受 ID3D11Texture2D 直接。

   使用 ID2D1DeviceContext：：CreateBitmapFromDxgiSurface 方法从后台缓冲区创建 ID2D1Bitmap 对象。

7. 现在 ，Direct2D 位图 已链接到后台缓冲区。 将 Direct2D 设备上下文 上的目标设置为 位图。

如何呈现和显示

有了目标位图后，可以使用 Direct2D 设备上下文向其绘制基元、图像、图像效果和文本。 此处的代码演示如何绘制矩形。

ComPtr<ID2D1SolidColorBrush> pBlackBrush;
DX::ThrowIfFailed(
   m_d2dContext->CreateSolidColorBrush(
        D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::Black),
        &pBlackBrush
        )
);

m_d2dContext->BeginDraw();

m_d2dContext->DrawRectangle(
    D2D1::RectF(
        rc.left + 100.0f,
        rc.top + 100.0f,
        rc.right - 100.0f,
        rc.bottom - 100.0f),
        pBlackBrush);

DX::ThrowIfFailed(
    m_d2dContext->EndDraw()
);

DX::ThrowIfFailed(
    m_swapChain->Present1(1, 0, &parameters);
);

让我们演练前面的代码示例中的步骤。

1. 调用 CreateSolidColorBrush 以创建画笔来绘制矩形。
2. 在发出任何绘图命令之前调用 BeginDraw 方法。
3. 调用 DrawRectangle 方法要绘制的矩形和画笔。
4. 在完成发出绘图命令后调用 EndDraw 方法。
5. 通过调用 IDXGISwapChain：:P resent 方法显示结果。

现在，可以使用 Direct2D 设备上下文 在屏幕上绘制基元、图像、图像效果和文本。