建立 WPF 中可以裝載的 Direct3D9 內容

發行項
08/21/2008

更新： 2008 年 7 月

您可以將 Direct3D9 內容包含在 Windows Presentation Foundation (WPF) 應用程式中。這個主題會說明如何建立 Direct3D9 內容，以能有效率地和 WPF 交互操作。

注意事項：
在 WPF 中使用 Direct3D9 內容時，您也需要考慮效能。如需如何最佳化效能的詳細資訊，請參閱 Direct3D9 和 WPF 互通性的效能考量。

顯示緩衝區

D3DImage 類別管理兩個顯示緩衝區，分別稱為「背景緩衝區」(Back Buffer) 和「前景緩衝區」(Front Buffer)。背景緩衝區是您的 Direct3D9 介面。當您呼叫 Unlock 方法時，對背景緩衝區的變更會複製到前景緩衝區。

下圖顯示了背景緩衝區和前景緩衝區之間的關聯性 (Relationship)。

D3DImage 顯示緩衝區

建立 Direct3D9 裝置

若要呈現 Direct3D9 內容，您必須建立 Direct3D9 裝置。有兩種 Direct3D9 物件可以用於建立裝置，分別是 IDirect3D9 和 IDirect3D9Ex。請使用這些物件分別建立 IDirect3DDevice9 和 IDirect3DDevice9Ex 裝置。

透過呼叫下列方法之一建立裝置。

IDirect3D9 * Direct3DCreate9(UINT SDKVersion);
HRESULT Direct3DCreate9Ex(UINT SDKVersion, IDirect3D9Ex **ppD3D);

對於顯示設定為使用 Windows 顯示驅動程式模型 (WDDM) 的 Windows Vista，請使用 Direct3DCreate9Ex 方法。對於其他的任何平台，請使用 Direct3DCreate9 方法。

Direct3DCreate9Ex 方法的可用性

只有 Windows Vista 上的 d3d9.dll 具有 Direct3DCreate9Ex 方法。如果您在 Windows XP 上直接連結此函式，您的應用程式將無法載入。若要判斷是否支援 Direct3DCreate9Ex 方法，請載入 DLL 並尋找程序位址。下列程式碼顯示如何測試 Direct3DCreate9Ex 方法。如需完整的程式碼範例，請參閱逐步解說：建立裝載於 WPF 中的 Direct3D9 內容。

HRESULT
CRendererManager::EnsureD3DObjects()
{
    HRESULT hr = S_OK;

    HMODULE hD3D = NULL;
    if (!m_pD3D)
    {
        hD3D = LoadLibrary(TEXT("d3d9.dll"));
        DIRECT3DCREATE9EXFUNCTION pfnCreate9Ex = (DIRECT3DCREATE9EXFUNCTION)GetProcAddress(hD3D, "Direct3DCreate9Ex");
        if (pfnCreate9Ex)
        {
            IFC((*pfnCreate9Ex)(D3D_SDK_VERSION, &m_pD3DEx));
            IFC(m_pD3DEx->QueryInterface(__uuidof(IDirect3D9), reinterpret_cast<void **>(&m_pD3D)));
        }
        else
        {
            m_pD3D = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);
            if (!m_pD3D) 
            {
                IFC(E_FAIL);
            }
        }

        m_cAdapters = m_pD3D->GetAdapterCount();
    }

Cleanup:
    if (hD3D)
    {
        FreeLibrary(hD3D);
    }

    return hr;
}

建立 HWND

建立需要 HWND 的裝置。一般而言，您可以建立空的 HWND 供 Direct3D9 使用。下列程式碼範例顯示如何建立空的 HWND。

HRESULT
CRendererManager::EnsureHWND()
{
    HRESULT hr = S_OK;

    if (!m_hwnd)
    {
        WNDCLASS wndclass;

        wndclass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
        wndclass.lpfnWndProc = DefWindowProc;
        wndclass.cbClsExtra = 0;
        wndclass.cbWndExtra = 0;
        wndclass.hInstance = NULL;
        wndclass.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
        wndclass.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
        wndclass.hbrBackground = (HBRUSH) GetStockObject (WHITE_BRUSH);
        wndclass.lpszMenuName = NULL;
        wndclass.lpszClassName = szAppName;

        if (!RegisterClass(&wndclass))
        {
            IFC(E_FAIL);
        }

        m_hwnd = CreateWindow(szAppName,
                            TEXT("D3DImageSample"),
                            WS_OVERLAPPEDWINDOW,
                            0,                   // Initial X
                            0,                   // Initial Y
                            0,                   // Width
                            0,                   // Height
                            NULL,
                            NULL,
                            NULL,
                            NULL);
    }

Cleanup:
    return hr;
}

呈現參數

建立裝置也需要 D3DPRESENT_PARAMETERS 結構，但只有少數參數比較重要。選擇這些參數是為了最小化記憶體耗用量。

將 BackBufferHeight 和 BackBufferWidth 欄位設定為 1。將這兩項設定為 0 會造成它們設為 HWND 的維度。

一定要設定 D3DCREATE_MULTITHREADED 和 D3DCREATE_FPU_PRESERVE 旗標，以避免中斷 Direct3D9 使用的記憶體，以及避免 Direct3D9 變更 FPU 設定。

下列程式碼顯示如何初始化 D3DPRESENT_PARAMETERS 結構。

HRESULT 
CRenderer::Init(IDirect3D9 *pD3D, IDirect3D9Ex *pD3DEx, HWND hwnd, UINT uAdapter)
{
    HRESULT hr = S_OK;

    D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp;
    ZeroMemory(&d3dpp, sizeof(d3dpp));
    d3dpp.Windowed = TRUE;
    d3dpp.BackBufferFormat = D3DFMT_UNKNOWN;
    d3dpp.BackBufferHeight = 1;
    d3dpp.BackBufferWidth = 1;
    d3dpp.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;

    D3DCAPS9 caps;
    DWORD dwVertexProcessing;
    IFC(pD3D->GetDeviceCaps(uAdapter, D3DDEVTYPE_HAL, &caps));
    if ((caps.DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT) == D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT)
    {
        dwVertexProcessing = D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING;
    }
    else
    {
        dwVertexProcessing = D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING;
    }

    if (pD3DEx)
    {
        IDirect3DDevice9Ex *pd3dDevice = NULL;
        IFC(pD3DEx->CreateDeviceEx(
            uAdapter,
            D3DDEVTYPE_HAL,
            hwnd,
            dwVertexProcessing | D3DCREATE_MULTITHREADED | D3DCREATE_FPU_PRESERVE,
            &d3dpp,
            NULL,
            &m_pd3dDeviceEx
            ));

        IFC(m_pd3dDeviceEx->QueryInterface(__uuidof(IDirect3DDevice9), reinterpret_cast<void**>(&m_pd3dDevice)));  
    }
    else 
    {
        assert(pD3D);

        IFC(pD3D->CreateDevice(
            uAdapter,
            D3DDEVTYPE_HAL,
            hwnd,
            dwVertexProcessing | D3DCREATE_MULTITHREADED | D3DCREATE_FPU_PRESERVE,
            &d3dpp,
            &m_pd3dDevice
            ));
    }

Cleanup:
    return hr;
}

建立背景緩衝區呈現目標

若要在 D3DImage 中顯示 Direct3D9 內容，則建立 Direct3D9 介面，並呼叫 SetBackBuffer 方法，以對 Direct3D9 介面進行指派。

驗證配接器支援

在建立介面前，驗證是否所有的配接器都支援您需要的介面屬性。就算您僅呈現至一種配接器，在系統中的任何一個配接器上都可能顯示此 WPF 視窗。您應該永遠撰寫處理多配接器設定的 Direct3D9 程式碼，並應該檢查所有的配接器以取得支援，因為 WPF 可能在可用的配接器間移動介面。

下列程式碼範例示範如何檢查系統上所有配接器的 Direct3D9 支援。

HRESULT
CRendererManager::TestSurfaceSettings()
{
    HRESULT hr = S_OK;

    D3DFORMAT fmt = m_fUseAlpha ? D3DFMT_A8R8G8B8 : D3DFMT_X8R8G8B8;

    // 
    // We test all adapters because because we potentially use all adapters.
    // But even if this sample only rendered to the default adapter, you
    // should check all adapters because WPF may move your surface to
    // another adapter for you!
    //

    for (UINT i = 0; i < m_cAdapters; ++i)
    {
        // Can we get HW rendering?
        IFC(m_pD3D->CheckDeviceType(
            i,
            D3DDEVTYPE_HAL,
            D3DFMT_X8R8G8B8,
            fmt,
            TRUE
            )); 

        // Is the format okay?
        IFC(m_pD3D->CheckDeviceFormat(
            i,
            D3DDEVTYPE_HAL,
            D3DFMT_X8R8G8B8,
            D3DUSAGE_RENDERTARGET | D3DUSAGE_DYNAMIC, // We'll use dynamic when on XP
            D3DRTYPE_SURFACE,
            fmt
            ));

        // D3DImage only allows multisampling on 9Ex devices. If we can't 
        // multisample, overwrite the desired number of samples with 0.
        if (m_pD3DEx && m_uNumSamples > 1)
        {   
            assert(m_uNumSamples <= 16);

            if (FAILED(m_pD3D->CheckDeviceMultiSampleType(
                i,
                D3DDEVTYPE_HAL,
                fmt,
                TRUE,
                static_cast<D3DMULTISAMPLE_TYPE>(m_uNumSamples),
                NULL
                )))
            {
                m_uNumSamples = 0;
            }
        }
        else
        {
            m_uNumSamples = 0;
        }
    }

Cleanup:
    return hr;
}

建立介面

在建立介面前，驗證裝置的功能是否支援在目標作業系統上產生良好的效能。如需詳細資訊，請參閱 Direct3D9 和 WPF 互通性的效能考量。

在您已驗證裝置的功能後，就可以建立介面。下列程式碼範例示範如何建立呈現目標。

HRESULT
CRenderer::CreateSurface(UINT uWidth, UINT uHeight, bool fUseAlpha, UINT m_uNumSamples)
{
    HRESULT hr = S_OK;

    SAFE_RELEASE(m_pd3dRTS);

    IFC(m_pd3dDevice->CreateRenderTarget(
        uWidth,
        uHeight,
        fUseAlpha ? D3DFMT_A8R8G8B8 : D3DFMT_X8R8G8B8,
        static_cast<D3DMULTISAMPLE_TYPE>(m_uNumSamples),
        0,
        m_pd3dDeviceEx ? FALSE : TRUE,  // Lockable RT required for good XP perf
        &m_pd3dRTS,
        NULL
        ));

    IFC(m_pd3dDevice->SetRenderTarget(0, m_pd3dRTS));

Cleanup:
    return hr;
}

WDDM

在設定為使用 WDDM 的 Windows Vista 上，您可以建立呈現目標紋理，並將層級 0 的介面傳遞給 SetBackBuffer 方法。我們不建議在 Windows XP 上使用這個方法，因為您無法建立可鎖定的呈現目標紋理，效能將因此降低。

處理裝置狀態

當 IsFrontBufferAvailable 屬性由 true 轉換至 false，WPF 不會顯示 D3DImage，也不會將您的背景緩衝區複製到前景緩衝區。這通常表示裝置已遺失。

當裝置遺失時，您的程式碼應該停止轉譯，並等待 IsFrontBufferAvailable 屬性轉換為 true。處理 IsFrontBufferAvailableChanged 事件，以取得此轉換的通知。

當 IsFrontBufferAvailable 屬性由 false 轉換為 true，您應該檢查裝置，判斷是否有效。

Direct3D9 裝置，請呼叫 TestCooperativeLevel 方法；Direct3D9Ex 裝置請呼叫 CheckDeviceState 方法，因為 TestCooperativeLevel 方法已被取代，且永遠傳回成功。

如果裝置有效，請以原本的介面再次呼叫 SetBackBuffer 方法。

如果裝置無效，您必須重設裝置，並重新建立資源。透過無效的裝置中的介面呼叫 SetBackBuffer 方法，會引發例外狀況。

只有當您實作多配接器支援時，才呼叫 Reset 方法，由無效的裝置復原。不然就釋放所有的 Direct3D9 介面，全部重新建立。如果配接器的版面配置改變，在變更前建立的 Direct3D9 物件不會更新。

處理大小調整

如果 D3DImage 顯示的解析度不是原生大小，則會根據目前的 BitmapScalingMode 縮放，除了 Bilinear 以 Fant 取代的情況以外。

如果您需要更高的精確度，則必須在 D3DImage 的容器大小變更時建立新的介面。

能夠處理大小調整的方法有三種。

加入配置系統，並在大小變更時建立新的介面。不要建立太多介面，因為您可能會讓視訊記憶體耗盡或分割化。
在等待一定時間後，如果重新調整大小的事件沒有發生，再建立新的介面。
建立 DispatcherTimer，每秒鐘檢查幾次容器維度。

多監視器最佳化

當呈現系統將 D3DImage 移動至另一個監視器，可能造成效能大幅降低。

在 WDDM 上，只要監視器在同一個視訊卡上，且您使用 Direct3DCreate9Ex，效能就不會降低。如果監視器在不同的視訊卡上，效能會降低。在 Windows XP 上，效能一定會降低。

當 D3DImage 移動至另一個監視器時，您可以在對應的配接器上建立新的介面，以還原為良好的效能。

若要避免效能減損，請特別為多監視器的情形撰寫程式碼。下列清單顯示撰寫多監視器程式碼的一種方法。

以 Visual.ProjectToScreen 方法在螢幕空間中找到 D3DImage 的一個點。
使用 MonitorFromPoint GDI 方法尋找顯示這個點的監視器。
使用 IDirect3D9::GetAdapterMonitor 方法尋找這個監視器所在的 Direct3D9 配接器。
如果配接器和有背景緩衝區的配接器不同，就在新的監視器上建立新的背景緩衝區，並指派至 D3DImage 背景緩衝區。

注意事項：
如果 D3DImage 橫跨多個監視器，效能會變低，除非 WDDM 和 IDirect3D9Ex 是在同一個配接器。在這樣的情況中沒有任何方法可以提升效能。

下列程式碼範例顯示如何尋找目前的監視器。

void 
CRendererManager::SetAdapter(POINT screenSpacePoint)
{
    CleanupInvalidDevices();

    //
    // After CleanupInvalidDevices, we may not have any D3D objects. Rather than
    // recreate them here, ignore the adapter update and wait for render to recreate.
    //

    if (m_pD3D && m_rgRenderers)
    {
        HMONITOR hMon = MonitorFromPoint(screenSpacePoint, MONITOR_DEFAULTTONULL);

        for (UINT i = 0; i < m_cAdapters; ++i)
        {
            if (hMon == m_pD3D->GetAdapterMonitor(i))
            {
                m_pCurrentRenderer = m_rgRenderers[i];
                break;
            }
        }
    }
}

當 D3DImage 容器的大小或位置改變時更新監視器，或使用每秒鐘更新幾次的 DispatcherTimer 更新監視器。

WPF 軟體呈現

在下列情況中，WPF 會在軟體中的 UI 執行緒上同步呈現。

當發生這些情況之一時，呈現系統會呼叫 CopyBackBuffer 方法以將硬體緩衝區複製到軟體。預設實作會以您的介面呼叫 GetRenderTargetData 方法。由於這個呼叫發生於 Lock/Unlock 模式外，因此可能會發生失敗。在這個情況中，CopyBackBuffer 方法會傳回 null 且不會顯示任何影像。

您可以覆寫 CopyBackBuffer 方法，呼叫基底實作，如果傳回 null，您可以傳回預留位置 BitmapSource。

您也可以實作自己的軟體呈現，而不要呼叫基底實作。

注意事項：
如果 WPF 在軟體中完整呈現，因為 WPF 沒有前景緩衝區，就不會顯示 D3DImage。

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2008 年 7 月	新增主題。	SP1 功能變更。

2008 年 7 月

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