預覽 技術實現 看過我上篇在 WPF 中實現 OpenGL 與 D3D 渲染的同學應該知道，我是依靠 WGL 中 WGL_NV_DX_interop 擴展與 D3D Surface 關聯併在使用該 Surface 實現渲染。 所以我們這次實現也是如此，但與 WPF 不同的是 WinUI 支持 D3D ...
預覽
技術實現
看過我上篇在 WPF 中實現 OpenGL 與 D3D 渲染的同學應該知道，我是依靠 WGL 中 WGL_NV_DX_interop 擴展與 D3D Surface 關聯併在使用該 Surface 實現渲染。
所以我們這次實現也是如此，但與 WPF 不同的是 WinUI 支持 D3D11 併在控制項中提供 SwapChainPanel 作為載體。（WPF 中為 D3DImage）
代碼部分使用 Silk.Net 和 OpenTK 實現。
有一些關鍵部分，接下來我會單獨講下。
WGL_NV_DX_interop
WGL_NV_DX_interop是NVIDIA公司提出的一套擴展API（支持OpenGL 2.1及以上版本），該擴展允許 OpenGL 可以直接訪問 DirectX 緩衝區與 Surface，並作為 OpenGL 共用紋理或渲染緩衝區對象使用。
擴展支持版本
WGL_NV_DX_interop - Direct3D 9
WGL_NV_DX_interop2 - Direct3D 10、11
D3D11與SwapChainPanel
SwapChainPanel 是用於支持高性能圖形和游戲的 Windows 運行時類型，你可以在其中直接管理交換鏈。
在此情況下，你可以創建自己的 DirectX 交換鏈並管理所呈現內容的顯示。
需要註意的是，為了確保良好的性能 SwapChainPanel 存在一些限制。
- 一個程式中 SwapChainPanel 實例不能超過四個。
- 關聯的 DirectX 交換鏈應要明確設置寬高。
- DirectX 交換鏈的縮放模式必須設置為 DXGI_SCALING_STRETCH。
- 只能通過 DXGI 中 CreateSwapChainForComposition 函數進行交換鏈創建。
代碼實現 （只存在關鍵代碼，完整代碼在文章最下方 GitHub 鏈接）
D3D
- 創建 DXGI 工廠，用於後續創建 SwapChain（交換鏈）
IDXGIFactory2* factory;
// 獲取該類型 Guid，這跟Com組件有關，本文不多闡述。
// GetTypeInfo 為擴展函數，存在 WinRT 命名空間。
Guid guid = typeof(IDXGIFactory2).GetTypeInfo().GUID;
DXGI.GetApi().CreateDXGIFactory2(0, &guid, (void**)&factory);
- 創建設備
ID3D11Device* device;
ID3D11DeviceContext* devCtx;
// 創建設備
D3D11.GetApi().CreateDevice(null, D3DDriverType.Hardware, 0, 0, null, 0, D3D11.SdkVersion, &device, null, &devCtx);
- 創建 SwapChain （使用 IDXGIFactory2 創建）
IDXGISwapChain1* swapChain;
// SwapChain 配置信息。
SwapChainDesc1 swapChainDesc = new()
{
Width = 寬度,
Height = 高度,
Format = Format.FormatB8G8R8A8Unorm,
Stereo = 0,
SampleDesc = new SampleDesc()
{
Count = 1,
Quality = 0
},
BufferUsage = DXGI.UsageRenderTargetOutput,
BufferCount = 2,
Scaling = Scaling.Stretch,
SwapEffect = SwapEffect.FlipSequential,
Flags = 0,
};
factory->CreateSwapChainForComposition((IUnknown*)device, &swapChainDesc, null, &swapChain);
- 獲取 SwapChain 緩衝區（我們需要用它來創建 OpenGL 的渲染緩衝區）
ID3D11Texture2D* colorbuffer;
Guid guid = typeof(ID3D11Texture2D).GetTypeInfo().GUID;
swapChain->GetBuffer(0, &guid, (void**)&colorbuffer);
OpenGL
- 創建 GL 設備與幀緩衝區
nint glDeviceHandle = Wgl.DXOpenDeviceNV((IntPtr)device);
// 創建一個幀緩衝區，後續渲染前需要先進行綁定。
int gLFramebufferHandle = GL.GenFramebuffer();
- 關聯 SwapChain 緩衝區
// 創建一個渲染緩衝區。
int gLColorRenderbufferHandle = GL.GenRenderbuffer();
// 關聯 SwapChain 緩衝區到指定 Renderbuffer 上。
nint dxInteropColorHandle = Wgl.DXRegisterObjectNV(device, (nint)colorbuffer, (uint)gLColorRenderbufferHandle, (uint)RenderbufferTarget.Renderbuffer, WGL_NV_DX_interop.AccessReadWrite);
- 渲染
// 鎖定緩衝區進行操作
Wgl.DXLockObjectsNV(glDeviceHandle, 1, new[] { dxInteropColorHandle });
// 綁定幀緩衝區
GL.BindFramebuffer(FramebufferTarget.Framebuffer, gLFramebufferHandle);
// 重置視口
GL.Viewport(0, 0, 寬度, 高度);
// GL 繪製代碼
// 結束繪製
GL.BindFramebuffer(FramebufferTarget.Framebuffer, 0);
Wgl.DXUnlockObjectsNV(glDeviceHandle, 1, new[] { dxInteropColorHandle });
// 註意：一定要取消註冊並刪除緩衝區，不然 swapChain 讀取不到數據。
Wgl.DXUnregisterObjectNV(glDeviceHandle, dxInteropColorHandle);
GL.DeleteRenderbuffer(gLColorRenderbufferHandle);
swapChain->Present(1, 0);
關聯 WinUI
- 創建 ISwapChainPanelNative 介面類
[ComImport]
[InterfaceType(ComInterfaceType.InterfaceIsIUnknown)]
[Guid("63aad0b8-7c24-40ff-85a8-640d944cc325")]
public interface ISwapChainPanelNative
{
[PreserveSig] HResult SetSwapChain([In] IntPtr swapChain);
[PreserveSig] ulong Release();
}
- 與 SwapChain 關聯
SwapChainPanel swapChainPanel = new SwapChainPanel();
swapChainPanel.As<ISwapChainPanelNative>().SetSwapChain((IntPtr)swapChain)
基本上，一次的渲染流程到這裡就結束了。
但有很多問題需要解決，比如修改控制項寬高，重新註冊緩衝區等等。。。
完整代碼我會放到 GitHub 上，需要的同學可以下載看看，裡面包含 WPF、WinUI 的 3D Demo，並解決了剛纔說的一些問題。
WPF、WinUI 使用 Silk.Net 繪製示例（OpenGL、DirectX）
