高效的Direct2D多线程

Question

我正在为Windows应用商店编写电子书阅读器应用程序。我使用Direct2D + DXGI交换链在屏幕上呈现书页。

我的书内容有时非常复杂（几何，位图，蒙版等），因此渲染它可能需要100毫秒。所以我试图在单独的线程中对位图进行离屏渲染，然后在主线程中显示这个位图。

但是，我无法确定如何有效地做到这一点。

到目前为止，我尝试了两种方法：

1. 使用带有D2D1_FACTORY_TYPE_MULTI_THREADED标志的单个ID2D1Factory，创建ID2D1BitmapRenderTarget并在后台线程中使用它进行屏幕外渲染。 （这需要在ID2D1Multithread::Enter/Leave操作上IDXGISwapChain::Present。问题是，后台线程中的ID2D1RenderTarget::EndDraw操作有时需要长达100毫秒，并且由于内部Direct2D锁定，主线程渲染在此期间被阻止。

2. 在后台线程中使用单独的ID2D1Factory（如http://www.sdknews.com/ios/using-direct2d-for-server-side-rendering中所述）并关闭内部Direct2D同步。在这种情况下，两个线程之间没有交叉锁定。不幸的是，在这种情况下，我无法直接在主ID2D1Factory中使用结果位图，因为它属于不同的工厂。我必须将位图数据移动到CPU内存，然后将其复制到主ID2D1Factory的GPU内存中。这个操作也引入了显着的滞后（我认为这是由于大量的内存访问，但我不确定）。

有没有办法有效地做到这一点？

P.S。这里的所有时间都是针对Acer Switch 10平板电脑提供的。在常规Core i7 PC上，两种方法都可以在没有任何明显滞后的情况下工作。

Answer 1

好的，我找到了解决方案。

基本上，我需要的是修改方法2以在两个DirectX工厂集之间使用DXGI资源共享。我将跳过所有血腥的细节（可以在这里找到：http://xboxforums.create.msdn.com/forums/t/66208.aspx），但基本步骤是：

1. 创建两组DirectX资源：main（用于屏幕渲染）和辅助（用于屏幕外渲染）。
2. 使用主资源集中的ID3D11Device2，按CreateTexture2D D3D11_BIND_RENDER_TARGET，D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE，D3D11_RESOURCE_MISC_SHARED_NTHANDLE和D3D11_RESOURCE_MISC_SHARED_KEYEDMUTEX标记创建D3D 2D纹理。< / LI>
3. 通过将其转换为IDXGIResource1并使用CreateSharedHandle和XGI_SHARED_RESOURCE_READ从DXGI_SHARED_RESOURCE_WRITE调用ID3D11Device2::OpenSharedResource1来获取共享句柄。
4. 通过调用IDXGIKeyedMutex::AcquireSync。
在后台线程中的辅助资源集中打开此共享纹理
5. 获取此纹理的关键互斥锁（ID2D1Factory2::CreateDxgiSurfaceRenderTarget），从中创建渲染目标（IDXGIKeyedMutex::ReleaseSync），在其上绘制并释放互斥锁（RTP: missed packet）。
6. 在主线程上，在主资源集中，获取互斥锁并从步骤2中创建的纹理创建共享位图，绘制此位图，然后释放互斥锁。

请注意，互斥锁定是必要的。不这样做会导致一些神秘的DirectX调试错误消息，以及错误的操作甚至崩溃。

Answer 2

tl; dr：在软件模式下渲染到后台线程上的位图。从位图绘制以在硬件模式下在UI线程上渲染目标。

到目前为止，我能找到的最佳方法是使用后台线程与软件呈现（IWICImagingFactory::CreateBitmap和ID2D1Factory::CreateWicBitmapRenderTarget），然后将其复制到硬件位图通过ID2D1RenderTarget::CreateBitmapFromWicBitmap返回硬件渲染目标的线程。然后使用ID2D1RenderTarget::DrawBitmap进行blit。

这就是paint.net 4.0选择渲染的方式。当您使用套索工具绘制选区时，它将使用后台线程异步绘制选择大纲（UI线程不会等待此操作完成）。由于笔触样式和动画，您最终可能会得到一个非常复杂的多边形。我渲染了4次，其中每个动画帧的虚线描边样式的偏移量略有不同。

显然，这种渲染可能需要一段时间，因为多边形变得更加复杂（也就是说，如果你继续涂鸦一段时间）。当你使用移动选择工具允许你进行转换（旋转，平移，缩放）时，我还有一些其他的特殊优化：如果后台线程尚未使用新变换重新渲染当前多边形，那么我将应用新变换渲染旧位图（使用当前多边形和旧变换）。当背景线程赶上时，选择轮廓可能会扭曲（缩放）或剪裁（在可视区域之外翻译），但是为60fps的响应速度付出的代价很小。此优化非常有效，因为您无法同时修改选区的多边形和变换。