Multithreading 高效的Direct2D多线程处理

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

我的书内容有时非常复杂（几何体、位图、遮罩等），因此渲染它可能需要100毫秒。所以我尝试在一个单独的线程中对位图进行屏幕外渲染，然后在主线程中显示这个位图

然而，我不知道如何有效地做这件事

到目前为止，我已经尝试了两种方法：

使用带有D2D1工厂类型多线程标志的单个

ID2D1Factory

，创建

ID2D1BitmapRenderTarget

并在后台线程中使用它进行屏幕外渲染。（这还需要在

IDXGISwapChain:：Present

操作中执行

ID2D1Multithread:：Enter/Leave

）。问题是，

ID2D1RenderTarget:：EndDraw

后台线程中的操作有时需要100毫秒，并且由于内部Direct2D锁定，主线程渲染在此期间被阻止

在后台线程中使用单独的

ID2D1Factory

（如中所述），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，我不能直接在main

ID2D1Factory

中使用生成的位图，因为它属于不同的工厂。我必须将位图数据移动到CPU内存中，然后将其复制到主

ID2D1Factory

的GPU内存中。这个操作还引入了显著的延迟（我认为这是由于大内存访问，但我不确定）

有没有办法有效地做到这一点

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另外，这里给出的所有时间都是针对Acer Switch 10平板电脑。在常规的Core i7 PC上，这两种方法都可以在没有任何明显滞后的情况下工作。

tl；dr：在软件模式下在后台线程上渲染位图。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，我能找到的最好的方法是在软件渲染中使用后台线程（

iwicmagingfactory:：CreateBitmap

和

ID2D1Factory:：CreateWicBitmapRenderTarget

）然后通过

ID2D1RenderTarget:：CreateBitmapFromWicBitmap

将其复制回具有硬件渲染目标的线程上的硬件位图。然后使用

ID2D1RenderTarget:：DrawBitmap

将其禁用

这就是paint.net 4.0进行选择渲染的方式。当您使用lasso工具绘制选择时，它将使用背景线程异步绘制选择轮廓（UI线程不会等待完成）。由于笔划样式和动画，最终可能会生成非常复杂的多边形。我渲染了4次，其中每个动画帧的虚线笔划样式的偏移略有不同

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显然，随着多边形变得更加复杂，这种渲染可能需要一段时间（也就是说，如果您继续涂鸦一段时间）。当您使用移动选择工具进行变换（旋转、平移、缩放）时，我还有一些其他特殊优化：如果背景线程尚未使用新变换重新渲染当前多边形，则我将渲染旧位图（使用当前多边形和旧变换）应用新变换后。当背景线程赶上时，选择的轮廓可能会被扭曲（缩放）或剪裁（在可视区域外平移），但为60fps的响应速度付出的代价很小。这种优化效果非常好，因为您不能同时修改多边形和选择的变换。

好的，我找到了解决方案

基本上，我所需要的只是修改方法2，以便在两个DirectX工厂集之间使用DXGI资源共享。我将跳过所有血淋淋的细节（它们可以在这里找到：），但基本步骤是：

创建两组DirectX资源：main（用于屏幕上渲染）和secondary（用于屏幕外渲染）

使用主资源集中的

ID3D11Device2

，通过

CreateTexture2D

D3D11_BIND_RENDER_TARGET

，

D3D11_BIND_SHADER_resource

，

D3D11_resource_MISC_SHARED_NTHANDLE

和

D3D11_resource_MISC_SHARED_keydmutex

标志创建D3D11二维纹理

通过将其强制转换为

IDXGIResource1

并使用

XGI\u shared\u RESOURCE\u READ

和

DXGI\u shared\u RESOURCE\u WRITE从中调用
CreateSharedHandle
来获取共享句柄

通过调用

ID3D11Device2:：OpenSharedResource1

在后台线程的辅助资源集中打开此共享纹理

获取此纹理的关键帧互斥体（

IDXGIKeyedMutex:：AcquireSync

），从中创建渲染目标（

ID2D1Factory2:：CreateDxgiSurfaceRenderTarget

），在其上绘制并释放互斥体（

IDXGIKeyedMutex:：ReleaseSync

）

在主线程上，在主资源集中，获取互斥体并从步骤2中创建的纹理创建共享位图，绘制此位图，然后释放互斥体

注意，互斥锁是必要的。不这样做会导致一些隐藏的DirectX调试错误消息，以及错误的操作甚至崩溃