Windows7的图形架构及DX的那点事.pdf

Windows7 的图形架构与 DX 的那点事 Posted on 2010-09-03 09:07 竹印 阅读(288) 评论 (3) 编辑 收藏 所属分类: 图形 最近看了一些关 GDI/GDI+/D2D/D3D 的东东，看到几篇不错的文章，分享一下。 一： 原文链接 : 2D Drawing APIs in Windows 在 Windows 7 操作系统中，微软花费了很大的力气构建了一套新的 2D 绘图 API 。我 们称之为 Direct2D ，隶属于 DirectX 家族。这个 API 的开发填补了 Windows 图形平台的 一些缺陷。其中非常重要的一点就是普通的 2D 程序渲染不再缺乏硬件加速。而在 Windows Vista 中，我们知道 GDI 是无法进行硬件加速的。微软寄望于开发的这个 API 具 备很多现代特性。比如支持抗锯齿和 Alpha Blend 的 2D 渲染，和其它现代图形 API 交互， 服务器端渲染，诸如此类。 为了方便理解微软为何开发 Direct2D ，我们先来回顾一下当初开发 Windows 时的历史。 最初的渲染系统叫做 GDI ( 图形设备接口) ，今天仍然存在。它最初为 16 位 Windows 写就， 随后升级到 32 位 Windows (Windows 95 和 Windows NT) 。因为 GDI 是为很久以前那些计 算能力低下的计算机而开发的，所以它并没有诸如抗锯齿之类的特性，大多数 API 亦不支 持 Alpha 通道。 在 Windows 95 期间，DirectX 发布了第一版。DirectDraw 是其中最早的组件之一。当 初的本意是在硬件加速启用的情况下，开发人员可以绕过 WinG 允许，直接访问硬件。这样 的一个协议堆栈既可以和 GDI 协作，但是又真正处在同一地位。 随着图形硬件(显卡)演进，GDI 通过 DDI (设备驱动接口) 获得了硬件加速的能力。很多 视频卡实现了这些 DDI ，而通过购买一块视频卡来改善你的 Windows 性能亦成为平常之事。 接下来，Direct3D 进驻到 DirectX 2 中，当然它也创建了自己的 DDI 集。随之，视频卡开 始投入越来越多的精力来使得 3D 图形越来越快，以便维持游戏市场巨大的需求。最后导致 诞生了两个不同的领域 : 硬件加速和图形编程。前者围绕于 Direct3D 构建，后者则围绕 GDI 。 Direct3D 和 GDI 构建于不同 目标，不同位置的事实意味着它们并不能像人们期望的那 样能够良好的工作在一起。虽然实现了不少像 GetDC 这样的帮助桥接特性，但是在大量交 叉渲染的场景下它们总是存在着或这或那的一些问题。尽 如此，微软并没有移除这些待解 决的场景需求。 到了世纪之交，GDI 的限制越来越显现。微软针对这些功能缺陷做了一个 GDI 扩展， 即 GDI+ 。这些扩展提供了诸如位图操作，画笔，抗锯齿和越来越复杂的 Primitive 渲染中 不同像素深度格式，Alpha Blend 的支持。同时，GDI+ 亦包括了诸如打开 Png 和 Jpg 格式 文件的图像操作支持。然而，GDI+ 新增的全部操作都没有硬件加速支持。 GDI+ 在托管世界中非常流行，这主要得力于它是 System.Windows.Drawing 命名空间的 主力。每一个客户自定义渲染的非常漂亮的 Windows Form 程序都使用 GDI+ 来当此大任。 但是，构建于 GDI 之上的 GDI+ 同样继承了与 Direct3D 交互的所有问题。事实上，因为它 总是软渲染，在某些场景下，它会变得更糟。 当时间走到计划研发 Windows 7 时，很明显，微软需要解决很多互操作性的不足，以 及不平衡的硬件加速能力。保留现有的 API 且要达到上述目的是相当困难的事情。GDI 有 很长的历史，这需要应付海量的应用程序兼容性问题。如果要把 Alpha Blend 支持(举例) 弄 进 GDI 核心 API 集合，而且还不得罪现有的客户无异于天方夜谭。因为 GDI+ 构建 GDI 之上，旧有的陋习同样让它获得硬件加速能力变得难以实现 （文中说的GDI 没有实现 硬件加速是指在 Win7 之前，Win7 已经实现。）。 解决方案就是创建新的 API 来囊括我们想要的功能和处理互操作性问题。MIL 代码 (WPF 处理渲染的原生组件)是一个很方便的起点。它有着我们想要的