將 EGL 程式碼與 DXGI 和 Direct3D 進行比較

發行項
04/05/2024

重要 API

DirectX 圖形介面 (DXGI) 和多個 Direct3D API 的作用與 EGL 相同。本主題可協助您從 EGL 的觀點瞭解 DXGI 和 Direct3D 11。

DXGI 和 Direct3D，例如 EGL，提供設定圖形資源的方法、取得著色器要繪製的轉譯內容，以及在視窗中顯示結果。不過，DXGI 和 Direct3D 有更多的選項，而且在從 EGL 移植時需要更多努力才能正確設定。

注意：本指引是依據 Khronos Group 的 EGL 1.4 開放規格，可在此處找到：Khronos Native Platform Graphics Interface (EGL 版本 1.4 - April 6, 2011) [PDF]。本指引並未涵蓋其他平台和開發語言特定語法的差異。

DXGI 和 Direct3D 相比如何？

與 DXGI 和 Direct3D 相比，EGL 的一大優點是開始繪製到視窗表面相對簡單。這是因為 OpenGL ES 2.0，因此 EGL 是多個平台提供者所實作的規格，而 DXGI 和 Direct3D 是硬體廠商驅動程式必須符合的單一參考。這意味著 Microsoft 必須實作一組 API，以支援盡可能廣泛的供應商功能，而不是專注於特定供應商提供的功能子集，或將供應商特定的設定命令結合到更簡單的 API 中。另一方面，Direct3D 會提供一組 API，涵蓋了非常廣泛的圖形硬體平台和功能層級，並為具有該平台經驗的開發人員提供了更大的靈活性。

如同 EGL，DXGI 和 Direct3D 也提供下列行為的 API：

取得、讀取和寫入畫面緩衝區 (在 DXGI 中稱為「交換鏈」)。
將畫面緩衝區與 UI 視窗產生關聯。
取得和設定要在其中繪製的轉譯內容。
針對特定轉譯內容向圖形管線發出命令。
建立和管理著色器資源，並將其與轉譯內容產生關聯。
轉譯為特定的轉譯目標 (例如紋理)。
使用圖形資源轉譯的結果來更新視窗的顯示介面。

若要查看設定圖形管線的基本 Direct3D 程式，請參閱 Microsoft Visual Studio 2015 中的 DirectX 11 應用程式 (通用 Windows) 範本。其中的基本轉譯類別為設定 Direct3D 11 圖形基礎結構和配置基本資源，以及支援通用 Windows 平台 (UWP) 應用功能 (例如螢幕旋轉) 提供了良好的基準。

相對於 Direct3D 11，EGL 的 API 非常少，如果您不熟悉該平台特有的命名和術語，那麼瀏覽後者可能會是一項挑戰。以下是協助您取得導向的簡單概觀。

首先，檢閱 Direct3D 介面對應的基本 EGL 物件：

EGL 抽象化	類似的 Direct3D 表示法
EGLDisplay	在 Direct3D (對於 UWP 應用程式) 中，顯示控制代碼是透過 Windows::UI::CoreWindow API (或公開 HWND 的 ICoreWindowInterop) 取得的。介面卡和硬體設定分別透過 IDXGIAdapter 和 IDXGIDevice1 介面進行設定。
EGLSurface	在 Direct3D 中，緩衝區和其他視窗資源 (可見或螢幕外) 由特定 DXGI 介面建立和設定，包括 IDXGIFactory2 (用於取得 DXGI 資源的工廠模式實作，例如 IDXGISwapChain1 (顯示緩衝區)。代表圖形裝置及其資源的 ID3D11Device1 透過 D3D11Device::CreateDevice 取得。針對轉譯目標，請使用 ID3D11RenderTargetView 介面。
EGLContext	在 Direct3D 中，您可以使用 ID3D11DeviceContext1 介面設定命令並向圖形管道發出命令。
EGLConfig	在 Direct3D 11 中，您可以使用 ID3D11Device1 介面上的方法建立和設定圖形資源，例如緩衝區、紋理、樣板和著色器。

現在，以下是為 UWP 應用程式設定簡單圖形顯示、資源和內容的最基本程序。

透過呼叫 CoreWindow::GetForCurrentThread 來取得應用程式核心 UI 執行緒的 CoreWindow 物件的控制代碼。
對於 UWP 應用程，使用 IDXGIFactory2::CreateSwapChainForCoreWindow 從 IDXGIAdapter2 取得交換鏈，並將其傳遞給您在步驟 1 中獲得的 CoreWindow 參考。您會在傳回中取得 IDXGISwapChain1 執行個體。將其範圍設定為轉譯器物件及其轉譯執行緒。
透過呼叫 D3D11Device::CreateDevice 方法取得 ID3D11Device1 和 ID3D11DeviceContext1 執行個體。將它們範圍限定於轉譯器物件。
使用轉譯器的 ID3D11Device1 物件上的方法建立著色器、紋理和其他資源。
使用轉譯器的 ID3D11DeviceContext1 物件上的方法定義緩衝區、執行著色器並管理管道階段。
當管線執行完畢並且一畫面被繪製到後端緩衝區時，使用 IDXGISwapChain1::Present1 將其呈現到螢幕上。

若要更詳細地檢查此程序，請檢閱 DirectX 圖形使用者入門。本文的其餘部分涵蓋基本圖形管線設定和管理的許多常見步驟。

注意：Windows 桌面應用程式具有不同的 API 用於取得 Direct3D 交換鏈，例如 D3D11Device::CreateDeviceAndSwapChain，且不使用 CoreWindow 物件。

取得顯示視窗

在此範例中，eglGetDisplay 會針對 Microsoft Windows 平台專屬的視窗資源傳遞 HWND。其他平台，例如 Apple 的 iOS (Cocoa) 和 Google 的 Android，有不同的控制代碼或視窗資源的參考，而且可能完全有不同的呼叫語法。取得顯示器之後，您可以將其初始化、設定偏好的設定，並使用您可以繪製的後端衝區來建立表面。

取得顯示器，並使用 EGL. 進行設定。

// Obtain an EGL display object.
EGLDisplay display = eglGetDisplay(GetDC(hWnd));
if (display == EGL_NO_DISPLAY)
{
  return EGL_FALSE;
}

// Initialize the display
if (!eglInitialize(display, &majorVersion, &minorVersion))
{
  return EGL_FALSE;
}

// Obtain the display configs
if (!eglGetConfigs(display, NULL, 0, &numConfigs))
{
  return EGL_FALSE;
}

// Choose the display config
if (!eglChooseConfig(display, attribList, &config, 1, &numConfigs))
{
  return EGL_FALSE;
}

// Create a surface
surface = eglCreateWindowSurface(display, config, (EGLNativeWindowType)hWnd, NULL);
if (surface == EGL_NO_SURFACE)
{
  return EGL_FALSE;
}

在 Direct3D 中，UWP 應用程式的主視窗由 CoreWindow 物件表示，可以透過呼叫 CoreWindow::GetForCurrentThread，做為為 Direct3D 建構的「檢視提供者」初始化程序的一部分，從應用程式物件取得該物件。 (如果使用 Direct3D-XAML Interop，則使用 XAML 架構的檢視提供者。) 如何設定應用程式以顯示檢視中介紹了建立 Direct3D 檢視提供者的程序。

取得 Direct3D 的 CoreWindow。

CoreWindow::GetForCurrentThread();

取得 CoreWindow 參考後，必須啟用視窗，這會執行主物件的 Run 方法並開始視窗事件處理。之後，建立 ID3D11Device1 和 ID3D11DeviceContext1，並使用它們來取得基本 IDXGIDevice1 和 IDXGIAdapter，以便您可以獲得 IDXGIFactory2 物件，以依據 DXGI_SWAP_CHAIN_DESC1 設定建立交換鏈資源。

在適用於 Direct3D 的 CoreWindow 上設定 DXGI 交換鏈結。

// Called when the CoreWindow object is created (or re-created).
void SimpleDirect3DApp::SetWindow(CoreWindow^ window)
{
  // Register event handlers with the CoreWindow object.
  // ...

  // Obtain your ID3D11Device1 and ID3D11DeviceContext1 objects
  // In this example, m_d3dDevice contains the scoped ID3D11Device1 object
  // ...

  ComPtr<IDXGIDevice1>  dxgiDevice;
  // Get the underlying DXGI device of the Direct3D device.
  m_d3dDevice.As(&dxgiDevice);

  ComPtr<IDXGIAdapter> dxgiAdapter;
  dxgiDevice->GetAdapter(&dxgiAdapter);

  ComPtr<IDXGIFactory2> dxgiFactory;
  dxgiAdapter->GetParent(
    __uuidof(IDXGIFactory2), 
    &dxgiFactory);

  DXGI_SWAP_CHAIN_DESC1 swapChainDesc = {0};
  swapChainDesc.Width = static_cast<UINT>(m_d3dRenderTargetSize.Width); // Match the size of the window.
  swapChainDesc.Height = static_cast<UINT>(m_d3dRenderTargetSize.Height);
  swapChainDesc.Format = DXGI_FORMAT_B8G8R8A8_UNORM; // This is the most common swap chain format.
  swapChainDesc.Stereo = false;
  swapChainDesc.SampleDesc.Count = 1; // Don't use multi-sampling.
  swapChainDesc.SampleDesc.Quality = 0;
  swapChainDesc.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT;
  swapChainDesc.BufferCount = 2; // Use double-buffering to minimize latency.
  swapChainDesc.SwapEffect = DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_SEQUENTIAL; // All UWP apps must use this SwapEffect.
  swapChainDesc.Flags = 0;

  // ...

  Windows::UI::Core::CoreWindow^ window = m_window.Get();
  dxgiFactory->CreateSwapChainForCoreWindow(
    m_d3dDevice.Get(),
    reinterpret_cast<IUnknown*>(window),
    &swapChainDesc,
    nullptr, // Allow on all displays.
    &m_swapChainCoreWindow);
}

準備好畫面後呼叫 IDXGISwapChain1::Present1 方法以顯示它。

請注意，在 Direct3D 11 中，不存在與 EGLSurface 相同的抽象化。 (有IDXGISurface1，但使用方式不同。) 最接近的概念近似是 ID3D11RenderTargetView 物件，我們用它來指派紋理 (ID3D11Texture2D) 做為著色器管線將繪製到的後端緩衝區。

在 Direct3D 11 中設定交換鏈結的後端緩衝區

ComPtr<ID3D11RenderTargetView>    m_d3dRenderTargetViewWin; // scoped to renderer object

// ...

ComPtr<ID3D11Texture2D> backBuffer2;
    
m_swapChainCoreWindow->GetBuffer(0, IID_PPV_ARGS(&backBuffer2));

m_d3dDevice->CreateRenderTargetView(
  backBuffer2.Get(),
  nullptr,
    &m_d3dRenderTargetViewWin);

最佳做法是在建立視窗或變更大小時呼叫此程式碼。在轉譯期間，在設定任何其他子資源 (例如頂點緩衝區或著色器) 之前，使用 ID3D11DeviceContext1::OMSetRenderTargets 設定轉譯目標檢視。

// Set the render target for the draw operation.
m_d3dContext->OMSetRenderTargets(
        1,
        d3dRenderTargetView.GetAddressOf(),
        nullptr);

建立轉譯內容

在 EGL 1.4 中，「顯示」代表一組視窗資源。一般而言，您可以藉由提供一組屬性給顯示物件並取得介面來傳回，來設定顯示器的「表面」。您可以建立內容來顯示介面的內容，方法是建立該內容並將它繫結至介面和顯示器。

呼叫流程通常如下所示：

使用顯示或視窗資源的控制代碼呼叫 eglGetDisplay，並取得顯示物件。
使用 eglInitialize 初始化顯示。
取得可用的顯示設定，並使用 eglGetConfigs 和 eglChooseConfig 選取一個。
使用 eglCreateWindowSurface 建立視窗表面。
使用 eglCreateContext 建立繪圖的顯示內容。
使用 eglMakeCurrent 將顯示內容繫結至顯示器和介面。

在上一節中，我們建立了 EGLDisplay 和 EGLSurface，現在我們使用 EGLDisplay 建立內容並將該內容與顯示關聯起來，使用設定的 EGLSurface 來參數化輸出。

使用 EGL 1.4 取得轉譯內容

// Configure your EGLDisplay and obtain an EGLSurface here ...
// ...

// Create a drawing context from the EGLDisplay
context = eglCreateContext(display, config, EGL_NO_CONTEXT, contextAttribs);
if (context == EGL_NO_CONTEXT)
{
  return EGL_FALSE;
}   
   
// Make the context current
if (!eglMakeCurrent(display, surface, surface, context))
{
  return EGL_FALSE;
}

Direct3D 11 中的轉譯內容由 ID3D11Device1 物件表示，該物件表示介面卡並允許您建立 Direct3D 資源，例如緩衝區和著色器；以及 ID3D11DeviceContext1 物件，該物件允許您管理圖形管線並執行著色器。

請注意 Direct3D 功能層級！這些是用來支援從 DirectX 9.1 到 DirectX 11 的舊版 Direct3D 硬體平台。許多使用低功耗圖形硬體的平台 (例如平板電腦) 只能存取 DirectX 9.1 功能，而較舊的支援圖形硬體可能是 9.1 到 11。

使用 DXGI 和 Direct3D 建立轉譯內容


// ... 

UINT creationFlags = D3D11_CREATE_DEVICE_BGRA_SUPPORT;
ComPtr<IDXGIDevice> dxgiDevice;

D3D_FEATURE_LEVEL featureLevels[] = 
{
        D3D_FEATURE_LEVEL_11_1,
        D3D_FEATURE_LEVEL_11_0,
        D3D_FEATURE_LEVEL_10_1,
        D3D_FEATURE_LEVEL_10_0,
        D3D_FEATURE_LEVEL_9_3,
        D3D_FEATURE_LEVEL_9_2,
        D3D_FEATURE_LEVEL_9_1
};

// Create the Direct3D 11 API device object and a corresponding context.
ComPtr<ID3D11Device> device;
ComPtr<ID3D11DeviceContext> d3dContext;

D3D11CreateDevice(
  nullptr, // Specify nullptr to use the default adapter.
  D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE,
  nullptr,
  creationFlags, // Set debug and Direct2D compatibility flags.
  featureLevels, // List of feature levels this app can support.
  ARRAYSIZE(featureLevels),
  D3D11_SDK_VERSION, // Always set this to D3D11_SDK_VERSION for UWP apps.
  &device, // Returns the Direct3D device created.
  &m_featureLevel, // Returns feature level of device created.
  &d3dContext // Returns the device immediate context.
);

繪圖到紋理或 pixmap 資源

若要使用 OpenGL ES 2.0 繪製到紋理，請設定像素緩衝區或 PBuffer。成功設定並為其建立 EGLSurface 之後，您可以使用轉譯內容提供它，並執行著色器管線來繪製到紋理中。

使用 OpenGL ES 2.0 繪製到像素緩衝區

// Create a pixel buffer surface to draw into
EGLConfig pBufConfig;
EGLint totalpBufAttrs;

const EGLint pBufConfigAttrs[] =
{
    // Configure the pBuffer here...
};
 
eglChooseConfig(eglDsplay, pBufConfigAttrs, &pBufConfig, 1, &totalpBufAttrs);
EGLSurface pBuffer = eglCreatePbufferSurface(eglDisplay, pBufConfig, EGL_TEXTURE_RGBA);

在 Direct3D 11 中，您會建立 ID3D11Texture2D 資源，並將其設為轉譯目標。使用 D3D11_RENDER_TARGET_VIEW_DESC 設定轉譯目標。當您使用此轉譯目標呼叫 ID3D11DeviceContext::Draw 方法 (或裝置內容上類似的 Draw* 操作) 時，結果將繪製到紋理中。

使用 Direct3D 11 繪製到紋理

ComPtr<ID3D11Texture2D> renderTarget1;

D3D11_RENDER_TARGET_VIEW_DESC renderTargetDesc = {0};
// Configure renderTargetDesc here ...

m_d3dDevice->CreateRenderTargetView(
  renderTarget1.Get(),
  nullptr,
  &m_d3dRenderTargetViewWin);

// Later, in your render loop...

// Set the render target for the draw operation.
m_d3dContext->OMSetRenderTargets(
        1,
        d3dRenderTargetView.GetAddressOf(),
        nullptr);

如果此紋理與 ID3D11ShaderResourceView 關聯，則可以將紋理傳遞給著色器。

繪製到螢幕

一旦您使用 EGLContext 來設定緩衝區並更新您的資料，您就會執行繫結至該緩衝區的著色器，並使用 glDrawElements 將結果繪製到後端緩衝區。您可以呼叫 eglSwapBuffers 來顯示後端緩衝區。

開啟 GL ES 2.0：繪製到螢幕。

glDrawElements(GL_TRIANGLES, renderer->numIndices, GL_UNSIGNED_INT, 0);

eglSwapBuffers(drawContext->eglDisplay, drawContext->eglSurface);

在 Direct3D 11 中，您會設定緩衝區，並使用 IDXGISwapChain::Present1 繫結著色器。然後，您呼叫 ID3D11DeviceContext1::Draw* 方法之一來執行著色器，並將結果繪製至設定為交換鏈後端緩衝區的轉譯目標。之後，您只要呼叫 IDXGISwapChain::Present1，即可將後端緩衝區呈現至顯示器。

Direct3D 11：繪製到螢幕。


m_d3dContext->DrawIndexed(
        m_indexCount,
        0,
        0);

// ...

m_swapChainCoreWindow->Present1(1, 0, &parameters);

釋放圖形資源

在 EGL 中，您會將 EGLDisplay 傳遞至 eglTerminate 來釋放視窗資源。

使用 EGL 1.4 終止顯示

EGLBoolean eglTerminate(eglDisplay);

在 UWP 應用程式中，可以使用 CoreWindow::Close 關閉 CoreWindow，但這只能用於輔助 UI 視窗。無法關閉主要 UI 執行緒及其相關聯的 CoreWindow；相反地，作業系統會過期。但是，當輔助 CoreWindow 關閉時，會引發 CoreWindow::Closed 事件。

EGL 到 Direct3D 11 的 API 參考對應

EGL API	類似的 Direct3D 11 API 或行為
eglBindAPI	N/A。
eglBindTexImage	呼叫 ID3D11Device::CreateTexture2D 以設定 2D 紋理。
eglChooseConfig	Direct3D 不提供一組預設畫面緩衝區設定。交換鏈結的設定
eglCopyBuffers	若要複製緩衝區資料，請呼叫 ID3D11DeviceContext::CopyStructureCount。若要複製資源，請呼叫ID3DDeviceCOntext::CopyResource。
eglCreateContext	透過呼叫 D3D11CreateDevice 來建立 Direct3D 裝置內容，這會傳回 Direct3D 裝置的控制代碼和預設的 Direct3D 直接內容 (ID3D11DeviceContext1 物件)。您也可以透過在傳回的 ID3D11Device1 物件上呼叫 ID3D11Device2::CreateDeferredContext 來建立 Direct3D 延遲內容。
eglCreatePbufferFromClientBuffer	所有緩衝區都會讀取並寫入為 Direct3D 子資源，例如 ID3D11Texture2D。使用 ID3D11DeviceContext1:CopyResource 等方法從一種相容的子資源類型，複製到另一種相容的子資源類型。
eglCreatePbufferSurface	若要建立沒有交換鏈結的 Direct3D 裝置，請呼叫靜態 D3D11CreateDevice 方法。針對 Direct3D 轉譯目標檢視，請呼叫 ID3D11Device::CreateRenderTargetView。
eglCreatePixmapSurface	若要建立沒有交換鏈結的 Direct3D 裝置，請呼叫靜態 D3D11CreateDevice 方法。針對 Direct3D 轉譯目標檢視，請呼叫 ID3D11Device::CreateRenderTargetView。
eglCreateWindowSurface	包含一個 IDXGISwapChain1 (用於顯示緩衝區) 和一個 ID3D11Device1 (用於圖形裝置及其資源的虛擬介面)。使用 ID3D11Device1 定義 ID3D11RenderTargetView，您可以使用它來建立提供給 IDXGISwapChain1 的畫面緩衝區。
eglDestroyContext	N/A。使用 ID3D11DeviceContext::DiscardView1 來清除轉譯目標檢視。若要關閉上層 ID3D11DeviceContext1，請將執行個體設為 null 並等待平台回收其資源。您無法直接終結裝置內容。
eglDestroySurface	N/A。當 UWP 應用程式的 CoreWindow 由平台關閉時，會清除圖形資源。
eglGetCurrentDisplay	呼叫 CoreWindow::GetForCurrentThread 以取得目前主要應用程式視窗的參考。
eglGetCurrentSurface	這是目前的 ID3D11RenderTargetView。一般而言，這會限定於您的轉譯器物件。
eglGetError	錯誤會以 DirectX 介面上大部分方法所傳回的 HRESULT 來取得。如果方法未傳回 HRESULT，請呼叫 GetLastError。若要將系統錯誤轉換成 HRESULT 值，請使用 HRESULT_FROM_WIN32 巨集。
eglInitialize	呼叫 CoreWindow::GetForCurrentThread 以取得目前主要應用程式視窗的參考。
eglMakeCurrent	使用 ID3D11DeviceContext1::OMSetRenderTargets 設定繪製目前內容的轉譯目標。
eglQueryContext	N/A。但是，您可以從 ID3D11Device1 執行個體取得轉譯目標以及一些設定資料。 (請參閱可用方法清單的連結。)
eglQuerySurface	N/A。但是，您可以透過 ID3D11Device1 執行個體上的方法，來取得有關視窗和目前圖形硬體的資料。 (請參閱可用方法清單的連結。)
eglReleaseTexImage	N/A。
eglReleaseThread	如需一般 GPU 多執行緒，請閱讀多執行緒。
eglSurfaceAttrib	使用 D3D11_RENDER_TARGET_VIEW_DESC 設定 Direct3D 轉譯目標檢視，
eglSwapBuffers	使用 IDXGISwapChain1::Present1。
eglSwapInterval	請參閱 IDXGISwapChain1。
eglTerminate	用來顯示圖形管線輸出的 CoreWindow 是由作業系統所管理。
eglWaitClient	針對共用介面，請使用IDXGIKeyedMutex。如需一般 GPU 多執行緒，請閱讀多執行緒。
eglWaitGL	針對共用介面，請使用IDXGIKeyedMutex。如需一般 GPU 多執行緒，請閱讀多執行緒。
eglWaitNative	針對共用介面，請使用IDXGIKeyedMutex。如需一般 GPU 多執行緒，請閱讀多執行緒。

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