c++ - 在不将前缓冲区复制回系统内存的情况下计算 gpu 前缓冲区中像素的平均值

Question

我正准备为我的电脑构建一个流光溢彩的克隆。 为此，我需要一种方法来计算屏幕多个区域的平均颜色。

目前我发现最快的方法如下:

  pd3dDevice->CreateOffscreenPlainSurface(ddm.Width, ddm.Height, D3DFMT_A8R8G8B8, D3DPOOL_SCRATCH/*D3DPOOL_SYSTEMMEM*/, &pSurface, nullptr)
  pd3dDevice->GetFrontBufferData(0, pSurface);
  D3DLOCKED_RECT lockedRect;
  pSurface->LockRect(&lockedRect, nullptr, D3DLOCK_NO_DIRTY_UPDATE|D3DLOCK_NOSYSLOCK|D3DLOCK_READONLY);
  memcpy(pBits, (unsigned char*) lockedRect.pBits, dataLength);
  pSurface->UnlockRect();
  //calculate average over of pBits

然而，它涉及将整个前端缓冲区复制回系统内存，平均需要 33 毫秒。显然 33 毫秒远不及我需要的更新速率所需的速度，因此我正在寻找一种方法来直接在 gpu 上计算前缓冲区区域的平均值，而无需将前缓冲区复制回系统内存。

编辑:代码片段中的瓶颈是pd3dDevice->GetFrontBufferData(0, pSurface);。 memcpy 对性能没有明显影响。

编辑:

根据 user3125280 的回答，我编写了一段代码，应该占据屏幕的左上角并对其进行平均。但是结果始终为 0。我错过了什么？ 还要注意 pSurface 现在在视频内存中，因此 GetFrontBufferData 只是视频 ram 中的一个 memcpy，速度非常快。

  pd3dDevice->CreateOffscreenPlainSurface(1, 1, D3DFMT_A8R8G8B8, D3DPOOL_SCRATCH, &pAvgSurface, nullptr);
  pd3dDevice->CreateOffscreenPlainSurface(ddm.Width, ddm.Height, D3DFMT_A8R8G8B8, D3DPOOL_DEFAULT, &pSurface, nullptr);

  pd3dDevice->GetFrontBufferData(0, pSurface);

  RECT r;
  r.right = 100;
  r.bottom = 100;
  r.left = 0;
  r.top = 0;
  pd3dDevice->StretchRect(pSurface, &r, pAvgSurface, nullptr, D3DTEXF_LINEAR);

  D3DLOCKED_RECT lockedRect;
  pAvgSurface->LockRect(&lockedRect, nullptr, D3DLOCK_NO_DIRTY_UPDATE|D3DLOCK_NOSYSLOCK|D3DLOCK_READONLY);
  unsigned int color = -1;
  memcpy((unsigned char*) &color, (unsigned char*) lockedRect.pBits, 4); //FIXME there has to be a better way than memcopy
  pAvgSurface->UnlockRect();

编辑2: 显然 GetFrontBufferData 要求目标驻留在系统内存中。所以我回到原点。

编辑3: 根据this以下内容在 DX11.1 中应该是可能的:

• 创建 Direct3D 11.1 设备。 (也许更早的版本也适用——我还没有尝试过。我不确定是否有理由使用 D3D10/10.1/11 设备。)
• 找到要复制的 IDXGIOutput，调用 DuplicateOutput() 获取 IDXGIOutputDuplication 接口(interface)。
• 调用 AcquireNextFrame() 等待新帧到达。
• 处理接收到的纹理。
• 调用 ReleaseFrame()。
• 重复。

但是，由于我对 DirectX 不了解，所以很难实现它。

编辑4: Windows 8 之前的操作系统不支持 DuplicateOutput :(

编辑5: 我用经典的 GetPixel API 做了一些实验，认为它可能足够快以进行随机采样。可悲的是它不是。 GetPixel 花费的时间与 GetFrontBufferData 花费的时间相同。我猜它在内部调用了 GetFrontBufferData。

所以现在我看到两个解决方案: * 禁用 Aero 并使用 GetFrontBufferData * 切换到 Windows 8 他们两个都不是很好:(

Answer 1

这个问题实际上(显然)在游戏代码之类的地方很常见。一个有趣的解决方案如下:Efficient pixel shader sum of all pixels .这与您的具体情况特别相关，因为您可以使用较大的 mimmap 纹理来总结显示的较小部分。

Get the screen into a texture

IDirect3DTexture9* texture; // needs to be created, of course
IDirect3DSurface9* dest = NULL; // to be our level0 surface of the texture
texture->GetSurfaceLevel(0, &dest);
pD3DDevice->StretchRect(pSurface, NULL, dest, NULL, D3DTEXF_LINEAR);

然后创建一个 mipmap 链作为 here

// This code example assumes that m_d3dDevice is a
// valid pointer to a IDirect3DDevice9 interface

IDirect3DTexture9 * pMipMap;
m_pD3DDevice->CreateTexture(256, 256, 5, 0, D3DFMT_R8G8B8, 
D3DPOOL_MANAGED, &pMipMap);

当然，您不必访问底部的 mipmap(这是平均值)。您可以访问更高的几个级别以获得部分的平均值。这也很快，因为纹理 mipmapping 通常在游戏和图形中很重要。其他过滤选项也可能可用。

对于第二次编辑尝试 here - 关于 gpu mem 中纹理的内容读取方式不同，并且无法锁定，您需要使用 getrendertargetdata 或类似的东西。 This可用于将 stretchrect 表面复制到系统池中 cpu 端创建的纹理。据我所知，gpu 侧纹理/表面不能直接 memcpy。