控制交换链当前调用频率的正确方法是什么？

Question

我是图形渲染的新手，我正在尝试使用 D2D 和 D3D11 编写一个 win32 绘图应用程序。我使用两个重叠的屏幕外 D2D 位图来保留画布的内容，顶层位图是透明的。

每当接收到鼠标消息时，从最后一点到当前点的一条线将被渲染到顶级位图。然后我将按 Z-Order 将两个位图绘制到交换链的后台缓冲区，然后调用 Present(0, 0)。

您可能会注意到，在我的设计中，当前调用是事件驱动的。如果每 1 毫秒接收一次鼠标消息，那么在 1 秒内我将在顶层位图上渲染 1000 条折线（这很好），然后 1000 次合成两个位图，1000 次调用 Present（这是真的很糟糕，因为我只需要以 60 fps 的速度呈现）。冗余的组合调用和present调用占用了GPU最多的资源，最终Present(0, 0)阻塞了UI线程，鼠标消息上报的频率大幅降低。

int OnMouseMove(int x, int y)
{
    // ...

    // update top-level bitmap
    DrawLineTo(topLevelBitmap, x, y);

    // get back buffer
    CComPtr<IDXGISurface> dxgiBackBuffer;
    HRESULT hr = _dxgiSwapChain->GetBuffer(0, IID_PPV_ARGS(&dxgiBackBuffer));

    // Draw two bitmaps to the back buffer
    ClearBackBuffer(dxgiBackBuffer);
    DrawBimap(dxgiBackBuffer, backgroundBitmap);
    DrawBimap(dxgiBackBuffer, topLevelBitmap);

    // Present
    DXGI_PRESENT_PARAMETERS parameters = { 0 };
    _dxgiSwapChain->Present1(0, 0, &parameters);

    // ...
}

我试图找到一个可用于触发当前调用的回调，例如 macOS/iOS 上的CVDisplayLink/CADisplayLink，或者可以生成可靠回调的更高优先级的计时器，但失败了。 （WM_TIMER 的优先级相当低，所以我什至没有尝试）

另一个想法是创建一个新线程并在 while 循环中调用 present 并在每个 present 被调用后休眠 16 毫秒。但是，我不确定这是否是标准方式，并且我也担心线程安全。

// in UI thread
int OnMouseMove(int x, int y)
{
    // update top-level bitmap
    DrawLineTo(topLevelBitmap, x, y);
}


// in new thread
while(1)
{
    // get back buffer
    CComPtr<IDXGISurface> dxgiBackBuffer;
    HRESULT hr = _dxgiSwapChain->GetBuffer(0, IID_PPV_ARGS(&dxgiBackBuffer));

    // Draw two bitmaps to the back buffer
    ClearBackBuffer(dxgiBackBuffer);
    DrawBimap(dxgiBackBuffer, backgroundBitmap);
    DrawBimap(dxgiBackBuffer, topLevelBitmap);

    // Present
    DXGI_PRESENT_PARAMETERS parameters = { 0 };
    _dxgiSwapChain->Present1(0, 0, &parameters);

    sleep(16);
}

所以我的问题是分离屏幕外渲染（绘制线）和屏幕渲染（绘制位图和呈现）的正确方法是什么？

Answer 1

您应该在这里做的是使用PeekMessage 进行非阻塞事件循环，然后在获得所有窗口事件后在同一个线程上进行渲染。至于让你的 FPS 锁定在显示器的刷新率上，Present 的第一个参数是同步间隔，应该设置为 1，它会一直阻塞，直到显示器准备好显示下一帧。

例如：

while (isOpen)
{
  // Message loop
  MSG message;
  while (PeekMessage(&message, m_WindowHandle, NULL, NULL, PM_REMOVE))
  {
      TranslateMessage(&message);
      DispatchMessage(&message);
  }

  // Render
  
  DXGI_PRESENT_PARAMETERS parameters = { 0 };
  _dxgiSwapChain->Present1(1, 0, &parameters);
}

在你的窗口过程中，你应该只存储鼠标的当前位置，这样你就可以在你的渲染循环中更新它一次。