GDI与Direct2D

Question

我现在正在编写一个模拟程序，我想将我的应用程序从使用GDI移植到使用Direct2D。但是我的Direct2D代码比GDI代码慢得多。

我在屏幕上渲染了很多椭圆。在我的GDI应用程序中，我绘制到一个内存设备上下文，然后使用BitBlt在windows设备上下文上绘制。使用Direct2D，我可以在ID2D1HwndRenderTarget上绘制。

我的问题是，当使用GDI时，我可以很容易地绘制400+椭圆，并且仍然有400fps。当我用Direct2D做相同数量的椭圆时，我的FPS下降到30FPS。

我已经关闭了抗锯齿，但它并没有真正的帮助。有趣的是，与GDI相比，在Direct2D中只绘制几个省略号的速度更快。我可以做些什么来提高Direct2D的性能，或者我应该让我的应用程序继续使用GDI？

下面是我使用GDI的绘图代码：

VOID Begin() {
    SelectObject(this->MemDeviceContext, this->MemoryBitmap);
    this->BackgroundBrush = CreateSolidBrush(this->BackgroundColor);
    HBRUSH OldBrush = (HBRUSH)SelectObject(this->MemDeviceContext, this->BackgroundBrush);
    Rectangle(this->MemDeviceContext, -1, -1, 801, 601);
    SelectObject(this->MemDeviceContext, OldBrush);
    DeleteObject(this->BackgroundBrush);
    SetViewportOrgEx(this->MemDeviceContext, 400, 300, &this->OldOrigin);
}
VOID End() {
    SetViewportOrgEx(this->MemDeviceContext, this->OldOrigin.x, this->OldOrigin.y, 0);
    BitBlt(this->DeviceContext, 0, 0, 800, 600, this->MemDeviceContext, 0, 0, SRCCOPY);
}

在我的Begin和End函数之间，我用标准的GDI方法绘制省略号。

下面是我使用Direct2D的开始和结束函数：

VOID BeginDrawing() {
    this->RenderTarget->BeginDraw();
    RenderTarget->Clear(D2D1::ColorF(D2D1::ColorF::CornflowerBlue));
    RenderTarget->SetTransform(this->ScalingMatrix * this->TranslateMatrix);
}
VOID EndDrawing() {
    this->RenderTarget->EndDraw();
}

下面是我如何设置我的Direct2D界面。它都包装在类中；这就是我不能发布完整代码的原因：

    if(D2D1CreateFactory(D2D1_FACTORY_TYPE_SINGLE_THREADED, &Direct2DFactory) != S_OK)
        throw std::runtime_error("RENDERWINDOW::InitializeDirect2D: Failed to create a factory interface.");
    RECT WindowRect;
    memset(&WindowRect, 0, sizeof(RECT));
    GetClientRect(this->WndHandle, &WindowRect);
    D2D1_SIZE_U WindowSize = D2D1::SizeU(WindowRect.right, WindowRect.bottom);
    Direct2DFactory->CreateHwndRenderTarget(D2D1::RenderTargetProperties(D2D1_RENDER_TARGET_TYPE_HARDWARE), 
    D2D1::HwndRenderTargetProperties(this->WndHandle, WindowSize, D2D1_PRESENT_OPTIONS_IMMEDIATELY), &RenderTarget);

提前谢谢你。

Answer 1

不久前，由于性能低下，我拒绝将渲染代码从GDI迁移到Direct2D。据我从谷歌了解到，Direct2D的性能取决于驱动程序和硬件优化，你不应该期望在不同的硬件上有相同的速度。GDI已经相当老了，几乎在任何地方都能正常工作。

我必须说，我曾尝试使用它来绘制简单的几何图元，而Direct2D似乎是一个更健壮的库，也许在复杂的场景中可以提高性能，但这不是我的情况。

如果你需要更高质量的GDI性能--试着直接使用OpenGL或Direct3D。

这是一个相关的问题：Is TDirect2DCanvas slow or am I doing something wrong?

Answer 2

第一次尝试Direct2D的一个常见错误是，开发人员没有正确地缓存D2D资源，而是过于频繁地创建和销毁资源。如果所有椭圆的大小相似，则应该创建并缓存此椭圆对象一次。如果您有30种不同的大小/形状，只需为所有30种大小/形状创建一次椭圆版本。这极大地提高了Direct2D的速度。矩形和所有其他原语也是如此。扩展缓存对象而不是重复创建/销毁也是一些方案的一种解决方案，如果原语存在太多变化，尽管使用原生大小的资源是理想的，并且存储卡有相当大的内存来存储资源。

Gdi椭圆看起来绝对可怕，直接使用Direct3D相当复杂，特别是对于椭圆、大多边形和高级基元。通过正确使用Direct2D，您应该能够获得良好的速度和高质量的渲染。

Answer 3

我正在研究d2d。基本上它比gdi快2到3倍，如果你停留在基本绘图上的话。绘制线条，矩形，椭圆，..比如RenderTarget->DrawLine。在全局上，直接在渲染目标上绘制比gdi快2倍3倍。此外，不要忘记在d2d后台缓冲区而不是hwnd上绘制。这与使用GDI位图后台缓冲区但使用direct2d资源的过程完全相同。

如果要使用高级d2d对象，如几何体，这是另一回事。

例如，如果不创建矩形的变换几何图形的实例，则无法移动此矩形。

D2D资源是不可变的，尽管它们是在cpu级别管理的，但您不能修改源形状并只绘制它。您必须为每个平移、旋转创建此形状的副本...

如果你使用像paint这样的应用程序绘图，这不是一个大问题...但是如果你想使用一个实时系统，有大量的图形，鼠标点击测试，缩放，滚动等。然后，这可能会在性能上造成漏洞。

在我的测试中，我(在调试模式下)大约需要0.5s来转换/平移一个源几何体1000000次。

代码测试示例：

void TestGeometryPerf() { //1000000 = 0.35s/0.45s (in msvc 2019 debug mode)
    ID2D1RectangleGeometry *r;
    ID2D1TransformedGeometry *t;
    D2D1_RECT_F rect = D2D1::RectF(0, 0, 1, 1);
    D2D1::Matrix3x2F matrix = D2D1::Matrix3x2F::Translation(10,10);

    //create geometry source
    m_factory->CreateRectangleGeometry(rect, &r);

    for(int x = 0; x < 1000000; x++) {

        //create a transformed geometry from geometry source
        m_factory->CreateTransformedGeometry(r, matrix, &t);
        if( t->Release() != 0) {
            throw;
        }

    }
    if( r->Release() != 0) {
        throw;
    }
}