DiligentEngine中实现D3D11与D3D9纹理共享的技术方案

在Windows平台的图形编程中，有时需要在不同版本的Direct3D之间共享纹理资源。本文将详细介绍如何在DiligentEngine中实现D3D11与D3D9之间的纹理共享，特别是针对WPF应用程序中D3DImage作为渲染目标的使用场景。

技术背景

Direct3D提供了跨版本共享纹理资源的机制，通过D3D11_RESOURCE_MISC_SHARED标志可以实现D3D11与D3D9之间的纹理共享。这种技术在需要将DiligentEngine渲染结果集成到WPF等托管UI框架时特别有用。

实现方案

核心思路

1. 在D3D11中创建带有共享标志的纹理
2. 获取纹理的共享句柄
3. 在D3D9中使用该句柄创建对应的纹理资源
4. 将D3D9纹理绑定到WPF的D3DImage

具体实现步骤

1. 创建D3D11共享纹理

首先需要创建一个支持共享的D3D11纹理。在DiligentEngine中，可以通过原生D3D11接口创建纹理，然后附加到Diligent纹理对象：

// 创建D3D11共享纹理
ID3D11Texture2D* pD3D11Texture = nullptr;
D3D11_TEXTURE2D_DESC desc = {};
desc.Width = width;
desc.Height = height;
desc.MipLevels = 1;
desc.ArraySize = 1;
desc.Format = DXGI_FORMAT_B8G8R8A8_UNORM;
desc.SampleDesc.Count = 1;
desc.Usage = D3D11_USAGE_DEFAULT;
desc.BindFlags = D3D11_BIND_RENDER_TARGET | D3D11_BIND_SHADER_RESOURCE;
desc.MiscFlags = D3D11_RESOURCE_MISC_SHARED;

HRESULT hr = pD3D11Device->CreateTexture2D(&desc, nullptr, &pD3D11Texture);

// 将D3D11纹理附加到Diligent纹理对象
TextureD3D11Impl* pDiligentTexture = nullptr;
RefCntAutoPtr<ITexture> spTexture;
pRenderDeviceD3D11->CreateTexture2DFromD3DResource(pD3D11Texture, RESOURCE_STATE_UNDEFINED, &spTexture);

2. 获取共享句柄

创建共享纹理后，需要获取其共享句柄供D3D9使用：

// 获取共享句柄
IDXGIResource* pDXGIResource = nullptr;
HANDLE sharedHandle = nullptr;
pD3D11Texture->QueryInterface(__uuidof(IDXGIResource), (void**)&pDXGIResource);
pDXGIResource->GetSharedHandle(&sharedHandle);
pDXGIResource->Release();

3. 在D3D9中创建共享纹理

使用获取的共享句柄在D3D9中创建对应的纹理资源：

// 在D3D9中创建共享纹理
IDirect3DTexture9* pD3D9Texture = nullptr;
HRESULT hr = pD3D9Device->CreateTexture(
    width, height, 1,
    D3DUSAGE_RENDERTARGET,
    D3DFMT_A8R8G8B8,
    D3DPOOL_DEFAULT,
    &pD3D9Texture,
    &sharedHandle);

4. 绑定到WPF的D3DImage

最后将D3D9纹理绑定到WPF的D3DImage，实现渲染结果的显示：

// 在WPF中设置D3DImage的后缓冲区
D3DImage d3dImage = new D3DImage();
d3dImage.Lock();
d3dImage.SetBackBuffer(D3DResourceType.IDirect3DSurface9, pD3D9Surface);
d3dImage.Unlock();

注意事项

1. 格式兼容性：共享纹理必须使用双方都支持的格式，推荐使用BGRA8_UNORM或RGBA8_UNORM。

2. 资源限制：

   • 必须是2D纹理
   • 只能有1个mip级别
   • 必须使用默认用法(DEFAULT usage)
   • 不支持MSAA
   • 必须设置RENDER_TARGET和SHADER_RESOURCE绑定标志

3. 性能考虑：跨API共享会引入一定的性能开销，应尽量避免每帧都进行资源共享操作。

4. 线程安全：WPF的UI线程和渲染线程需要正确处理同步问题。

替代方案

如果上述方法遇到兼容性问题，还可以考虑以下替代方案：

1. 使用共享内存：通过系统内存拷贝方式实现数据共享，虽然效率较低但兼容性最好。

2. 使用DXGI表面共享：对于D3D11和D3D10.1之间的共享，DXGI提供了更高效的共享机制。

3. 使用中间渲染目标：先渲染到D3D11纹理，再拷贝到D3D9共享纹理。

总结

通过D3D11的共享纹理功能，我们可以在DiligentEngine和WPF之间建立高效的渲染通道。这种技术特别适合需要在托管UI框架中嵌入高性能3D渲染的场景。实现时需要注意资源创建的参数设置和跨API调用的正确性，以确保渲染结果的正确显示和良好的性能表现。