Dru*_*Dru 7 3d graphics operating-system 2d
经过多年使用和编程计算机后，我意识到实际在屏幕上绘制的软件堆栈对我来说大多是个谜。
我研究了一些嵌入式 LCD GUI 应用程序，我认为这提供了一些关于简化堆栈的线索，但像 Windows 操作系统这样的东西的整体情况仍然模糊不清。
据我所知：
下一个级别 2 是 2D/3D 图形库（其中小部件/单屏体验有限）。较低级别似乎提供了表示屏幕上像素的缓冲区或内存范围。图形库对此进行了抽象，因此您可以调用 DrawText("text", 10, 10, "font") 之类的函数，它会以正确的方式为您设置像素。
下一级将是操作系统的魔力。windows/buttons/forms/WPF/etc 在内存中创建，然后路由到适当的驱动程序，同时也被定向到屏幕的某个部分？
但是像 Windows 这样的东西是如何真正工作的呢？
不过对我来说最大的谜团是当你进入窗户的时候。您可以同时运行草图、Visual Studio 和 FPS 游戏，并能够在它们之间切换，或者在某些情况下将它们平铺在屏幕上，或者然后分布在多个屏幕上。这是如何跟踪和呈现的？每一个都必须在后台运行，操作系统必须说明哪个图形管道应该连接到屏幕的哪个部分。Windows 怎么会说这部分屏幕是 3D 游戏，而这部分是 2D WPF 应用程序等？
最重要的是，您在一个应用程序中使用了 DirectX，在另一个应用程序中使用了 Qt。我记得有多个游戏或应用程序运行使用相同的技术，那么它是如何工作的？从我所看到的，您将拥有应用程序-> 图形库（DirectX、WPF 等）-> 帧缓冲区-> Windows 控制器（此帧缓冲区应缩放到屏幕的何处和哪个部分）-> 驱动程序？
最后，它只是位切换以指示哪个像素应该是什么颜色，但在到达那里的过程中这是一个非常多的切换位。
如果我启动 Visual Studio 并创建一个基本的 WPF 应用程序，当我在屏幕上放置一个按钮并点击开始时，后台会发生什么？我已经看到 VS 设计器将它放下，在 XAML 中创建它，我什至在嵌入式系统中逐个像素地手动绘制东西，但是在这两者之间会发生什么，所谓的三明治的肉？
我使用过 Android、iOS、Windows 和 Linux，它似乎是一个常见的功能，但我从来没有看到或听到过对我上面概述的背后的解释，我只是有一点受过教育的猜测。
有没有人能够阐明这是如何工作的？
假设 x86，VGA 内存映射到最低 1 MiB 的标准视频缓冲区地址（文本模式为 0x000B8000，图形模式为 0x000A0000）。还有许多 VGA 寄存器控制卡的行为。有两种广泛使用的视频模式：模式 0x12（16 色 640x480）和模式 0x13（256 色 320x200）。模式 0x12 涉及使用 VGA 寄存器切换平面（蓝、绿、红、白），而模式 0x13 涉及使用 VGA 寄存器可以修改的 256 色调色板。
通常，依赖 VGA 的操作系统会在启动时使用 BIOS 设置模式，或者在运行时写入适当的 VGA 寄存器（如果它知道自己在做什么）。要绘制到屏幕上，视频驱动程序要么简单地写入视频内存（模式 0x13），要么将其与写入 VGA 寄存器（模式 0x12）结合起来。
目前使用的大多数卡仍然（部分）兼容 VGA。
几年后，VESA 发明了“VESA BIOS 扩展”，这是视频卡的标准接口，允许更高的分辨率和更大的颜色深度。视频内存通过两种不同的方式公开：存储模式和线性帧缓冲区。存储区模式会将视频内存的一小部分暴露给低地址 (0x000A0000)，并且视频驱动程序几乎每次更新屏幕时都需要切换存储区。线性帧缓冲区是一种更方便的解决方案，它将整个视频内存映射到非标准高地址。
在启动期间，操作系统将调用 VBE 接口来查询支持的模式并设置最方便的模式，或者它会绕过 VBE 接口并直接写入所需的视频硬件寄存器（如果它知道自己在做什么）。在分组模式和线性帧缓冲区之间，视频驱动程序将写入视频内存映射到的指定内存地址。
目前使用的大多数卡仍然（部分）兼容 VBE。
最现代的视频接口通常没有 VGA 和/或 VBE 那样广泛记录。然而，视频内存仍然映射到一个地址，而硬件寄存器和/或缓冲区包含有关图形卡行为的可修改信息。不同之处在于接口不再标准化，现在先进的操作系统需要为每个显卡使用不同的驱动程序。