快速多窗口渲染

Question

我已经为C#天搜索和测试不同类型的渲染库了好几周了.到目前为止,我还没有找到一个适用于多窗口渲染设置的单个库.要求是能够在12+监视器设置(财务图表)上运行程序,而无需在快速计算机上进行延迟.每个窗口需要每秒更新多次.虽然执行此CPU需要执行大量密集和时间关键任务,因此必须将一些负担转移到GPU.这就是硬件渲染的步骤,换句话说就是DirectX或OpenGL.

我已经尝试过使用Windows窗体的GDI +,并认为它对我的需求来说太慢了.我已经通过OpenTK(在Windows窗体控件上)尝试了OpenGL,它看起来相当快(我还有一些测试可以在它上面运行)但是很难正常工作(很难找到/编写好的文本渲染库).最近我通过SharpDX尝试了DirectX9,DirectX10和Direct2D以及Windows窗体.我为每个窗口尝试了一个单独的设备,并且单个设备/多个交换链接近.所有这些都导致多个窗口的性能非常差.例如,如果我将目标FPS设置为20并在不同的监视器上打开4个全屏窗口,则整个操作系统开始严重滞后.渲染只是将屏幕清除为黑色,不渲染基元.此测试的CPU使用率约为0%,GPU使用率约为10%,我不知道 了解这里的瓶颈是什么？我的开发计算机非常快,i7 2700k,AMD HD7900,16GB内存因此测试肯定应该在这个上运行.

相比之下,我在C++/Win32 API一个设备/多个交换链上做了一些DirectX9测试,我可以打开遍布4个监视器工作区的100个窗口(上面有3D茶壶旋转),并且仍然拥有完全负责的操作系统(fps是当然在渲染窗口上掉落到5左右,这是我期望运行100个同时渲染的东西).

有谁知道在C#上进行多窗口渲染的任何好方法,还是我被迫用C++重新编写我的程序来获得性能(主要的痛苦)？我想在进入C++路线之前,我正在给OpenGL另一个镜头.我会在这里报告任何发现.

试验方法参考:

对于C#DirectX单设备多交换链测试,我使用了这个优秀答案的方法: 每台显示器显示不同的图像directX 10

Direct3D10版本:

我创建了d3d10device和DXGIFactory,如下所示:

D3DDev = new SharpDX.Direct3D10.Device(SharpDX.Direct3D10.DriverType.Hardware,
            SharpDX.Direct3D10.DeviceCreationFlags.None);
DXGIFac = new SharpDX.DXGI.Factory();

然后像这样初始化渲染窗口:

var scd = new SwapChainDescription();
scd.BufferCount = 1;
scd.ModeDescription = new ModeDescription(control.Width, control.Height,
      new Rational(60, 1), Format.R8G8B8A8_UNorm);
scd.IsWindowed = true;
scd.OutputHandle = control.Handle;
scd.SampleDescription = new SampleDescription(1, 0);
scd.SwapEffect = SwapEffect.Discard;
scd.Usage = Usage.RenderTargetOutput;

SC = new SwapChain(Parent.DXGIFac, Parent.D3DDev, scd);

var backBuffer = Texture2D.FromSwapChain<Texture2D>(SC, 0);
_rt = new RenderTargetView(Parent.D3DDev, backBuffer);

在每次渲染迭代时执行的绘图命令很简单:

Parent.D3DDev.ClearRenderTargetView(_rt, new Color4(0, 0, 0, 0));
SC.Present(0, SharpDX.DXGI.PresentFlags.None);

DirectX9版非常相似:

设备初始化:

PresentParameters par = new PresentParameters();
par.PresentationInterval = PresentInterval.Immediate;
par.Windowed = true;
par.SwapEffect = SharpDX.Direct3D9.SwapEffect.Discard;
par.PresentationInterval = PresentInterval.Immediate;
par.AutoDepthStencilFormat = SharpDX.Direct3D9.Format.D16;
par.EnableAutoDepthStencil = true;
par.BackBufferFormat = SharpDX.Direct3D9.Format.X8R8G8B8;

// firsthandle is the handle of first rendering window
D3DDev = new SharpDX.Direct3D9.Device(new Direct3D(), 0, DeviceType.Hardware, firsthandle,
    CreateFlags.SoftwareVertexProcessing, par);

渲染窗口初始化:

if (parent.D3DDev.SwapChainCount == 0)
{
    SC = parent.D3DDev.GetSwapChain(0);
}
else
{
    PresentParameters pp = new PresentParameters();
    pp.Windowed = true;
    pp.SwapEffect = SharpDX.Direct3D9.SwapEffect.Discard;
    pp.BackBufferFormat = SharpDX.Direct3D9.Format.X8R8G8B8;
    pp.EnableAutoDepthStencil = true;
    pp.AutoDepthStencilFormat = SharpDX.Direct3D9.Format.D16;
    pp.PresentationInterval = PresentInterval.Immediate;

    SC = new SharpDX.Direct3D9.SwapChain(parent.D3DDev, pp);
}

绘图循环代码:

SharpDX.Direct3D9.Surface bb = SC.GetBackBuffer(0);
Parent.D3DDev.SetRenderTarget(0, bb);

Parent.D3DDev.Clear(ClearFlags.Target, Color.Black, 1f, 0);
SC.Present(Present.None, new SharpDX.Rectangle(), new SharpDX.Rectangle(), HWND);
bb.Dispose();

这里有多个交换链和一个设备代码的C++ DirectX9/Win32 API测试:

[C++] DirectX9多窗口测试 - Pastebin.com

这是Kevin Harris的漂亮示例代码的修改版本.

编辑:

为了说清楚,我的主要问题是在进行多窗口渲染时不是低fps,这是导致所有操作系统功能(窗口动画,拖放滚动等)的一般延迟.

Answer 1

这里只说到DirectX，但我记得我们曾经遇到过同样的问题（一台PC有5个显卡和9个屏幕）。

很多时候，全屏切换似乎想要在显示器上启用垂直同步，并且由于 Present 无法线程化，因此具有垂直同步的屏幕越多，每次切换的下降幅度就越大（因为您将等待 0 到 16 毫秒）当前通话。

在我们的例子中，我们的解决方案是创建最大化的窗口并删除边框，这并不理想，但从 10 fps 绘制矩形回到标准速度 (60)。

如果您想要代码示例，请告诉我，我会准备一个。

另外，为了进行测试，我尝试使用 c#/slimdx/dx11 在我的引擎上创建 30 个窗口，渲染具有基本着色的球体，仍然远超过 40 fps。