关于 DXGI 截图 截屏 获取屏幕

本文介绍使用DX11 SDK进行桌面捕获的方法,包括设备创建、资源获取及帧捕获等关键步骤,适用于Windows平台下的桌面视频采集。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

装好DX11 SDK,直接用,完事。

#include <d3d11.h>
#include <dxgi1_2.h>

class VideoDXGICaptor
{
public:
    VideoDXGICaptor();
    ~VideoDXGICaptor();

public:
    BOOL Init();
    VOID Deinit();

public:
    virtual BOOL CaptureImage(RECT &rect, void *pData, INT &nLen);
    virtual BOOL CaptureImage(void *pData, INT &nLen);
    virtual BOOL ResetDevice();

private:
    BOOL  AttatchToThread(VOID);
    BOOL  QueryFrame(void *pImgData, INT &nImgSize);
    BOOL  QueryFrame(void *pImgData, INT &nImgSize, int z);

private:
    IDXGIResource *zhDesktopResource;
    DXGI_OUTDUPL_FRAME_INFO zFrameInfo;
    ID3D11Texture2D *zhAcquiredDesktopImage;
    IDXGISurface *zhStagingSurf;

private:
    BOOL                    m_bInit;
    int                     m_iWidth, m_iHeight;

    ID3D11Device           *m_hDevice;
    ID3D11DeviceContext    *m_hContext;

    IDXGIOutputDuplication *m_hDeskDupl;
    DXGI_OUTPUT_DESC        m_dxgiOutDesc;
};

#include "stdafx.h"
#include "DXGICaptor.h"
#include <windows.h>
#include <gdiplus.h>

#pragma comment(lib, "d3d11.lib")
#pragma comment(lib, "dxgi.lib")

#define RESET_OBJECT(obj) { if(obj) obj->Release(); obj = NULL; }
static BOOL g_bAttach = FALSE;

VideoDXGICaptor::VideoDXGICaptor()
{
    m_bInit = FALSE;

    m_hDevice = NULL;
    m_hContext = NULL;
    m_hDeskDupl = NULL;

    ZeroMemory(&m_dxgiOutDesc, sizeof(m_dxgiOutDesc));
}
VideoDXGICaptor::~VideoDXGICaptor()
{
    Deinit();
}
BOOL VideoDXGICaptor::Init()
{
    HRESULT hr = S_OK;

    if (m_bInit)
    {
        return FALSE;
    }

    // Driver types supported
    D3D_DRIVER_TYPE DriverTypes[] =
    {
        D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE,
        D3D_DRIVER_TYPE_WARP,
        D3D_DRIVER_TYPE_REFERENCE,
    };
    UINT NumDriverTypes = ARRAYSIZE(DriverTypes);

    // Feature levels supported
    D3D_FEATURE_LEVEL FeatureLevels[] =
    {
        D3D_FEATURE_LEVEL_11_0,
        D3D_FEATURE_LEVEL_10_1,
        D3D_FEATURE_LEVEL_10_0,
        D3D_FEATURE_LEVEL_9_1
    };
    UINT NumFeatureLevels = ARRAYSIZE(FeatureLevels);

    D3D_FEATURE_LEVEL FeatureLevel;

    //
    // Create D3D device
    //
    for (UINT DriverTypeIndex = 0; DriverTypeIndex < NumDriverTypes; ++DriverTypeIndex)
    {
        hr = D3D11CreateDevice(NULL, DriverTypes[DriverTypeIndex], NULL, 0, FeatureLevels, NumFeatureLevels, D3D11_SDK_VERSION, &m_hDevice, &FeatureLevel, &m_hContext);
        if (SUCCEEDED(hr))
        {
            break;
        }
    }
    if (FAILED(hr))
    {
        return FALSE;
    }

    //
    // Get DXGI device
    //
    IDXGIDevice *hDxgiDevice = NULL;
    hr = m_hDevice->QueryInterface(__uuidof(IDXGIDevice), reinterpret_cast<void**>(&hDxgiDevice));
    if (FAILED(hr))
    {
        return FALSE;
    }

    //
    // Get DXGI adapter
    //
    IDXGIAdapter *hDxgiAdapter = NULL;
    hr = hDxgiDevice->GetParent(__uuidof(IDXGIAdapter), reinterpret_cast<void**>(&hDxgiAdapter));
    RESET_OBJECT(hDxgiDevice);
    if (FAILED(hr))
    {
        return FALSE;
    }

    //
    // Get output
    //
    INT nOutput = 0;
    IDXGIOutput *hDxgiOutput = NULL;
    hr = hDxgiAdapter->EnumOutputs(nOutput, &hDxgiOutput);
    RESET_OBJECT(hDxgiAdapter);
    if (FAILED(hr))
    {
        return FALSE;
    }

    //
    // get output description struct
    //
    hDxgiOutput->GetDesc(&m_dxgiOutDesc);
    
    //
    // QI for Output 1
    //
    IDXGIOutput1 *hDxgiOutput1 = NULL;
    hr = hDxgiOutput->QueryInterface(__uuidof(hDxgiOutput1), reinterpret_cast<void**>(&hDxgiOutput1));
    RESET_OBJECT(hDxgiOutput);
    if (FAILED(hr))
    {
        return FALSE;
    }

    //
    // Create desktop duplication
    //
    hr = hDxgiOutput1->DuplicateOutput(m_hDevice, &m_hDeskDupl);
    RESET_OBJECT(hDxgiOutput1);
    if (FAILED(hr))
    {
        return FALSE;
    }

    // 初始化成功
    m_bInit = TRUE;
    return TRUE;
// #else
    // 小于vs2012,此功能不能实现
    return FALSE;
// #endif
}
VOID VideoDXGICaptor::Deinit()
{
    if (!m_bInit)
    {
        return;
    }

    m_bInit = FALSE;

    if (m_hDeskDupl)
    {
        m_hDeskDupl->Release();
        m_hDeskDupl = NULL;
    }

    if (m_hDevice)
    {
        m_hDevice->Release();
        m_hDevice = NULL;
    }

    if (m_hContext)
    {
        m_hContext->Release();
        m_hContext = NULL;
    }
// #endif
}
BOOL VideoDXGICaptor::AttatchToThread(VOID)
{
    if (g_bAttach)
    {
        return TRUE;
    }
    
    HDESK hCurrentDesktop = OpenInputDesktop(0, FALSE, GENERIC_ALL);
    if (!hCurrentDesktop)
    {
        return FALSE;
    }

    // Attach desktop to this thread
    BOOL bDesktopAttached = SetThreadDesktop(hCurrentDesktop);
    CloseDesktop(hCurrentDesktop);
    hCurrentDesktop = NULL;

    g_bAttach = TRUE;

    return bDesktopAttached;
}

BOOL VideoDXGICaptor::CaptureImage(RECT &rect, void *pData, INT &nLen)
{
    return QueryFrame(pData, nLen);
}
BOOL VideoDXGICaptor::CaptureImage(void *pData, INT &nLen)
{
    return QueryFrame(pData, nLen);
}
BOOL VideoDXGICaptor::ResetDevice()
{
    Deinit();
    return Init();
}
BOOL VideoDXGICaptor::QueryFrame(void *pImgData, INT &nImgSize)
{
    if (!m_bInit || !AttatchToThread())
    {
        return FALSE;
    }

    nImgSize = 0;

    IDXGIResource *hDesktopResource = NULL;
    DXGI_OUTDUPL_FRAME_INFO FrameInfo;
    HRESULT hr = m_hDeskDupl->AcquireNextFrame(0, &FrameInfo, &hDesktopResource);
    if (FAILED(hr))
    {
        //
        // 在一些win10的系统上,如果桌面没有变化的情况下,;
        // 这里会发生超时现象,但是这并不是发生了错误,而是系统优化了刷新动作导致的。;
        // 所以,这里没必要返回FALSE,返回不带任何数据的TRUE即可;
        //
        return TRUE;
    }

    //
    // query next frame staging buffer
    //
    ID3D11Texture2D *hAcquiredDesktopImage = NULL;
    hr = hDesktopResource->QueryInterface(__uuidof(ID3D11Texture2D), reinterpret_cast<void **>(&hAcquiredDesktopImage));
    RESET_OBJECT(hDesktopResource);
    if (FAILED(hr))
    {
        return FALSE;
    }

    //
    // copy old description
    //
    D3D11_TEXTURE2D_DESC frameDescriptor;
    hAcquiredDesktopImage->GetDesc(&frameDescriptor);

    //
    // create a new staging buffer for fill frame image
    //
    ID3D11Texture2D *hNewDesktopImage = NULL;
    frameDescriptor.Usage = D3D11_USAGE_STAGING;
    frameDescriptor.CPUAccessFlags = D3D11_CPU_ACCESS_READ;
    frameDescriptor.BindFlags = 0;
    frameDescriptor.MiscFlags = 0;
    frameDescriptor.MipLevels = 1;
    frameDescriptor.ArraySize = 1;
    frameDescriptor.SampleDesc.Count = 1;
    hr = m_hDevice->CreateTexture2D(&frameDescriptor, NULL, &hNewDesktopImage);
    if (FAILED(hr))
    {
        RESET_OBJECT(hAcquiredDesktopImage);
        m_hDeskDupl->ReleaseFrame();
        return FALSE;
    }

    //
    // copy next staging buffer to new staging buffer
    //
    m_hContext->CopyResource(hNewDesktopImage, hAcquiredDesktopImage);

    RESET_OBJECT(hAcquiredDesktopImage);
    m_hDeskDupl->ReleaseFrame();

    //
    // create staging buffer for map bits
    //
    IDXGISurface *hStagingSurf = NULL;
    hr = hNewDesktopImage->QueryInterface(__uuidof(IDXGISurface), (void **)(&hStagingSurf));
    RESET_OBJECT(hNewDesktopImage);
    if (FAILED(hr))
    {
        return FALSE;
    }

    //
    // copy bits to user space
    //
    DXGI_MAPPED_RECT mappedRect;
    hr = hStagingSurf->Map(&mappedRect, DXGI_MAP_READ);
    if (SUCCEEDED(hr))
    {
        // nImgSize = GetWidth() * GetHeight() * 3;
        // PrepareBGR24From32(mappedRect.pBits, (BYTE*)pImgData, m_dxgiOutDesc.DesktopCoordinates);
        // mappedRect.pBits;
        // am_dxgiOutDesc.DesktopCoordinates;
        memcpy((BYTE*)pImgData, mappedRect.pBits, m_dxgiOutDesc.DesktopCoordinates.right * m_dxgiOutDesc.DesktopCoordinates.bottom * 4);
        hStagingSurf->Unmap();
    }

    RESET_OBJECT(hStagingSurf);
    return SUCCEEDED(hr);
}

 

<think>嗯,用户问的是关于DXGI截图的内容,我需要先回忆一下DXGI的相关知识。首先,DXGI是DirectX Graphics Infrastructure,主要用于管理图形资源,比如交换链和显示适配器。截图功能通常涉及获取屏幕内容,而DXGI提供了一些接口来实现这一点。 接下来,我应该考虑用户可能的应用场景。他们可能是在开发需要捕获屏幕画面的应用程序,比如游戏录像、屏幕录制软件或者远程桌面工具。了解这些应用场景有助于我解释DXGI截图的实际用途。 然后,我需要详细说明DXGI截图的实现步骤。首先,获取DXGI输出设备,比如IDXGIOutputDuplication,用于复制桌面图像。然后,获取桌面纹理资源,可能需要处理不同的GPU资源,比如纹理映射和访问权限。接着,将GPU纹理复制到系统内存中,这里可能需要使用Map和Unmap方法来访问数据。最后,将数据保存为常见的图像格式,比如PNG或BMP,可能需要用到图像处理库如stb_image_write。 同时,我应该提到DXGI截图的优缺点。优点包括高性能和低延迟,适合实时捕获,直接访问GPU资源减少CPU负担。缺点则是开发复杂度高,需要处理多显示器、HDR等兼容性问题,并且依赖DirectX环境,可能不适合非Windows系统。 另外,用户可能想知道与其他截图方法的对比,比如GDI或Windows API。需要指出DXGI在性能上的优势,尤其是在全屏应用如游戏中,GDI可能无法正确捕获,而DXGI可以。 还要注意潜在的兼容性问题,比如不同DXGI版本的支持情况,以及如何处理多显示器不同DPI的情况。可能还需要提到错误处理,比如处理桌面切换或驱动程序问题。 最后,总结一下应用场景,让用户清楚DXGI截图适合用在哪些地方,比如游戏开发、录屏软件等,并建议如果需要简单截图,可以使用更高级的库或现有工具,而需要高性能时再考虑DXGI。</think>好的,我将分步骤为您解释DXGI截图技术: DXGI截图是Windows系统下通过DirectX图形接口实现的高效屏幕捕获技术,主要用于游戏、高性能应用等场景。 一、技术原理 1. 基于DirectX Graphics Infrastructure (DXXGI) 接口 - DXGI 1.1+ 提供桌面复制API(IDXGIOutputDuplication) - 直接访问显卡帧缓冲区,无需通过GDI - 支持DirectX 10/11/12的交换链 二、实现步骤 1. 初始化DXGI: ```c++ IDXGIFactory1* pFactory; CreateDXGIFactory1(__uuidof(IDXGIFactory1), (void**)(&pFactory)); IDXGIAdapter* pAdapter; pFactory->EnumAdapters(0, &pAdapter); IDXGIOutput* pOutput; pAdapter->EnumOutputs(0, &pOutput); ``` 2. 创建桌面复制接口: ```c++ IDXGIOutput1* pOutput1; pOutput->QueryInterface(__uuidof(IDXGIOutput1), (void**)&pOutput1); IDXGIOutputDuplication* pDeskDupl; pOutput1->DuplicateOutput(pDevice, &pDeskDupl); // pDevice为D3D设备 ``` 3. 获取帧数据: ```c++ DXGI_OUTDUPL_FRAME_INFO frameInfo; IDXGIResource* pResource; pDeskDupl->AcquireNextFrame(INFINITE, &frameInfo, &pResource); ID3D11Texture2D* pTexture; pResource->QueryInterface(__uuidof(ID3D11Texture2D), (void**)&pTexture); ``` 4. 复制到CPU可读内存: ```c++ D3D11_TEXTURE2D_DESC desc; pTexture->GetDesc(&desc); ID3D11Texture2D* pStagingTexture; device->CreateTexture2D(&desc, nullptr, &pStagingTexture); context->CopyResource(pStagingTexture, pTexture); ``` 5. 映射内存并保存: ```c++ D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE mapped; context->Map(pStagingTexture, 0, D3D11_MAP_READ, 0, &mapped); // 将mapped.pData保存为BMP/PNG等格式 ``` 三、性能优化要点 1. 使用共享纹理(DXGI_RESOURCE_MISC_SHARED) 2. 配合D3D11_USAGE_STAGING使用 3. 异步获取机制(建议帧率60fps时延迟<2ms) 4. 多显示器支持: $$ \text{适配器数量} = \sum_{i=0}^{n-1} pFactory->EnumAdapters(i, &pAdapter) $$ 四、典型应用场景 1. 游戏录像软件(如OBS Studio) 2. 云游戏串流 3. 远程桌面协议(RDP改进版) 4. 屏幕内容分析(如AI图像识别) 五、兼容性注意事项 | 特性 | 支持版本 | |--------------------|--------------| | 8bpp格式支持 | DXGI 1.0 | | 10bpp HDR支持 | DXGI 1.5+ | | 多GPU适配 | DXGI 1.3+ | | 混合刷新率支持 | Windows 10 1703+ | 六、与GDI截图的对比 $$ \text{性能比} = \frac{\text{GDI截图耗时}}{\text{DXGI截图耗时}} \approx 3:1 \sim 5:1 $$ 优点: - 可捕获全屏DirectX应用 - 支持HDR色彩空间 - 低延迟(<16ms @60Hz) - 避免WM_PRINTCLIENT限制 缺点: - 开发复杂度高 - 需要处理TDR(Timeout Detection Recovery) - 需要管理员权限(部分情况) 实际开发建议: 1. 使用Microsoft Detours处理驱动兼容性问题 2. 实现自动降级机制(DXGI失败时回退到GDI) 3. 添加帧校验机制(CRC32校验) 4. 处理旋转屏幕情况(DXGI_MODE_ROTATION)
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