이전 버전의 Visual Studio에서는 Direct3D 11 세팅하기가 더럽게 불편했다.

 

마이크로소프트 다운로드 센터에서 DX SDK를 다운 받고 설치하고

 

프로젝트 속성에 들어가서 include, library 디렉토리를 연결하고 Linker에서 .lib 파일 넣어주는등 많은 작업이 필요 했는데

 

Visual Studio 2015로 넘어오고 Windows10 SDK를 받게 되면서부터 저런 작업을 할 필요가 없어졌다.

 

아마 듣기로는 Windows10 SDK에 Direct3D SDK가 포함되었다고 들었다.

 

그럼으로서 이제는 그냥 윈도우즈 API 프로그래밍 할때 #include <Windows.h>를 통해서 윈도우즈 관련 API를 포함했듯이

 

#include <d3d11.h>

 

Direct3D 관련 헤더들을 바로 불러올 수 있다.

 

다만 이전 버전에서 쓰이던 dxerr.h, xnamath.h 같은 몇몇 헤더는 사라졌으니 대체할 헤더를 잘 찾아볼것.


그리고 Direct 프로그래밍 하면서 쓰일 최상위 헤더에


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


를 추가해서 direct3d 라이브러리를 연결해주면 된다.



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Direct3D에는 surface라는 용어가 나온다. MSDN에서는 그 뒤에 (Direct3D 9)이라고 표기 되어 있는 것으로 봐서는 DX9때부터 쭉 사용되어 오던 개념인것 같다.

Surface는 디스플레이 메모리의 선형 공간으로 보여주고 보통 디스플레이 카드의 디스플레이 메모리에 상주한다. 하지만 surface는 시스템 메모리에도 존재할 수 있다.

Surface는 IDirect3DSurface9 인터페이스에 의해서 관리된다.

  • Front buffer. 그래픽 어댑터에 의해 해석되고 모니터에 표시된 메모리 상의 직사각형 영역. Direct3D 응용 프로그램에서는 front buffer에 직접적으로 쓰기 작업을 하지 않아야 한다.
  • Back buffer. 응용 프로그램에서 직접적으로 쓰기 작업을 하는 메모리 상의 직사각형 영역. 이 back buffer는 모니터 상에 직접적으로 표시되지 않아야 한다.
  • Surface 뒤집기(교환). Back buffer에서 front buffer로 이동하는 절차.
  • Swap chain. Front buffer에 연속적으로 보여질 수 있는 하나 이상의 back buffer의  집단.

 

Surface 얻어오기

아래의 메서드 중 하나를 호출하여 surface 생성한다.

  • CreateDepthStencilSurface
  • CreateOffscreenPlainSurface
  • CreateRenderTarget

Surface format은 surface memory 내의 각 필셀의 데이터를 어떻게 해석할지를 결정한다. Direct3D는 surface format를 설명하는 D3DSURFACE_DESC 구조체의 D3DFORMAT을 사용한다. GetDesc() 메서드를 호출하는 것으로 현재 사용되는 surface의 format을 찾아올 수 있다.

Surface가 생성되었을 때 , 아래의 메서드 중 하나를 호출하여 포인터를 얻어올 수 있다.

  • GetCubeMapSurface
  • GetBackBuffer
  • GetDepthStencilBuffer
  • GetFrontBuffer
  • GetRenderTarget
  • GetBackBuffer
  • GetSurfaceLevel

IDirect3DSurface9 인터페이스는 UpdateSurface() 메서드를 통해서 간접적으로 메모리에 접근할 수 있다. 이 메서드는 한 IDirect3DSurface9 인터페이스로 부터 다른 IDirect3DSurface9 인터페이스에 픽셀의 사각형 영역을 복사할 수 있도록 허용한다. 이 surface 인터페이스도 직접적으로 디스플레이 메모리에 접근할 수 있는 메서드를 가지고 있다. 예를 들어 LockRect 메서드를 이용하여 디스플레이 메모리의 사각형 영역을 잠글 수 있다. surface의 잠긴 사각형 영역에 대한 작업이 완료된 이우에는 UnlockRect를 호출해주는 것이 중요하다.

 

위의 내용은 DX9 버전에서 정의되어 있는 Surface에 대한 내용이고 포프님의 간단하고 명료하신 설명에 따르면

"그냥 텍스처인데 텍스처에는 밉맵이 있어서 여러장의 크기가 다른 이미지들이 한 텍스처에 포함되므로 각각의 크기가 다른 이미지들을 서피스(표면) 이라 합니다."

"즉 서피스 = 이미지 한장. 이미지들 여러개가 모인것(밉맵, 큐브맵, 3디 이미지) = 텍스처"

유영천 님께서는

"Surface 개념 자체는 모든 DX버전에 다 해당됩니다. 그냥 이미지를 담을 수 있는 버퍼는 몽땅 다 Surface입니다. DDraw시절에도 Surface가 있었고 DX12에 와서도 Surface가 있습니다. 포프님 설명이 가장 정확합니다."

라고 설명해주셨다.


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[Direct3D 용어] Direct3D Surface  (0) 2016.11.01

IDXGISwapChain1::Present1를 호출한 이후에 디스플레이 서페이스 내부의 픽셀 관리에 대한 옵션.


typedef enum DXGI_SWAP_EFFECT

{

  DXGI_SWAP_EFFECT_DISCARD          = 0,
  DXGI_SWAP_EFFECT_SEQUENTIAL       = 1,
  DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_SEQUENTIAL  = 3,
  DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_DISCARD     = 4
} DXGI_SWAP_EFFECT;



각 상수의 내용

DXGI_SWAP_EFFECT_DISCARD
이 플래그는 IDXGISwapChain1::Present1을 호출한 이후에 bit-block transfer(bitblt) 모델을 지정하고 DXGI가 back buffer의 내용을 지우도록 지정한다. 이 플래그는 하나 이상의 back buffer를 가진 swap chain에 대해 유효하지만 응용 프로그램은 0번 buffer(첫번째 버퍼)에 대한 읽기/쓰기 접근이 가능하다.


Note

전용 전체 화면과 UWP 전체 화면 사이에는 차이가 있다. Windows PC UWP에 Direct3D 11 응용 프로그램을 이식하는 경우, swap chain을 생성할때 UWP와 Win32에서의 동작이 다르기 때문에 DXGI_SWAP_EFFECT_DISCARD를 사용하는 것을 주의하지 않으면 GPU 성능에 좋지 않을 수 있다. 이것은 이전의 bitblt 모델에 의해서 원래 수행된 메모리 복사를 통해 연산 시간이 감소하기 때문에 UWP 응용 프로그램이 FLIP swap 모드를 강제되는 것이 원인이다.(다른 swap 모드로 설정되어 있는 경우에도). UWP 내의 Flip 모델을 사용하여 수동적으로 DX11 Discard swap chain을 변환하는 것과 가능하다면 DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_SEQUENTIAL 대신에 DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_DISCARD를 사용할 것을 권장한다. 아래의 예시를 참조하라.


DXGI_SWAP_EFFECT_SEQUENTIAL
이 플래그는 IDXGISwapChain1::Present1을 호출한 이후에 bitblt 모델을 지정하고 DXGI가 back buffer의 내용을 지속하도록 지정한다. 첫번째 버퍼(0번 버퍼)부터 마지막 버퍼까지 순서대로 swap chain의 내용을 제시하려면 이 옵션을 사용한다. 이 플래그는 multisampling과 함께 사용할 수 없다.

DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_SEQUENTIAL
이 플래그는 IDXGISwapChain1::Present1을 호출한 이후에 flip presentation 모델을 지정하고 DXGI가 back buffer의 내용을 지속하도록 지정한다. 이 플래그는 multisampling과 함께 사용할 수 없다.


Direct3D 11

이 enumeration 값은 Winsows8부터 지원되기 시작했다.


DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_DISCARD
이 플래그는 IDXGISwapChain1::Present1을 호출한 이후에 flip presentation 모델을 지정하고 DXGI가 back buffer의 내용을 지우도록 지정한다. 이 플래그는 multisampling과 partial presentation(부분 프레젠테이션)과 함께 사용할 수 없다. DXGI 1.4 Improvements(DXGI 1.4 개선점)를 보라.


Direct3D 11

이 enumeration 값은 Winsows10부터 지원되기 시작했다


Note

Windows Store 응용 프로그램들은 DXGI_SWAP_EFFECT_SEQUENTIAL이나 DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_DISCARD를 사용해야만 한다.


DXGI 1.4 Improvements >> https://msdn.microsoft.com/ko-kr/library/windows/desktop/mt427784(v=vs.85).aspx


Remarks

이 enumeration은 DXGI_SWAP_CHAIN_DESC과 DXGI_SWAP_CHAIN_DESC1 구조체에 의해서 사용된다.

Multisampling을 DXGI_SWAP_EFFECT_SEQUENTIAL이나 DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_SEQUENTIAL과 함께 사용하기 위해서는, 별도의 render target에서 multisampling을 수행해야 한다.
예를 들어, 채워진 D3D11_TEXTURE2D_DESC 구조체와 ID3D11Device::CreateTexture2D 호출에 의해 multisampling된 텍스처를 생성한다(BindFlags 멤버를 D3D11_BIND_RENDER_TARGET로 설정하고 SampleDesc의 멤버를 multisampling 매개변수로 설정해야 한다).
다음은 텍스처를 위한 render-target view를 생성하고, 텍스처에 scene을 렌더링 하기 위해 ID3D11Device::CreateRenderTargetView를 호출한다.
마지막으로는 multisampling된 텍스처를 multisampling되지 않은 swap chain에 resolve하기 위해 ID3D11DeviceContext::ResolveSubresource를 호출한다.

Presentation 모델들의 중요한 차이점은 back buffer의 내용을 어떻게 Desktop Window Manager(DWM)의 composition으로 가지고 오는가 이다.
bitblt 모델에서는 DXGI_SWAP_EFFECT_DISCARD와 DXGI_SWAP_EFFECT_SEQUENTIAL 값을 사용하고, IDXGISwapChain1::Present1의 매 호출마다 back buffer의 내용을 redirection surface에 복사한다.
Flip 모델에서는 DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_SEQUENTIAL 값을 사용하고, 모든 back buffer를 DWM과 공유한다. 따라서 DWM은 추가적인 복사 작업없이 back buffer에서 바로 작성할 수 있다. 일반적으로는 flip 모델이 bitblt 모델보다 더 효율적이며, 강화된 현재 상태에 대한 통계 등 더 많은 기능을 제공한다.

SyncInterval 파라미터에 0이 지정된 flip 모델 swap chain에 IDXGISwapChain1::Present1를 호출할 때, IDXGISwapChain1::Present1의 동작은 Direct3D 9Ex의 D3DSWAPEFFECT_FLIPEX와 D3DPRESENT_FORCEIMMEDIATE로 설정된 IDirect3DDevice9Ex:PresentEx와 같은 동작을 한다. 즉, 런타임은 큐에 저장된 모든 이전 프레임 대신에 다름 프레임을 present할 뿐만 아니라 큐에 저장된 이전 프레임들에게 남아있는 모든 잔여 시간을 종료한다.

Flip 모델이 더 효율적인지에 상관없이, Bitblt 모델은 GDI와 DirectX Presentation을 혼합할 수 있는 유일한 방법이기 때문에 응용프로그램은 여전히 bitblt 모델을 선택할 수 있다.
Flip 모델에서는, 응용 프로그램은 DXGI_SWAP_CHAIN_FLAG_GDI_COMPATIBLE으로 swap chain을 생성해야 하며, back buffer에서 명시적으로 GetDC를 사용해야만 한다. Flip-모델 swap chain의
IDXGISwapChain1::Present1이 성공적인 첫번째 호출이 된 이후에, GDI는 swap chain을 파괴하고 swap chain과 연결된 HWND와 함께 더이상 작업을 수행하지 않는다. 이러한 제한 사항은 심지어 ScrollWindowEx 같은 메서드에도 확장된다.

Flip 모델 swap chain과 최적화 presentation에 대한 자세한 정보는 다음의 링크를 참조하라.
https://msdn.microsoft.com/ko-kr/library/windows/desktop/hh706345(v=vs.85).aspx

 

예제

UWP에서 swap chain을 생성하는 법, DX11 템플릿에 대한 새 인스턴스를 만들 필요가 있고, D3D12  샘플의 DeviceResources::CreateWindowSizeDependentResources를 구현해 볼 필요가 있다.


DXGI_SWAP_CHAIN_DESC1 swapChainDesc = {0};
 
       swapChainDesc.Width = lround(m_d3dRenderTargetSize.Width);    // 윈도우 사이즈에 일치시킨다.
       swapChainDesc.Height = lround(m_d3dRenderTargetSize.Height);
       swapChainDesc.Format = DXGI_FORMAT_B8G8R8A8_UNORM;            // 이것은 일반적인 swap chain 포맷이다.
       swapChainDesc.Stereo = false;
       swapChainDesc.SampleDesc.Count = 1;                           // Multi-sampling을 사용하지 않는다.
       swapChainDesc.SampleDesc.Quality = 0;
       swapChainDesc.BufferUsage = DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT;
       swapChainDesc.BufferCount = 2;                                // 대기 시간을 최소화하기 위해 더블 버퍼링을 사용한다.
       swapChainDesc.SwapEffect = DXGI_SWAP_EFFECT_FLIP_DISCARD;     // 모든 Windows Store 응용 프로그램은 flip effect를 사용해야 한다.
       swapChainDesc.Flags = 2048;
       swapChainDesc.Scaling = scaling;
       swapChainDesc.AlphaMode = DXGI_ALPHA_MODE_IGNORE;
 
       // This sequence obtains the DXGI factory that was used to create the Direct3D device above.
       ComPtr<IDXGIDevice3> dxgiDevice;
       DX::ThrowIfFailed(m_d3dDevice.As(&dxgiDevice));
 
       ComPtr<IDXGIAdapter> dxgiAdapter;
       DX::ThrowIfFailed(dxgiDevice->GetAdapter(&dxgiAdapter));
 
       ComPtr<IDXGIFactory4> dxgiFactory;
       DX::ThrowIfFailed(dxgiAdapter->GetParent(IID_PPV_ARGS(&dxgiFactory)));
 
       ComPtr<IDXGISwapChain1> swapChain;
       DX::ThrowIfFailed(
              dxgiFactory->CreateSwapChainForCoreWindow(
                     m_d3dDevice.Get(),
                     reinterpret_cast<IUnknown*>(m_window.Get()),
                     &swapChainDesc,
                     nullptr,
                     &swapChain
                     )
              );



이 글은 MSDN의 DXGI_SWAP_EFFECT enumeration 항목을 번역한 것입니다.

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Swap chain의 특성을 담고 있는 구조체.

 

typedef struct DXGI_SWAP_CHAIN_DESC
{
    DXGI_MODE_DESC BufferDesc;      // 생성하고자 하는 back buffer의 속성들을 서술하는 구조체
    DXGI_SAMPLE_DESC SampleDesc;    // Multisampling을 위해 추출할 표본 개수와 품질 수준을 서술하는 구조체
    DXGI_USAGE BufferUsage;         // 버퍼의 용도를 서술하는 구조체
    UINT BufferCount;               // Swap chain에서 사용할 back buffer의 개수.(이중버퍼링 : 1개, 삼중버퍼링 : 2개)
    HWND OutputWindow;              // 렌더링 결과를 표시할 윈도우 창의 핸들
    BOOL Windowed;                  // 창 모드를 원하면 true, 전체화면 모드를 원하면 false
    DXGI_SWAP_EFFECT SwapEffect;    // Swap 효과를 서술하는 구조체
    UINT Flags;                     // 추가적인 플래그
} DXGI_SWAP_CHAIN_DESC;
 
typedef struct DXGI_MODE_DESC
{
    UINT Width;                                 // 원하는 back buffer 너비
    UINT Height;                                // 원하는 back buffer 높이
    DXGI_RATIONAL RefreshRate                   // 디스플레이 모드 갱신율
    DXGI_FORMAT Format;                         // back buffer 픽셀 형식
    DXGI_MODE_SCANLINE_ORDER ScanlineOrdering;  // 디스플레이 스캔라인 모드
    DXGI_MODE_SCALING Scaling;                  // 디스플레이 비례 모드
} DXGI_MODE_DESC;
 
DXGI_SWAP_CHAIN_DESC::DXGI_USAGE    // 버퍼의 용도
{
    DXGI_USAGE_SHADER_INPUT         // 셰이더 입력
    DXGI_USAGE_RENDER_TARGET_OUTPUT // 렌더 타겟 출력으로 surface 또는 자원을 사용
    DXGI_USAGE_BACK_BUFFER          // surface 또는 자원을 back buffer로 사용.
                                    //swap chain을 생성할 때 DXGI_USAGE_BACK_BUFFER을 전달할 필요는 없다.
    DXGI_USAGE_SHARED               // surface 또는 자원을 공유
    DXGI_USAGE_READ_ONLY            // surface 또는 자원을 읽기 전용으로 사용
    DXGI_USAGE_DISCARD_ON_PRESENT   // DXGI 모듈에서 내부적으로 사용
    DXGI_USAGE_UNORDERED_ACCESS     // surface 또는 자원에 무순서 접근을 위해 사용
}

 

DXGI_SWAP_EFFECT

DXGI_SWAP_CHAIN_FLAG

DXGI_MODE_SCANLINE_ORDER

DXGI_MODE_SCALING

 

위에 네 가지 열거형에 대해서는 딱히 알기 쉽게 번역되어 있는 내용이 없다.

나중에 시간이 날때 번역해서 올리자.

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