DXGI截取桌面圖像

DXGI截取桌面圖像

使用DXGI截取桌面圖像效率高,cpu占用低,是抓取桌面圖像的好方法(只支持win8及以上)票堵。

使用DXGI截取桌面圖像主要分為下面三個步驟。

  1. 創(chuàng)建ID3D11DeviceID3D11DeviceContext對象逮栅。

  2. 獲取IDXGIOutputDuplication對象悴势。

  3. 調(diào)用AcquireNextFrame函數(shù)獲取桌面紋理。

頭文件與庫

請在源代碼文件添加如下頭文件與庫措伐。

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

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

定義桌面捕獲類

// DXGIDuplicator.h

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

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

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

    bool InitD3D11Device();

    bool InitDuplication();

    bool GetDesktopFrame(ID3D11Texture2D** texture);
    
    // 友元函數(shù)特纤,在main函數(shù)里面會用到,需要訪問其私有成員
    friend void SaveDesktopImage(std::string filename, ID3D11Texture2D* texture, DXGIDuplicator* duplicator);

private:
    ID3D11Device* device_ = nullptr;
    ID3D11DeviceContext* deviceContext_ = nullptr;
    IDXGIOutputDuplication* duplication_ = nullptr;
};

類中定義的方法對應(yīng)獲取桌面圖像的三個步驟废士,最終的圖像數(shù)據(jù)保存在texture中叫潦,注意這是一個二級指針。AcquireNextFrame方法來自于duplication_對象官硝,所以調(diào)用一系列的函數(shù)是為了得到duplication_對象矗蕊。

桌面捕獲類實現(xiàn)

// DXGIDuplicator.cpp

#include "DXGIDuplicator.h"

// 構(gòu)造函數(shù),里面什么也不做
DXGIDuplicator::DXGIDuplicator()
{
}

// 析構(gòu)函數(shù)氢架,釋放相關(guān)對象
DXGIDuplicator::~DXGIDuplicator()
{
    if (duplication_)
    {
        duplication_->Release();
    }
    if (device_)
    {
        device_->Release();
    }
    if (deviceContext_)
    {
        deviceContext_->Release();
    }
}

InitD3D11Device

實現(xiàn)函數(shù)InitD3D11Device傻咖。一般是固定步驟,只需要記住D3D11CreateDevice這個函數(shù)即可岖研,當然也有別的方法獲取ID3D11Device和ID3D11DeviceContext卿操,感興趣的可以搜搜。

bool DXGIDuplicator::InitD3D11Device()
{
    D3D_DRIVER_TYPE DriverTypes[] =
    {
        D3D_DRIVER_TYPE_HARDWARE,
        D3D_DRIVER_TYPE_WARP,
        D3D_DRIVER_TYPE_REFERENCE,
    };
    UINT NumDriverTypes = ARRAYSIZE(DriverTypes);

    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;

    for (UINT DriverTypeIndex = 0; DriverTypeIndex < NumDriverTypes; ++DriverTypeIndex)
    {
        HRESULT hr = D3D11CreateDevice(
            nullptr,
            DriverTypes[DriverTypeIndex],
            nullptr, 0,
            FeatureLevels,
            NumFeatureLevels,
            D3D11_SDK_VERSION,
            &device_,
            &FeatureLevel,
            &deviceContext_);
        if (SUCCEEDED(hr))
        {
            break;
        }
    }

    if (device_ == nullptr || deviceContext_ == nullptr)
    {
        return false;
    }

    return true;
}

InitDuplication

實現(xiàn)函數(shù)InitDuplication孙援。這里又分為好幾個步驟害淤,如下:

  1. 獲取IDXGIDevice對象

  2. 獲取IDXGIAdapter對象

  3. 獲取IDXGIOutput對象

  4. 獲取IDXGIOutput1對象

  5. 獲得IDXGIOutputDuplication對象

從下圖中可知一個adapter可對應(yīng)多個output,所以代碼中使用EnumOutputs來枚舉可用的輸出拓售。其實adapter也有可能有多個窥摄,這里暫不考慮。

圖中的IDXGIOutput1础淤、IDXGIOutput2等與代碼中的IDXGIOutput1對象并無關(guān)系崭放。圖中數(shù)字只表示輸出口的個數(shù)哨苛,而代碼中代表了版本。

bool DXGIDuplicator::InitDuplication()
{
    HRESULT hr = S_OK;

    IDXGIDevice* dxgiDevice = nullptr;
    hr = device_->QueryInterface(__uuidof(IDXGIDevice), reinterpret_cast<void**>(&dxgiDevice));
    if (FAILED(hr))
    {
        return false;
    }
    
    IDXGIAdapter* dxgiAdapter = nullptr;
    hr = dxgiDevice->GetAdapter(&dxgiAdapter);
    dxgiDevice->Release();
    if (FAILED(hr))
    {
        return false;
    }

    UINT output = 0;
    IDXGIOutput* dxgiOutput = nullptr;
    while (true)
    {
        hr = dxgiAdapter->EnumOutputs(output++, &dxgiOutput);
        if (hr == DXGI_ERROR_NOT_FOUND)
        {
            return false;
        }
        else
        {
            DXGI_OUTPUT_DESC desc;
            dxgiOutput->GetDesc(&desc);
            int width = desc.DesktopCoordinates.right - desc.DesktopCoordinates.left;
            int height = desc.DesktopCoordinates.bottom - desc.DesktopCoordinates.top;
            break;
        }
    }
    dxgiAdapter->Release();

    IDXGIOutput1* dxgiOutput1 = nullptr;
    hr = dxgiOutput->QueryInterface(__uuidof(IDXGIOutput1), reinterpret_cast<void**>(&dxgiOutput1));
    dxgiOutput->Release();
    if (FAILED(hr))
    {
        return false;
    }

    hr = dxgiOutput1->DuplicateOutput(device_, &duplication_);
    dxgiOutput1->Release();
    if (FAILED(hr))
    {
        return false;
    }

    return true;
}

獲取桌面圖像

獲取桌面圖像后還不能直接使用币砂,因為圖像還在顯存中建峭,需要拷貝到內(nèi)存里面才可以直接讀寫。

bool DXGIDuplicator::GetDesktopFrame(ID3D11Texture2D** texture)
{
    HRESULT hr = S_OK;
    DXGI_OUTDUPL_FRAME_INFO frameInfo;
    IDXGIResource* resource = nullptr;
    ID3D11Texture2D* acquireFrame = nullptr;

    hr = duplication_->AcquireNextFrame(0, &frameInfo, &resource);
    if (FAILED(hr))
    {
        if (hr == DXGI_ERROR_WAIT_TIMEOUT)
        {
            return true;
        }
        else
        {
            return false;
        }
    }

    hr = resource->QueryInterface(__uuidof(ID3D11Texture2D), reinterpret_cast<void**>(&acquireFrame));
    resource->Release();
    if (FAILED(hr))
    {
        return false;
    }

    D3D11_TEXTURE2D_DESC desc;
    acquireFrame->GetDesc(&desc);
    desc.Usage = D3D11_USAGE_STAGING;
    desc.CPUAccessFlags = D3D11_CPU_ACCESS_READ;
    desc.BindFlags = 0;
    desc.MiscFlags = 0;
    desc.MipLevels = 1;
    desc.ArraySize = 1;
    desc.SampleDesc.Count = 1;
    device_->CreateTexture2D(&desc, NULL, texture);
    if (texture && *texture)
    {
        deviceContext_->CopyResource(*texture, acquireFrame);
    }
    acquireFrame->Release();

    hr = duplication_->ReleaseFrame();
    if (FAILED(hr))
    {
        return false;
    }

    return true;
}

主函數(shù)實現(xiàn)

// main.cpp

#include <iostream>
#include <string>

#include "DXGIDuplicator.h"

void SaveBmp(std::string filename, const uint8_t* data, int width, int height)
{
    HANDLE hFile = CreateFileA(filename.c_str(), GENERIC_WRITE, 0, NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
    if (hFile == NULL)
    {
        return;
    }
    // 已寫入字節(jié)數(shù)
    DWORD bytesWritten = 0;
    // 位圖大小决摧,顏色默認為32位即rgba
    int bmpSize = width * height * 4;

    // 文件頭
    BITMAPFILEHEADER bmpHeader;
    // 文件總大小 = 文件頭 + 位圖信息頭 + 位圖數(shù)據(jù)
    bmpHeader.bfSize = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER) + bmpSize;
    // 固定
    bmpHeader.bfType = 0x4D42;
    // 數(shù)據(jù)偏移亿蒸,即位圖數(shù)據(jù)所在位置
    bmpHeader.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER);
    // 保留為0
    bmpHeader.bfReserved1 = 0;
    // 保留為0
    bmpHeader.bfReserved2 = 0;
    // 寫文件頭
    WriteFile(hFile, (LPSTR)&bmpHeader, sizeof(bmpHeader), &bytesWritten, NULL);

    // 位圖信息頭
    BITMAPINFOHEADER bmiHeader;
    // 位圖信息頭大小
    bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
    // 位圖像素寬度
    bmiHeader.biWidth = width;
    // 位圖像素高度,負高度即上下翻轉(zhuǎn)
    bmiHeader.biHeight = -height;
    // 必須為1
    bmiHeader.biPlanes = 1;
    // 像素所占位數(shù)
    bmiHeader.biBitCount = 32;
    // 0表示不壓縮
    bmiHeader.biCompression = 0;
    // 位圖數(shù)據(jù)大小
    bmiHeader.biSizeImage = bmpSize;
    // 水平分辨率(像素/米)
    bmiHeader.biXPelsPerMeter = 0;
    // 垂直分辨率(像素/米)
    bmiHeader.biYPelsPerMeter = 0;
    // 使用的顏色蜜徽,0為使用全部顏色
    bmiHeader.biClrUsed = 0;
    // 重要的顏色數(shù)祝懂,0為所有顏色都重要
    bmiHeader.biClrImportant = 0;

    // 寫位圖信息頭
    WriteFile(hFile, (LPSTR)&bmiHeader, sizeof(bmiHeader), &bytesWritten, NULL);
    // 寫位圖數(shù)據(jù)
    WriteFile(hFile, data, bmpSize, &bytesWritten, NULL);
    CloseHandle(hFile);
}

void SaveDesktopImage(std::string filename, ID3D11Texture2D* texture2D, DXGIDuplicator* duplicator)
{
    D3D11_TEXTURE2D_DESC desc;
    texture2D->GetDesc(&desc);
    D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE mappedResource;
    duplicator->deviceContext_->Map(texture2D, 0, D3D11_MAP_READ, 0, &mappedResource);
    
    size_t imageSize = desc.Width * desc.Height * 4;
    uint8_t* rgba = (uint8_t*)malloc(imageSize);
    if (rgba == nullptr)
    {
        return;
    }
    memset(rgba, 0, imageSize);
    uint8_t* pData = (uint8_t*)mappedResource.pData;
    for (size_t i = 0; i < desc.Height; i++)
    {
        memcpy(rgba + i * desc.Width * 4, pData + i * mappedResource.RowPitch, desc.Width * 4);
    }
    SaveBmp(filename, rgba, desc.Width, desc.Height);
    free(rgba);
}

int main()
{
    DXGIDuplicator* duplicator = new DXGIDuplicator;

    if (!duplicator->InitD3D11Device())
    {
        std::cout << "Init d3d11 device failed" << std::endl;
        return 1;
    }

    if (!duplicator->InitDuplication())
    {
        std::cout << "Init duplication failed" << std::endl;
        return 1;
    }

    ID3D11Texture2D* texture2D = nullptr;
    int num = 0;
    while (num < 10)
    {
        if (!duplicator->GetDesktopFrame(&texture2D))
        {
            std::cout << "Acquire frame failed" << std::endl;
            return 1;
        }
        if (texture2D == nullptr)
        {
            std::cout << "Acquire frame timeout" << std::endl;
            continue;
        }
        std::string filename = "desktop" + std::to_string(num) + ".bmp";
        SaveDesktopImage(filename, texture2D, duplicator);
        std::cout << filename << std::endl;
        texture2D->Release();
        texture2D = nullptr;
        num++;
        Sleep(500);
    }

    delete duplicator;
    return 0;
}

代碼中對異常處理較為簡單,沒有細分異常情況拘鞋。

參考文獻

http://cn.voidcc.com/question/p-chbugccl-ug.html
https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/win32/direct3ddxgi/desktop-dup-api
http://t.zoukankan.com/wickedpriest-p-13568190.html

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?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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