使用DirectX捕获屏幕

Question

我知道如何使用GDI来捕获屏幕，但它非常慢（几乎只能捕获10帧每秒）。

我已经读到DirectX提供了最佳速度，但在我开始学习DirectX之前，我想测试一下样例，看看它是否真的那么快。

我找到了这个问题，提供了一个示例代码来实现：

void dump_buffer()
{
   IDirect3DSurface9* pRenderTarget=NULL;
   IDirect3DSurface9* pDestTarget=NULL;
     const char file[] = "Pickture.bmp";
   // sanity checks.
   if (Device == NULL)
      return;

   // get the render target surface.
   HRESULT hr = Device->GetRenderTarget(0, &pRenderTarget);
   // get the current adapter display mode.
   //hr = pDirect3D->GetAdapterDisplayMode(D3DADAPTER_DEFAULT,&d3ddisplaymode);

   // create a destination surface.
   hr = Device->CreateOffscreenPlainSurface(DisplayMde.Width,
                         DisplayMde.Height,
                         DisplayMde.Format,
                         D3DPOOL_SYSTEMMEM,
                         &pDestTarget,
                         NULL);
   //copy the render target to the destination surface.
   hr = Device->GetRenderTargetData(pRenderTarget, pDestTarget);
   //save its contents to a bitmap file.
   hr = D3DXSaveSurfaceToFile(file,
                              D3DXIFF_BMP,
                              pDestTarget,
                              NULL,
                              NULL);

   // clean up.
   pRenderTarget->Release();
   pDestTarget->Release();
}

我已经尝试包含所需的文件，但并非所有文件都可以被包含（例如#include <D3dx9tex.h>）。

有人能否提供一个具有所有必需的包含文件的可行示例，或者指导我应该安装哪些库。

我正在使用 Windows 7 Ultimate (x64) 上的 Visual C++ 2010 Express。

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编辑：

此外，这段代码不完整，例如Device标识符是什么？！

- user4592590

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@yms 我找不到适用于Windows 7的DirectX SDK下载链接！另外，我为什么可以包含这个库：#include <D3D9.h>，是因为我安装了旧版本的DirectX SDK吗？ - user4592590

我尝试了不同的屏幕捕获方法，包括DirectX，虽然DirectX比其他方法更快，但它并没有提供显著的加速（以弥补额外的复杂性和时间）。抱歉，我不记得任何细节或数字。 - Andriy Tylychko

@Andy T，你能在1秒钟内捕获多少屏幕截图？ - user4592590

我对要求并不高，只需要大约10fps，这对于桌面捕获来说已经足够了，但是对于游戏/视频捕获来说还不够。 - Andriy Tylychko

您是否想要支持Windows 7作为目标平台？ - Simon Mourier

我的新文章关于Windows 8+。https://www.codeproject.com/Articles/5256890/ScreenCapture-Single-header-DirectX-library - Michael Chourdakis

Answer 1

这里有一段关于使用DirectX 9捕获屏幕的示例代码。 您不需要安装任何SDK（除了Visual Studio自带的标准文件，尽管我没有测试过VS 2010）。

只需创建一个简单的Win32控制台应用程序，在stdafx.h文件中添加以下内容：

  #include <Wincodec.h>             // we use WIC for saving images
  #include <d3d9.h>                 // DirectX 9 header
  #pragma comment(lib, "d3d9.lib")  // link to DirectX 9 library

这是示例主要实现

  int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
  {
    HRESULT hr = Direct3D9TakeScreenshots(D3DADAPTER_DEFAULT, 10);
    return 0;
  }

这将捕获屏幕的10倍，并在磁盘上保存“cap％i.png”图像。它还会显示此操作所需的时间（仅屏幕捕获不计入该时间）。 在我的机器上（桌面Windows 8 - Dell Precision M2800 / i7-4810MQ-2.80GHz / Intel HD 4600，这是一台相当糟糕的机器...），100个1920x1080的截图大约需要4秒钟，因此大约是20/25 fps。

  HRESULT Direct3D9TakeScreenshots(UINT adapter, UINT count)
  {
    HRESULT hr = S_OK;
    IDirect3D9 *d3d = nullptr;
    IDirect3DDevice9 *device = nullptr;
    IDirect3DSurface9 *surface = nullptr;
    D3DPRESENT_PARAMETERS parameters = { 0 };
    D3DDISPLAYMODE mode;
    D3DLOCKED_RECT rc;
    UINT pitch;
    SYSTEMTIME st;
    LPBYTE *shots = nullptr;

    // init D3D and get screen size
    d3d = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);
    HRCHECK(d3d->GetAdapterDisplayMode(adapter, &mode));

    parameters.Windowed = TRUE;
    parameters.BackBufferCount = 1;
    parameters.BackBufferHeight = mode.Height;
    parameters.BackBufferWidth = mode.Width;
    parameters.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_DISCARD;
    parameters.hDeviceWindow = NULL;

    // create device & capture surface
    HRCHECK(d3d->CreateDevice(adapter, D3DDEVTYPE_HAL, NULL, D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING, &parameters, &device));
    HRCHECK(device->CreateOffscreenPlainSurface(mode.Width, mode.Height, D3DFMT_A8R8G8B8, D3DPOOL_SYSTEMMEM, &surface, nullptr));

    // compute the required buffer size
    HRCHECK(surface->LockRect(&rc, NULL, 0));
    pitch = rc.Pitch;
    HRCHECK(surface->UnlockRect());

    // allocate screenshots buffers
    shots = new LPBYTE[count];
    for (UINT i = 0; i < count; i++)
    {
      shots[i] = new BYTE[pitch * mode.Height];
    }

    GetSystemTime(&st); // measure the time we spend doing <count> captures
    wprintf(L"%i:%i:%i.%i\n", st.wHour, st.wMinute, st.wSecond, st.wMilliseconds);
    for (UINT i = 0; i < count; i++)
    {
      // get the data
      HRCHECK(device->GetFrontBufferData(0, surface));

      // copy it into our buffers
      HRCHECK(surface->LockRect(&rc, NULL, 0));
      CopyMemory(shots[i], rc.pBits, rc.Pitch * mode.Height);
      HRCHECK(surface->UnlockRect());
    }
    GetSystemTime(&st);
    wprintf(L"%i:%i:%i.%i\n", st.wHour, st.wMinute, st.wSecond, st.wMilliseconds);

    // save all screenshots
    for (UINT i = 0; i < count; i++)
    {
      WCHAR file[100];
      wsprintf(file, L"cap%i.png", i);
      HRCHECK(SavePixelsToFile32bppPBGRA(mode.Width, mode.Height, pitch, shots[i], file, GUID_ContainerFormatPng));
    }

  cleanup:
    if (shots != nullptr)
    {
      for (UINT i = 0; i < count; i++)
      {
        delete shots[i];
      }
      delete[] shots;
    }
    RELEASE(surface);
    RELEASE(device);
    RELEASE(d3d);
    return hr;
  }

请注意，此代码隐式链接到WIC（Windows中已经包含的图像库）以保存图像文件（因此您不需要安装旧版DirectX SDK所需的著名D3DXSaveSurfaceToFile）：

  HRESULT SavePixelsToFile32bppPBGRA(UINT width, UINT height, UINT stride, LPBYTE pixels, LPWSTR filePath, const GUID &format)
  {
    if (!filePath || !pixels)
      return E_INVALIDARG;

    HRESULT hr = S_OK;
    IWICImagingFactory *factory = nullptr;
    IWICBitmapEncoder *encoder = nullptr;
    IWICBitmapFrameEncode *frame = nullptr;
    IWICStream *stream = nullptr;
    GUID pf = GUID_WICPixelFormat32bppPBGRA;
    BOOL coInit = CoInitialize(nullptr);

    HRCHECK(CoCreateInstance(CLSID_WICImagingFactory, nullptr, CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_PPV_ARGS(&factory)));
    HRCHECK(factory->CreateStream(&stream));
    HRCHECK(stream->InitializeFromFilename(filePath, GENERIC_WRITE));
    HRCHECK(factory->CreateEncoder(format, nullptr, &encoder));
    HRCHECK(encoder->Initialize(stream, WICBitmapEncoderNoCache));
    HRCHECK(encoder->CreateNewFrame(&frame, nullptr)); // we don't use options here
    HRCHECK(frame->Initialize(nullptr)); // we dont' use any options here
    HRCHECK(frame->SetSize(width, height));
    HRCHECK(frame->SetPixelFormat(&pf));
    HRCHECK(frame->WritePixels(height, stride, stride * height, pixels));
    HRCHECK(frame->Commit());
    HRCHECK(encoder->Commit());

  cleanup:
    RELEASE(stream);
    RELEASE(frame);
    RELEASE(encoder);
    RELEASE(factory);
    if (coInit) CoUninitialize();
    return hr;
  }

我使用的一些宏：

  #define WIDEN2(x) L ## x
  #define WIDEN(x) WIDEN2(x)
  #define __WFILE__ WIDEN(__FILE__)
  #define HRCHECK(__expr) {hr=(__expr);if(FAILED(hr)){wprintf(L"FAILURE 0x%08X (%i)\n\tline: %u file: '%s'\n\texpr: '" WIDEN(#__expr) L"'\n",hr, hr, __LINE__,__WFILE__);goto cleanup;}}
  #define RELEASE(__p) {if(__p!=nullptr){__p->Release();__p=nullptr;}}

注意：对于Windows 8+客户端，所有这些（除了WIC）都应该被放弃，转而使用桌面复制API。

注意：对于.NET用户，这里有一个C#版本：DirectN。

- Simon Mourier

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我尝试修改您的代码以捕获JPEG。结果并不令人满意，因为图像会有垂直线覆盖和处理速度缓慢。请问有什么方法可以加快处理速度并提高图像质量吗？ - Fei Hap Lee

@FeiHapLee - 请问还有其他问题吗？ - Simon Mourier

@Simon，已发布。谢谢。请参考https://dev59.com/b5Hea4cB1Zd3GeqPlikg。 - Fei Hap Lee

我能在DX11游戏中使用这个吗？ - sliders_alpha

这段代码很棒，但当我切换到全屏DirectX应用程序时，它会在我切换时截取屏幕截图，并不断重复显示同一张图片。有什么建议吗？ - Christopher Townsend

Answer 2

您没有说明目标Windows版本的要求。如果您不需要支持Windows 7，Windows 8提供了一个新的DXGI接口IDXGIOutputDuplication，允许创建一个COM对象，复制视频适配器的输出并通过IDXGIOutputDuplication::MapDesktopSurface提供对视频内存的CPU访问。MSDN有一个非常好的示例，通过这个示例可以捕获桌面并在一个窗体中绘制它，效果非常流畅。因此，如果Windows 7不是必须的，我建议您考虑使用这个方法。

- Rudolfs Bundulis

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抱歉，我忘了提到这点。实际上，我甚至希望能够支持Windows XP :-) - user4592590

@user4592590 这只是我的主观看法，但我怀疑你在 XP 上除了 GDI 以外没有其他方法可以做到这一点，而 GDI 是很慢的。 - Rudolfs Bundulis

Answer 3

您可以从microsoft.com/en-ca/download/details.aspx?id=6812（由@yms发布）获取DirectX SDK。该SDK与所有Windows版本兼容，包括XP。请参考其文档以了解如何包含/链接D3D9。

在您的示例中，Device是一个IDirect3DDevice9。每个D3D9应用程序都必须创建一个这样的设备。很容易找到关于如何创建的示例代码（例如https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/bb204867%28v=vs.85%29.aspx）。

在您的示例代码中，只捕获了在DirectX中呈现的内容，我认为这不是您的意图。要捕获整个屏幕（我假设这是目标），而不是使用IDirect3DDevice9::GetRenderTarget，您应该使用IDirect3DDevice9::GetFrontBufferData，就像这个教程中所示（http://dim-i.net/2008/01/29/taking-screenshots-with-directx-and-dev-cpp/）。如果您想要速度，您不应该在每一帧重新创建离屏表面，就像您的示例和这个教程中一样。在这种情况下，内存池应该是D3DPOOL_SYSTEMMEM，而不是D3DPOOL_SCRATCH。根据屏幕大小，写入图像到磁盘可能是瓶颈。

还要注意，从中捕获的屏幕将用于创建IDirect3DDevice9的适配器。这是IDirect3D9::CreateDevice的第一个参数。只有在可能捕获多个监视器时才需要考虑这一点。

- MuertoExcobito