深度解读 - Windows 7核心图形架构细致分析(来自微软)

2020-02-15 09:33栏目:操作系统
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Vista之家:Windows 7新DWM桌面管理节省内存可达50%

Win7之家:不再拘泥一个内核?Windows7 图形引擎 PK Vista

在多显示器下, Windows 7 提供了一个新的全局快捷键功能: Win + P ,可以快速设置多显示器工作状态,这个快捷键本来是特地为了投影仪应用而设计

Win7之家:Windows 7 新DWM桌面管理节省内存可达50%

Windows 7图形引擎修改了Vista引入的DWM工作方式,同时它还带来了新的API、D2D和DWrite、新的Direct3D 11并能更好的处理多路输出设备。 微软的桌面和图形小组高级架构师David Blythe在Channel 9的采访中解释了,什么是桌面窗口管理器及其如何运作。应用程序不会直接在屏幕上绘图而是在内存的位图上进行,DWM负责把图像绘制到屏幕。这项技术的使用是为了在图形出现在屏幕之前对其应用各种变换。这就是动画任务栏缩略图如何创建的机理或者说桌面缩放是如何运作的。 Vista的DWM最大的问题是它的效率问题。直到Vista为止,应用程序使用GDI在屏幕上进行绘图,同时GDI使用硬件图形加速器来完成实际的工作。在Vista中,GDI在内存中进行绘图,DWM使用已绘制好的位图并用GPU把它绘制到屏幕上。这会导致有两份同样的图像。Windows 7中的改进意味着GDI将直接在图形内存中进行绘制,这将在GDI中再次引入最小的硬件加速层。这项改变会极大的降低内存的消耗和让图形呈现速度加快。 两项新的DirectX API是Direct2D和DirectWrite。根据MSDN的资料,Direct2D是: 硬件加速的即时模式2维图形API,它在2维几何图形、位图和文本方面有着较高的性能和质量。Direct2D API是设计与GDI、GDI+和Direct3D之间进行互操作的。 而DirectWrite则是: DirectWrite提供高质量的文本呈现、具有独立分辨率的轮廓字体、完整的Unicode文本以及布局支持。在使用Direct2D的时候,DirectWrite是硬件加速的。 Windows 7带的Direct3D 11是D3D10的超集,它还可运行在D3D9和D3D10.x硬件之上。D3D11展现的一些新特性,如下所示: 分割 - 在运行时,在底层细节的多边形模型的基础上,提升直观的多边形数量 多线程呈现 - 利用多核CPU从不同的线程来呈现相同的Direct3D设备对象 计算着色器 - 公开着色器管道的非图形任务,例如,流式处理和物理加速,包括HLSLShader Model 5 在Vista中运行得不太顺畅的一项特性已经在Windows 7中得到解决,该特性可管理多个显示器和类似于放映机的显示设备。为了处理大量的潜在输出设备配置,GDI API进行了扩展,对于所需的输出配置可以简单地通过按Win + P键来进行选择。

显示设备连接和配置

在Windows 7中,DEM将利用GPU和Direct3D 10.1 API特性,这意味着它可以减少内存消耗达50%,并且反应更为迅速.

在 LDA 配置下,程序界面在不同的输出中漫游基本上是透明的,叫做 Dynamic adapter switching 动态适配器切换

在PDC2008上,讲师Anantha Kancherla展示了Windows 7的一些开发人员希望了解的特性.而对于我们普通用户来说,Windows 7的一个参数特别值得我们注意,那就是Desktop Window Manager,DWM窗口管理器是一个建立于WPF上的组件,在Vista中主要负责图形界面外观.

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Direct3D 11

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Windows 7 核心图形架构,老的 GDI/GDI+ 仍被单独支持,不过, Windows 7 提供了它们对应功能的新的实现方法相比 Vista 带的 DirectX 10 , Windows 7 自带了 DirectX 11 ,和 WDDM 1.0 到 1.1 的变化不同, DirectX 11 的版本号表示其变化更大一些。 Windows 7 DirectX 11 改变了以往的工作模式,将 Direct3D 10.1 升级到 Direct3D 11 ,同时将以前 Vista 无法硬件加速的 GDI/GDI+ 的工作重新划分、引入新的 Direct2D 和 DirectWrite API 来完成:

总的来说, Windows 7 的图形架构比起 Vista 来更加完善,应用也更加方便。最明显的就是 GDI API 的变迁了,现在 GDI 应用程序也获得了硬件加速,就如同 XP 下一样,比其 Vista 下只能处理器来进行处理,因此用户们可以感觉到日常应用会更加流畅。

WDDM 1.1 带来的改动挺多的,下面我们先来看看 WDDM 1.0 相对 XPDM 的改动,也就是 Vista 相对 XP 的改动

在 Vista 下, GDI (绘制通常的 2D 窗口的 API ,此外还有很多其他图形操作使用 GDI )和 DirectX ( 3D 应用 API )具有着不同的处理方法: Direct3D 是硬件加速的,而 GDI 则不是( GDI 在 XPDM 时是硬件加速的),因此 Vista 用户在一些图形程序上会感到比 XP 慢;而且 GDI 应用程序先经过 CPU 软件处理到系统内存上,再传输到显卡驱动分配的 GDI 显存区域上(也在系统内存当中),再由 DWM 负责将画面合成输出到显示器

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通过 Vista 中缺失的 GDI 硬件加速纳入到 DirectX 体系中重新获得硬件加速,并且性能要更快;未来显卡厂商们将不再需要提供 GDI 加速

老的WDDM 1.0 处理GDI 应用程序就如前面说过的一样

显示技术

编辑:马志文

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