DX学习笔记之Surfaces PART 1
声明：本文完全翻译自DX SDK Documentation
一个surface代表了显存中的一块线性区域，通常在显卡的显存中，尽管surface也可以存在系统内存中。surface是被IDirect3DSurface9接口管理的。
1. front buffer：一块矩形内存，会被graphics adapter翻译并在显示屏上显示。在Ｄ３Ｄ中，程序从来不会直接往front buffer上写的。
2. back buffer：一块矩形内存，程序可以直接写；它永远不会直接被显示到显示器上。
3. flipping surface： 将back buffer移到front buffer的过程。
4. swap chain： 一组，一个或多个，back buffer，可以被顺序地present到front buffer上。
Getting a Surface
可以通过调用如下方法，创建一个surface：
IDirect3DDevice9::CreateDepthStencilSurface
IDirect3DDevice9::CreateOffscreenPlainSurface
IDirect3DDevice9::CreateRenderTarget
surface format决定了surface内存中的pixel数据是如何解析的。D3D使用结构体D3DSURFACE_DESC中的D3DFORMAT成员来描述surface format。我们可以查看某一个存在surface的格式通过调用IDirect3DSurface9::GetDesc方法。
一旦一个surface已经创建，可以调用如下方法来获得它的指针：
IDirect3DCubeTexture9::GetCubeMapSurface
IDirect3DDevice9::GetBackBuffer
IDirect3DDevice9::GetDepthStencilSurface
IDirect3DDevice9::GetFrontBufferData
IDirect3DDevice9::GetRenderTarget
IDirect3DDevice9::GetBackBuffer
IDirect3DDevice9::GetSurfaceLevel
IDirect3DDevice9接口允许我们直接访问内存，通过IDirect3DDevice9::UpdateSurface方法。该方法允许我们将一个IDirect3DDevice9 surface的矩形区域拷贝到另一个IDirect3DDevice9 surface。surface接口同样提供直接访问显存的方法。例如，你可以使用IDirect3DDevice9::LockRect方法锁住显存上的一块矩形区域。千万别忘记调用IDirect3DDevice9::UnlockRect解锁surface上的那块区域，当你完成工作后。
Surface Format
pixel的类型用枚举类型D3DFORMAT来表示。例如D3DFMT_R5G6B5,5位给red，6为给green，5位给blue。
What is a Swap Chain
显卡hold一个指针，指向一个正在被显示到显示器上的surface，叫做front buffer。当显示器刷新的时候，显卡就会将front buffer的内容送到显示器上去显示。然后，这可能会导致一个问题，跟计算机的其它部件相比，显示器的刷新频率非常低，60～100hz。如果你的程序正在更新front buffer，而这时显示器正在刷新，或许用户会看到一个撕扯的画面，一半新的，一半旧的。
D3D提供两种方法来解决这个问题：
1. 我们在显示器做vertical retrace操作时，做front buffer的更新。显示器典型的刷新就从左上角到右下角逐行扫描的，在扫描完后，会有一个vertical retrace操作，即从右下角回到左上角去，在这个操作期间，我们更新front buffer是不会出现问题的。vertical retrace的操作是比较慢的，但是，不够慢到可以等待我们渲染一个非常大的场景，因此我们还需要一个新的机制，back buffering。
2. back buffering就是将场景画到off-screen的surface上，及back buffer。通过使用back buffer，我们就无需担心显示器的刷新频率了，程序可以决定什么时候将back buffer 移动到front buffer去。
移动back buffer到front buffer的过程叫做surface flipping。因为，surface都是用指针指着的，所以这个过程只需做一个指针改变而已。当程序命令D3D将back buffer移动到front buffer去时，D3D其实就做了一个flip pointer的动作。D3D一般会将flip的请求放到一个queue里，等待vertical retrace的发生。surface flipping非常重要，在多媒体，动画，游戏中；它等价于迅速翻一本漫画书，看到动画的意味。
Width vs. Pitch
D3D用结构体D3DSURFACE_DESC来描述surface，其中包括了surface的大小（宽跟高，单位是pixel），以及在内存中的表示。但我们使用IDirect3DSurface9::LockRect方法时，描述结构体D3DLOCKED_RECT里是用pitch来形容surface的。pitch值描述了surface的pitch，俗称stride，它表示图片中的一行（值就是两个内存地址的差，图片某行的开始，跟图片下行的开始），单位是byte。pitch的变动很大，它往往不仅仅是宽度×pixel的bytes，还有cache（pitch的值可能是照片被cache那部分的bytes总和），对其等因素。所以我们一定要使用IDirect3DSurface9::LockRect方法返回的ptich值，不要自己擅自算一个自以为是正确的pitch值。
Flipping Surfaces
每一个设备至少有一个swap chain。当初始化D3D设备时，设置D3DPRESENT_PARAMETERS中的BackBufferCount值来告诉D3D我们swap chain中back buffer的数量。然后调用IDirect3D9::CreateDevcie来创建设备及swap chain。
我们调用IDirect3DDevcie9：：Prensent时，会发出surface flip请求。front buffer跟其他back buffer间的flipping是一个循环的模式。
当程序是多视图时，我们可以用IDirect3DDevice9::CreateAddtitionalSwapChain来创建额外的swap chain，然后每一个swap chain结合一个视图窗口。在调用该函数的时候，需要两个参数，一个是D3DPRESENT_PARAMETERS，另一个是IDirect3DSwapChain9接口的指针。然后，我们就可以直接调用IDirect3DSwapChain9：：Present了。
我们可以访问某一个特定的back buffer，通过调用IDirect3DSwapChain9：：GetBackBuffer或者IDirect3DDevcie9：：GetBackBuffer，它会返回IDirect3DSurface接口指针，代表back buffer surface。该调用会自动增加IDirect3DDevcie9接口的引用计数，所以一定要记住调用IUnknown当我们使用完该surface，否则会内存泄漏。
要记住：swap chain对应的是present动作，display adapter driver做的是flipping操作。
While such "Present" operations are almost invariably implemented by flip operations when the swap chain is a full-screen one, they are necessarily implemented by copy operations when the swap chain is windowed. Furthermore, a display adapter driver may use flipping to implement Present operations against full-screen swap chains based on the D3DSWAPEFFECT_DISCARD and D3DSWAPEFFECT_COPY.
一个surface代表了显存中的一块线性区域，通常在显卡的显存中，尽管surface也可以存在系统内存中。surface是被IDirect3DSurface9接口管理的。
1. front buffer：一块矩形内存，会被graphics adapter翻译并在显示屏上显示。在Ｄ３Ｄ中，程序从来不会直接往front buffer上写的。
2. back buffer：一块矩形内存，程序可以直接写；它永远不会直接被显示到显示器上。
3. flipping surface： 将back buffer移到front buffer的过程。
4. swap chain： 一组，一个或多个，back buffer，可以被顺序地present到front buffer上。
Getting a Surface
可以通过调用如下方法，创建一个surface：
IDirect3DDevice9::CreateDepthStencilSurface
IDirect3DDevice9::CreateOffscreenPlainSurface
IDirect3DDevice9::CreateRenderTarget
surface format决定了surface内存中的pixel数据是如何解析的。D3D使用结构体D3DSURFACE_DESC中的D3DFORMAT成员来描述surface format。我们可以查看某一个存在surface的格式通过调用IDirect3DSurface9::GetDesc方法。
一旦一个surface已经创建，可以调用如下方法来获得它的指针：
IDirect3DCubeTexture9::GetCubeMapSurface
IDirect3DDevice9::GetBackBuffer
IDirect3DDevice9::GetDepthStencilSurface
IDirect3DDevice9::GetFrontBufferData
IDirect3DDevice9::GetRenderTarget
IDirect3DDevice9::GetBackBuffer
IDirect3DDevice9::GetSurfaceLevel
IDirect3DDevice9接口允许我们直接访问内存，通过IDirect3DDevice9::UpdateSurface方法。该方法允许我们将一个IDirect3DDevice9 surface的矩形区域拷贝到另一个IDirect3DDevice9 surface。surface接口同样提供直接访问显存的方法。例如，你可以使用IDirect3DDevice9::LockRect方法锁住显存上的一块矩形区域。千万别忘记调用IDirect3DDevice9::UnlockRect解锁surface上的那块区域，当你完成工作后。
Surface Format
pixel的类型用枚举类型D3DFORMAT来表示。例如D3DFMT_R5G6B5,5位给red，6为给green，5位给blue。
What is a Swap Chain
显卡hold一个指针，指向一个正在被显示到显示器上的surface，叫做front buffer。当显示器刷新的时候，显卡就会将front buffer的内容送到显示器上去显示。然后，这可能会导致一个问题，跟计算机的其它部件相比，显示器的刷新频率非常低，60～100hz。如果你的程序正在更新front buffer，而这时显示器正在刷新，或许用户会看到一个撕扯的画面，一半新的，一半旧的。
D3D提供两种方法来解决这个问题：
1. 我们在显示器做vertical retrace操作时，做front buffer的更新。显示器典型的刷新就从左上角到右下角逐行扫描的，在扫描完后，会有一个vertical retrace操作，即从右下角回到左上角去，在这个操作期间，我们更新front buffer是不会出现问题的。vertical retrace的操作是比较慢的，但是，不够慢到可以等待我们渲染一个非常大的场景，因此我们还需要一个新的机制，back buffering。
2. back buffering就是将场景画到off-screen的surface上，及back buffer。通过使用back buffer，我们就无需担心显示器的刷新频率了，程序可以决定什么时候将back buffer 移动到front buffer去。
移动back buffer到front buffer的过程叫做surface flipping。因为，surface都是用指针指着的，所以这个过程只需做一个指针改变而已。当程序命令D3D将back buffer移动到front buffer去时，D3D其实就做了一个flip pointer的动作。D3D一般会将flip的请求放到一个queue里，等待vertical retrace的发生。surface flipping非常重要，在多媒体，动画，游戏中；它等价于迅速翻一本漫画书，看到动画的意味。
Width vs. Pitch
D3D用结构体D3DSURFACE_DESC来描述surface，其中包括了surface的大小（宽跟高，单位是pixel），以及在内存中的表示。但我们使用IDirect3DSurface9::LockRect方法时，描述结构体D3DLOCKED_RECT里是用pitch来形容surface的。pitch值描述了surface的pitch，俗称stride，它表示图片中的一行（值就是两个内存地址的差，图片某行的开始，跟图片下行的开始），单位是byte。pitch的变动很大，它往往不仅仅是宽度×pixel的bytes，还有cache（pitch的值可能是照片被cache那部分的bytes总和），对其等因素。所以我们一定要使用IDirect3DSurface9::LockRect方法返回的ptich值，不要自己擅自算一个自以为是正确的pitch值。
Flipping Surfaces
每一个设备至少有一个swap chain。当初始化D3D设备时，设置D3DPRESENT_PARAMETERS中的BackBufferCount值来告诉D3D我们swap chain中back buffer的数量。然后调用IDirect3D9::CreateDevcie来创建设备及swap chain。
我们调用IDirect3DDevcie9：：Prensent时，会发出surface flip请求。front buffer跟其他back buffer间的flipping是一个循环的模式。
当程序是多视图时，我们可以用IDirect3DDevice9::CreateAddtitionalSwapChain来创建额外的swap chain，然后每一个swap chain结合一个视图窗口。在调用该函数的时候，需要两个参数，一个是D3DPRESENT_PARAMETERS，另一个是IDirect3DSwapChain9接口的指针。然后，我们就可以直接调用IDirect3DSwapChain9：：Present了。
我们可以访问某一个特定的back buffer，通过调用IDirect3DSwapChain9：：GetBackBuffer或者IDirect3DDevcie9：：GetBackBuffer，它会返回IDirect3DSurface接口指针，代表back buffer surface。该调用会自动增加IDirect3DDevcie9接口的引用计数，所以一定要记住调用IUnknown当我们使用完该surface，否则会内存泄漏。
要记住：swap chain对应的是present动作，display adapter driver做的是flipping操作。
While such "Present" operations are almost invariably implemented by flip operations when the swap chain is a full-screen one, they are necessarily implemented by copy operations when the swap chain is windowed. Furthermore, a display adapter driver may use flipping to implement Present operations against full-screen swap chains based on the D3DSWAPEFFECT_DISCARD and D3DSWAPEFFECT_COPY.
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