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Direct3D开发入门指南

1. 计算着色器（Compute Shader）阶段

计算着色器（也称为DirectCompute）是一个可选的可编程阶段，它可以在多个线程上执行着色器程序。在执行时，它可以选择性地传入一个调度线程标识符（SV_DispatchThreadID）和最多三个线程组标识符值（SV_GroupIndex、SV_GroupID和SV_GroupThreadID）作为输入。该着色器支持多种用途，包括后期处理、物理模拟、人工智能和通用图形处理单元（GPGPU）任务。

从功能级别11_0开始的硬件设备必须支持计算着色器，而功能级别10_0和10_1的硬件设备则可以选择支持。线程标识符通常用作资源的索引，以执行相应的操作。同一个着色器程序可以同时在数千个线程上运行，通常每个线程会对无序访问视图（UAV）资源的一个元素进行读写操作。

控制计算着色器阶段的设备上下文命令被分组在ComputeShader属性中，或者在非托管API中以CS开头。计算着色器准备好后，通过在设备上下文上调用Dispatch命令并传入要使用的线程组数量来执行。

2. Direct3D 11.1和11.2简介

随着Windows 8的发布，Direct3D推出了小版本更新，即Direct3D 11.1和DXGI API 1.2。后来，通过Windows 7 SP1和Windows Server 2008 R2 SP1的平台更新，一些不需要Windows显示驱动模型（WDDM）1.2的功能也可以在Windows 7和Windows Server 2008 R2上使用。

2013年10月，Windows 8.1发布，不久后Xbox One问世，微软又推出了Direct3D 11.2和DXGI 1.3的小版本更新。这些进一步的更新在Windows 7或Windows 8的早期版本上不可用。

3. Direct3D 11.1和DXGI 1.2的特性

• Direct3D 11.1的增强功能：
  • 无序访问视图（UAVs）现在可以在任何着色器阶段使用，而不仅仅是像素和计算着色器。
  • 在将资源绑定到输出合并阶段时，可以使用更多的UAVs。
  • 支持减少内存带宽和功耗（如HLSL最小精度、交换链脏区域和滚动呈现参数）。
  • 着色器跟踪和编译器增强。
  • Direct3D设备共享。
  • 可以创建比着色器可访问的更大的常量缓冲区（通过绑定常量缓冲区的子集）。
  • 支持在渲染目标中使用新的混合状态选项进行逻辑操作。
  • 可以为视频资源创建SRV/RTV和UAVs，以便Direct3D着色器可以处理视频资源。
  • 能够在会话0进程（从后台服务）中使用Direct3D。
  • 扩展了共享Texture2D资源的资源共享。
• DXGI 1.2的增强功能：
  • 新的翻转模型交换链。
  • 支持立体3D显示。
  • 可以将输出限制到特定的显示器。
  • 支持脏矩形和滚动区域，可减少内存带宽和功耗。
  • 提供应用程序遮挡状态通知事件（即知道何时不需要渲染）。
  • 新的桌面复制API，取代了以前的镜像驱动程序。
  • 改进了基于事件的同步以共享资源。
  • 额外的调试API。

4. Direct3D 11.2和DXGI 1.3的特性

• Direct3D 11.2的增强功能：
  • 在Windows 8.1的Windows应用商店应用中支持HLSL编译。此功能在Windows 8的Windows应用商店应用中缺失，现在允许应用程序在运行时为Windows应用商店应用编译着色器。
  • 支持HLSL着色器链接，允许将预编译的HLSL函数打包到库中，并在运行时链接到着色器中。
  • 支持平铺资源，这种大型资源使用少量物理内存，适用于大型地形。
  • 能够注释图形命令，将字符串和整数值发送到Windows事件跟踪（ETW）。
• DXGI 1.3的增强功能：
  • 重叠交换链和缩放，例如，呈现一个以较低分辨率渲染的交换链，然后进行上采样并与显示器原生分辨率的UI交换链重叠。
  • 修剪设备命令，允许临时释放内存。适用于应用程序被挂起时，以减少因回收资源而被终止的可能性。
  • 能够设置后缓冲区的源大小，允许在不重新创建交换链资源的情况下调整交换链的大小（变小）。
  • 能够通过指定最大帧延迟（一次可以排队的帧数）并在开始下一帧的绘制命令之前获取一个等待句柄，以实现更灵活和更低的帧延迟。

5. 使用C#和SharpDX构建Direct3D 11应用程序

下面将介绍如何准备一个空白项目，该项目包含适当的SharpDX引用和一个最小的渲染循环。项目将初始化必要的Direct3D对象，然后提供一个基本的渲染循环，将渲染表面的颜色设置为淡蓝色。

5.1 准备工作

• 确保安装了Visual Studio 2012 Express for Windows Desktop或更高版本的专业版。
• 下载SharpDX二进制包并准备好。
• 为了简化操作，将所有项目放在一个解决方案中：
  1. 在Visual Studio中，通过导航到“文件”|“新建”|“项目…”（Ctrl + Shift + N），在“新建项目”表单右上角的搜索框中输入“Blank Solution”（Ctrl + E），搜索并选择“空白解决方案”。
  2. 输入解决方案名称和位置，然后点击“确定”。这里假设解决方案名为D3DRendering.sln，位于C:\Projects\D3DRendering。
  3. 此时，应该在C:\Projects\D3DRendering\D3DRendering.sln处创建了一个新的空白解决方案。
  4. 将SharpDX包的内容提取到C:\Projects\D3DRendering\External。此时，C:\Projects\D3DRendering\External\Bin文件夹应该已经存在。

5.2 具体操作步骤

1. 打开解决方案，创建一个新的项目：
   • 添加一个新的Windows窗体应用程序项目到解决方案中，并选择.NET Framework 4.5。
   • 将项目命名为Ch01_01EmptyProject。
2. 添加SharpDX引用：
   • 在解决方案资源管理器中选择项目，然后从主菜单导航到“项目”|“添加引用”。
   • 点击左侧的“浏览”选项，然后在“引用管理器”中点击“浏览…”按钮。
   • 对于与Windows 7、Windows 8和Windows 8.1兼容的Direct3D 11.1项目，导航到C:\Projects\D3DRendering\External\Bin\DirectX11_1-net40，选择SharpDX.dll、SharpDX.DXGI.dll和SharpDX.Direct3D11.dll。
   • 对于仅与Windows 8.1兼容的Direct3D 11.2项目，导航到C:\Projects\D3DRendering\External\Bin\DirectX11_2-net40，并添加相同的引用。
   • 点击“引用管理器”中的“确定”以接受更改。
3. 在Program.cs中添加以下using指令：

using SharpDX; using SharpDX.Windows; using SharpDX.DXGI; using SharpDX.Direct3D11; // 解决名称冲突，明确指定要使用的类 using Device = SharpDX.Direct3D11.Device;

4. 在同一源文件中，用以下代码替换Main()函数以初始化Direct3D设备和交换链：

[STAThread] static void Main() { #region Direct3D Initialization // 创建用于渲染的窗口 Form1 form = new Form1(); form.Text = "D3DRendering - EmptyProject"; form.Width = 640; form.Height = 480; // 声明设备和交换链变量 Device device; SwapChain swapChain; // 创建设备和交换链 Device.CreateWithSwapChain( SharpDX.Direct3D.DriverType.Hardware, DeviceCreationFlags.None, new [] { SharpDX.Direct3D.FeatureLevel.Level_11_1, SharpDX.Direct3D.FeatureLevel.Level_11_0, SharpDX.Direct3D.FeatureLevel.Level_10_1, SharpDX.Direct3D.FeatureLevel.Level_10_0, }, new SwapChainDescription() { ModeDescription = new ModeDescription( form.ClientSize.Width, form.ClientSize.Height, new Rational(60, 1), Format.R8G8B8A8_UNorm ), SampleDescription = new SampleDescription(1,0), Usage = SharpDX.DXGI.Usage.BackBuffer | Usage.RenderTargetOutput, BufferCount = 1, Flags = SwapChainFlags.None, IsWindowed = true, OutputHandle = form.Handle, SwapEffect = SwapEffect.Discard, }, out device, out swapChain ); // 创建后缓冲区和渲染目标视图的引用 var backBuffer = Texture2D.FromSwapChain<Texture2D>(swapChain, 0); var renderTargetView = new RenderTargetView(device, backBuffer); #endregion ... }

5. 在同一个Main()函数中，使用SharpDX实用类SharpDX.Windows.RenderLoop创建一个简单的渲染循环，用淡蓝色清除渲染目标：

#region Render loop // 创建并运行渲染循环 RenderLoop.Run(form, () => { // 用淡蓝色清除渲染目标 device.ImmediateContext.ClearRenderTargetView( renderTargetView, Color.LightBlue); // 在这里执行渲染命令... // 呈现帧 swapChain.Present(0, PresentFlags.None); }); #endregion

6. 最后，在渲染循环之后，清理Direct3D COM引用：

#region Direct3D Cleanup // 释放设备和创建的其他资源 renderTargetView.Dispose(); backBuffer.Dispose(); device.Dispose(); swapChain.Dispose(); #endregion

7. 启动项目调试（F5）。如果一切正常，应用程序将运行并显示一个窗口。虽然目前还没有什么特别令人兴奋的地方，但我们已经有了一个可用的设备和交换链。

6. 代码工作原理

我们创建了一个标准的Windows Forms应用程序，以便简化示例，使项目可以在Windows 7、Windows 8和Windows 8.1上构建。

向项目中添加SharpDX.dll引用可以访问所有从Direct3D SDK头文件生成的通用枚举和结构，以及许多基类和辅助工具，如矩阵实现和我们使用的RenderLoop。添加SharpDX.DXGI.dll引用可以访问DXGI API（我们的交换链就是从这里获取的），最后，SharpDX.Direct3D11.dll提供了对Direct3D 11类型的访问。

添加的using指令大部分都很容易理解，除了SharpDX.Windows命名空间。这个命名空间包含了RenderLoop的实现，以及一个System.Windows.Form的派生类，它为Direct3D应用程序提供了一些有用的事件（例如，何时暂停/恢复渲染）。

在添加using指令时，有时会出现命名空间之间类型名称冲突的情况。在这种情况下，SharpDX.DXGI和SharpDX.Direct3D11命名空间中都有Device类的定义。为了避免总是使用完全限定的类型名称，我们可以使用别名指令来明确指定要使用的类型，就像我们使用using Device = SharpDX.Direct3D11.Device;这样的代码一样。

我们的Direct3D操作通常分为三个阶段：
-初始化：创建Direct3D设备和资源。
-渲染循环：执行渲染命令和逻辑。
-终结：清理并释放所有资源。

下面是对这三个阶段的详细解释：
-初始化：
- 首先创建一个窗口，以便在创建SwapChain对象时提供有效的句柄。
- 声明设备和交换链变量，用于存储调用静态方法Device.CreateDeviceAndSwapChain的输出。
- 创建设备和交换链时，告诉API使用硬件驱动程序创建Direct3D 11设备，不使用特定标志（DeviceCreationFlags的本地枚举为D3D11_CREATE_DEVICE_FLAG），并使用11.1到10.0之间的可用功能级别。由于我们没有使用接受SharpDX.DXGI.Adapter对象实例的Device.CreateDeviceAndSwapChain重载，设备将使用找到的第一个适配器来构造。
- SwapChainDescription描述了一个与窗口大小相同的后缓冲区，其全屏刷新率为60 Hz。我们指定了SharpDX.DXGI.Format.R8G8B8A8_UNorm格式，这意味着每个像素由32位组成，分别由四个8位无符号归一化值（例如，0.0 - 1.0之间的值表示0 - 255的范围）表示红色、绿色、蓝色和Alpha通道。UNorm表示存储的每个值都被归一化为0.0到1.0之间的8位值，例如，存储在无符号字节中的红色分量255表示1，127表示0.5。以_UInt结尾的纹理格式存储无符号整数值，而_Float则使用浮点值。以_SRgb结尾的格式存储经过伽马校正的值，硬件在读取时会将这些值线性化，并在写入像素时转换回sRGB格式。
- 后缓冲区只能使用有限数量的可用资源格式创建，功能级别也会影响可以使用的格式。功能级别 >= 11.0支持的后缓冲区格式包括：
- SharpDX.DXGI.Format.R8G8B8A8_UNorm
- SharpDX.DXGI.Format.R8G8B8A8_UNorm_SRgb
- SharpDX.DXGI.Format.B8G8R8A8_UNorm
- SharpDX.DXGI.Format.B8G8R8A8_UNorm_SRgb
- SharpDX.DXGI.Format.R16G16B16A16_Float
- SharpDX.DXGI.Format.R10G10B10A2_UNorm
- SharpDX.DXGI.Format.R10G10B10_Xr_Bias_A2_UNorm
- 目前我们不希望对像素进行多重采样，因此提供了默认的无抗锯齿采样模式，即一个样本和质量为零：new SampleDescription(1, 0)。
- 缓冲区使用标志设置为表示缓冲区将用作后缓冲区和渲染目标输出资源。在Direct3D中，可以对所有标志应用按位或运算符。
- 交换链的后缓冲区数量设置为1，并且不需要添加任何标志来修改交换链的行为。
- 将IsWindowed设置为true，表示输出将以窗口模式开始，并传入我们之前创建的窗体的句柄作为输出窗口。
- 使用的交换效果是SwapEffect.Discard，这将导致每次调用swapChain.Present后后缓冲区的内容被丢弃。Windows应用商店应用必须使用SwapEffect.FlipSequential交换效果，这反过来将后缓冲区的有效资源格式限制为以下之一：
- SharpDX.DXGI.Format.R8G8B8A8_UNorm
- SharpDX.DXGI.Format.B8G8R8A8_UNorm
- SharpDX.DXGI.Format.R16G16B16A16_Float
- 设备和交换链初始化完成后，我们获取后缓冲区的引用，以便创建RenderTargetView。这里我们并没有创建任何新对象，只是查询现有对象以获取对适用的Direct3D接口的引用。我们仍然需要正确地释放这些引用，因为底层的COM引用计数器会增加。
-渲染循环：
- 下一个关键代码是SharpDX.Windows.RenderLoop.Run辅助函数。它接受我们的窗体和委托或Action作为输入，并在一个循环中执行委托。该循环会处理所有应用程序消息，并监听任何应用程序关闭事件，例如，如果窗体关闭，它会自动退出循环。渲染循环会阻塞线程，因此在调用RenderLoop.Run之后的任何代码都要等到循环退出后才会执行。
- 我们执行的第一个渲染命令是以淡蓝色清除renderTargetView。这行代码从设备中获取即时设备上下文，然后执行ClearRenderTargetView命令。由于这不是一个延迟上下文，命令会立即执行。
- 最后，我们告诉交换链将后缓冲区（我们刚刚设置为淡蓝色的renderTargetView）呈现到前缓冲区。
-终结：
渲染循环退出后，我们清理创建的所有资源，并释放设备和交换链。所有表示Direct3D对象的SharpDX类都实现了IDisposable接口，应该调用Dispose方法来释放非托管资源。

7. 更多内容

为了让示例更有趣一些，可以尝试对传递给ClearRenderTargetView命令的颜色进行线性插值（LERP）。例如，以下代码将在2秒内将颜色在淡蓝色和深蓝色之间进行插值：

var lerpColor = SharpDX.Color.Lerp(SharpDX.Color.LightBlue, SharpDX.Color.DarkBlue, (float)(totalSeconds / 2.0 % 1.0)); device.ImmediateContext.ClearRenderTargetView( renderTargetView, lerpColor);

你可能会注意到SharpDX二进制目录中还有许多其他的SharpDX程序集。
- SharpDX.Direct2D1.dll程序集提供了Direct2D API。
- SharpDX.D3DCompiler.dll提供运行时着色器编译功能，我们将在后续章节中使用它来编译着色器。
- SharpDX.XAudio2.dll公开了XAudio2 API，用于混合声音。
- SharpDX.RawInput.dll提供了对用户输入设备（如键盘、鼠标、游戏手柄或操纵杆）发送的原始数据的访问。
- SharpDX.MediaFoundation.dll程序集封装了Microsoft Media Foundation，用于处理音频/视频播放。
- 最后，SharpDX.Toolkit.dll程序集为Direct3D 11提供了一个高级游戏API，类似于XNA 4.0为Direct3D 9提供的功能。这些程序集隐藏了许多底层的Direct3D交互，并提供了一些编译工具和便利函数，以简化在项目中包含着色器和其他游戏内容的过程。对于高级操作，这个框架值得一看，但由于我们主要处理底层API，它通常不太适合我们的需求。

SharpDX包为各种平台提供了二进制文件。我们在这里使用了DirectX 11.1 .NET 4.0或DirectX 11.2 .NET 4.0版本，并将在后续的Windows 8.1应用开发中使用WinRT版本。SharpDX还为Direct3D 11、Direct3D 10和Direct3D 9提供了程序集和类。

8. 初始化Direct3D 11.1/11.2设备和交换链

我们已经知道如何创建设备和交换链，但目前只能创建Direct3D 11的引用，还无法访问Direct3D 11.1或11.2的一些功能。下面将修改之前的示例，创建SharpDX.Direct3D11.Device1和SharpDX.DXGI.SwapChain1（原生为ID3D11Device1和IDXGISwapChain1）以访问Direct3D 11.1的功能，以及SharpDX.Direct3D11.Device2和SharpDX.DXGI.SwapChain2（原生为ID3D11Device2和IDXGISwapChain2）以访问Direct3D 11.2的功能。

8.1 准备工作

• 首先，在D3DRendering.sln解决方案中创建一个新的Windows窗体应用程序项目，命名为Ch01_02Direct3D11_1。
• 按照之前的步骤添加SharpDX引用，选择合适的版本（构建一个使用C#和SharpDX的Direct3D 11应用程序）。
• 在解决方案资源管理器中右键单击新项目，选择“设为启动项目”。
• 对于Windows 7/Windows Server 2008 R2用户，此操作需要安装Windows 7 Service Pack 1/Windows Server 2008 R2 SP1的平台更新。由于Direct3D 11.2 API仅适用于Windows 8.1，因此无法在Windows 7上使用。

8.2 具体操作步骤

1. 打开Program.cs，添加之前示例中的using指令，并添加一个额外的别名：

using SharpDX; using SharpDX.Windows; using SharpDX.DXGI; using SharpDX.Direct3D11; // 解决名称冲突，明确指定要使用的类 using Device = SharpDX.Direct3D11.Device; using Device1 = SharpDX.Direct3D11.Device1;

2. 复制之前示例中Main()方法的内容。
3. 构建项目（F6），确保一切设置正确后再继续。
4. 在Main()方法中，用以下代码替换现有的设备初始化代码：

// 创建设备和交换链 Device1 device; SwapChain1 swapChain; // 首先创建一个常规的D3D11设备 using (var device11 = new Device( SharpDX.Direct3D.DriverType.Hardware, DeviceCreationFlags.None, new [] { SharpDX.Direct3D.FeatureLevel.Level_11_1, SharpDX.Direct3D.FeatureLevel.Level_11_0, })) { // 查询设备以获取Device1接口（ID3D11Device1） device = device11.QueryInterfaceOrNull<Device1>(); if (device == null) throw new NotSupportedException( "SharpDX.Direct3D11.Device1 is not supported"); }

这里我们明确排除了低于11_0的功能级别，因为我们将使用SM5和其他Direct3D 11功能。获取Direct3D 11.2接口的方法与此完全相同，只是使用SharpDX.Direct3D11.Device2。
5. 设备创建完成后，使用以下代码初始化交换链：

// 不创建新的DXGI工厂，而是重用内部用于创建设备的工厂 using (var dxgi = device.QueryInterface<SharpDX.DXGI.Device2>()) using (var adapter = dxgi.Adapter) using (var factory = adapter.GetParent<Factory2>()) { var desc1 = new SwapChainDescription1() { Width = form.ClientSize.Width, Height = form.ClientSize.Height, Format = Format.R8G8B8A8_UNorm, Stereo = false, SampleDescription = new SampleDescription(1, 0), Usage = Usage.BackBuffer | Usage.RenderTargetOutput, BufferCount = 1, Scaling = Scaling.Stretch, SwapEffect = SwapEffect.Discard, }; swapChain = new SwapChain1(factory, device, form.Handle, ref desc1, new SwapChainFullScreenDescription() { RefreshRate = new Rational(60, 1), Scaling = DisplayModeScaling.Centered, Windowed = true }, // 限制输出到特定的输出（显示器） null); }

要获取Direct3D 11.2的交换链，按照上述方法创建交换链，然后调用swapChain.QueryInterfaceOrNull ()。
6. 最后，将之前示例中渲染循环中的swapChain.Present调用修改为：

// 呈现帧 swapChain.Present(0, PresentFlags.None, new PresentParameters());

7. 运行项目（F5），结果应该与之前的示例相同。

9. 代码工作原理

我们对之前的代码做的第一个更改是添加了一个新的别名指令using Device1 = SharpDX.Direct3D11.Device1;。我们保留了using Device = SharpDX.Direct3D11.Device;别名，因为我们首先创建一个常规设备，然后查询它以获取11.1版本的实现。

在Direct3D初始化区域，窗口创建完成后，我们将设备和交换链变量的声明类型改为Device1和SwapChain1。然后，使用与之前相同的参数创建设备，但使用构造函数而不是之前的Device.CreateWithSwapChain方法。这是在using语句中完成的，以便自动释放对第一个设备的引用。在using块中，我们查询设备以获取对Device1类的引用。如果Direct3D API中没有Device1的实现，device11.QueryInterfaceOrNull 的返回值将为null，而使用常规的QueryInterface 方法将抛出SharpDX.SharpDXException异常。

所有包装原生COM对象的SharpDX类都支持多种版本的QueryInterface方法，用于查询底层的IUnknown接口。

要创建交换链，我们首先需要获取一个SharpDX.DXGI.Factory2实例的引用。我们不创建新的工厂，而是使用内部用于创建设备的工厂。所有设备实例也实现了SharpDX.DXGI.Device接口，这使我们可以访问Adapter属性。由于这是由DXGI API提供的，我们可以通过GetParent方法从设备回溯到SharpDX.DXGI.Factory2实例。

这部分的等效非托管示例代码如下：

// pd3dDevice创建省略 IDXGIDevice2* pDXGIDevice; hr = pd3dDevice->QueryInterface(__uuidof(IDXGIDevice2), &pDXGIDevice); IDXGIAdapter* pDXGIAdapter; hr = pDXGIDevice->GetParent(__uuidof(IDXGIAdapter), &pDXGIAdapter); IDXGIFactory2* pDXGIFactory; pDXGIAdapter->GetParent(__uuidof(IDXGIFactory2), &pDXGIFactory);

描述Direct3D 11.1的交换链略有不同，它将描述分为两个结构。第一个结构SwapChainDescription1描述了缓冲区的大小、格式、使用情况等，与原始的描述类似，但引入了Stereo和Scaling选项，并排除了全屏属性。第二个结构SwapChainFullScreenDescription描述了交换链的全屏行为，也包含一个Scaling选项。

由于这是一个桌面应用程序，我们使用接受窗口句柄的SwapChain1构造函数来为其创建交换链，并传入交换链描述结构。对于Windows应用商店应用，我们将使用接受Windows.UI.Core.CoreWindow实例的适当构造函数。在Windows.UI.Xaml.Controls.SwapChainPanel的情况下，不提供窗口对象，创建的交换链将分配给原生面板。

工厂的交换链创建方法的最后一个参数允许应用程序将信息显示限制到特定的显示设备。在这种情况下，我们不限制输出，因此传入null。

最后，我们使用DXGI 1.2推荐的Present方法重载（IDXGISwapChain1.Present1）来呈现后缓冲区。额外的PresentParameters参数允许应用程序通过指定滚动和脏矩形来优化呈现，从而减少内存带宽和功耗。在这种情况下，我们只传递一个空实例。

10. 更多内容

初始化Direct3D设备和交换链有多种不同的方法。例如，如果你正在枚举可用的适配器并允许用户选择要使用的适配器，而不是默认使用第一个适配器，那么你已经创建了一个DXGI工厂对象，之前的代码看起来会有所不同。

交换链的输出限制配置是一个有趣的概念，如果你有多个屏幕，很容易进行演示。在前面的示例基础上：
1. 将传递给新SwapChain1(…)构造函数的最后一个参数null改为adapter.Outputs[0]。
2. 将交换链呈现行修改为：

swapChain.Present(0, PresentFlags.RestrictToOutput, new PresentParameters());

综上所述，本文详细介绍了Direct3D 11.1和11.2的新特性，以及如何使用C#和SharpDX构建Direct3D 11应用程序，并深入探讨了初始化Direct3D 11.1/11.2设备和交换链的方法。通过这些内容，开发者可以更好地利用Direct3D的新功能，开发出更高效、更强大的图形应用程序。

Direct3D开发入门指南

11. 关键知识点总结

在前面的内容中，我们详细介绍了Direct3D开发的多个方面，下面通过表格的形式对关键知识点进行总结：
| 类别 | 详细内容 |
| — | — |
| 计算着色器 | 可选可编程阶段，多线程执行，支持多种任务，从功能级别11_0起硬件设备强制支持，通过Dispatch命令执行 |
| Direct3D版本特性 | 11.1：UAV可用于各着色器阶段、多UAV支持、减少带宽功耗等；11.2：HLSL编译、链接，支持平铺资源等 |
| DXGI版本特性 | 1.2：新翻转模型交换链、支持立体3D显示等；1.3：重叠交换链和缩放、修剪设备命令等 |
| 创建应用步骤 | 准备Visual Studio和SharpDX包，创建解决方案和项目，添加引用，初始化设备和交换链，创建渲染循环，清理资源 |
| 代码工作原理 | 初始化：创建设备和交换链，获取后缓冲区和渲染目标视图；渲染循环：清除目标、执行命令、呈现帧；终结：释放资源 |

12. 操作流程梳理

为了更清晰地展示整个开发过程，下面用mermaid流程图来梳理使用C#和SharpDX构建Direct3D 11应用程序以及初始化Direct3D 11.1/11.2设备和交换链的操作流程。

graph LR classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px A([开始]):::startend --> B(准备工作):::process B --> C(创建解决方案和项目):::process C --> D(添加SharpDX引用):::process D --> E(添加using指令):::process E --> F(初始化Direct3D设备和交换链):::process F --> G{是否需要11.1/11.2功能}:::decision G -- 否 --> H(创建简单渲染循环):::process G -- 是 --> I(修改设备和交换链初始化代码):::process I --> H H --> J(清理资源):::process J --> K([结束]):::startend

13. 常见问题及解决方法

在使用Direct3D进行开发的过程中，可能会遇到一些常见问题，下面为大家列举并给出解决方法：
-设备或接口不支持：
-问题描述：在查询设备接口时，返回值为null或抛出异常。
-解决方法：检查硬件是否支持所需的功能级别，确保安装了相应的驱动程序和平台更新。例如，使用Direct3D 11.2 API需要Windows 8.1系统。
-资源释放问题：
-问题描述：程序运行结束后，出现内存泄漏或资源未正确释放的情况。
-解决方法：确保所有实现了IDisposable接口的SharpDX类都调用了Dispose方法，在using语句中使用对象可以自动释放资源。
-颜色插值效果异常：
-问题描述：在使用线性插值（LERP）时，颜色变化不符合预期。
-解决方法：检查插值公式中的参数是否正确，确保totalSeconds变量正确更新。

14. 实践建议

为了帮助开发者更好地掌握Direct3D开发，下面给出一些实践建议：
-多做练习：通过编写不同的示例代码，加深对Direct3D各个功能的理解。可以从简单的颜色变化开始，逐渐增加复杂度，如添加纹理、光照效果等。
-阅读文档：参考官方文档和相关资料，了解Direct3D的最新特性和使用方法。Microsoft Developer Network（MSDN）提供了丰富的Direct3D开发资源。
-参与社区：加入Direct3D开发社区，与其他开发者交流经验，分享代码和遇到的问题。在社区中可以获取更多的灵感和解决方案。

15. 总结与展望

通过本文的介绍，我们了解了Direct3D 11.1和11.2的新特性，掌握了使用C#和SharpDX构建Direct3D 11应用程序的方法，以及初始化Direct3D 11.1/11.2设备和交换链的详细步骤。这些知识为开发者开发高效、强大的图形应用程序提供了有力支持。

随着计算机图形技术的不断发展，Direct3D也会不断更新和完善。未来，我们可以期待更多的新特性和优化，如更高的性能、更丰富的功能等。开发者可以持续关注Direct3D的发展动态，不断学习和探索，将其应用到更多的领域中，创造出更加精彩的图形作品。

希望本文能够对Direct3D开发者有所帮助，让大家在图形开发的道路上越走越远。