D3D中设备丢失的处理

什么是设备丢失

D3D中设备（Device）有两种状态，一种是可操作状态，也就是正常状态，另一种是丢失状态（Lost），处于丢失状态的设备是不能进行渲染操作的。简单的说，设备丢失是只应用程序（Device）与显卡失去了联系，因此无法使用显存。这里的Device不是只硬件，而是我们在程序中创建的Device对象，可以理解为上下文环境。

什么情况会导致设备丢失

当某些事件发生时，设备会由正常状态转换到丢失状态。这些事件包括

• 程序在全屏状态下失去键盘焦点（全屏时按下Alt+Tab或Win+D键或Win+L键）
• 其他程序进入全屏状态
• 电源管理事件，比如屏保等

设备丢失的现象

• 渲染窗口内模型丢失
• 渲染窗口背景色变黑或者干脆没有背景色
• 程序失去响应或者Crash

如何检测设备丢失

设备丢失以后，大多数渲染操作都只是silent failure，所以仍然会返回正确代码，但是Present函数会返回D3DERR_DEVICELOST，所以可以检测该函数的返回值，如果该函数失败，那么就重置设备。当然失败可能还有其他原因，不仅仅是设备丢失而已，这些情况我们都在ResetDevie函数里面一并处理。

// Present the back buffer contents to the display
HRESULT hr = g_pd3dDevice->Present(NULL, NULL, NULL, NULL);

// Render failed, try to reset device
if(FAILED(hr))
{
    ResetDevice(d3dpp) ;
}

如何处理设备丢失

设备丢失以后，应该进行重置（Reset），可以使用Reset函数来重置设备，Reset函数是设备丢失以后唯一起作用的函数，也是唯一能将设备从丢失状态恢复到正常状态的函数。由于设备丢失后，设备与显卡就失去了联系，所以一切与显卡有关的资源也都无法再通过设备访问了，那么这些资源必须释放并重新创建，一般来说，以D3DPOOL_DEFAULT为参数创建的资源，都是在显卡中分配的内存，所以，在重置设备之前要保证所有D3DPOOL_DEFAULT类型的资源都必须释放掉，而且如果程序中使用了额外的SwapChain，那么也要重新创建之，否则Reset函数会失败。设备丢失的处理可以大致分成如下三个步骤

1. 使用TestCooperativeLevel函数检测当前设备状态，如果可以重置，则重置，并重建使用D3DPOOL_DEFAULT创建的资源及SwapChain。
2. 如果设备仍然处于丢失状态，则等待一段时间
3. 如果是其他状态，比如驱动内部错误，则告知用户（比如显示错误框）

处理设备丢失的代码如下

// Reset device
HRESULT ResetDevice(D3DPRESENT_PARAMETERS d3dpp)
{
    // Check device state
    HRESULT hr = g_pd3dDevice->TestCooperativeLevel() ;

    // Device can be reset now
    if (SUCCEEDED(hr) || hr == D3DERR_DEVICENOTRESET)
    {
        // Release resource allocated as D3DPOOL_DEFAULT

        // Reset device
        HRESULT hr = g_pd3dDevice->Reset(&d3dpp) ;
        if (SUCCEEDED(hr))
        {
            ResizeD3DScene(d3dpp.BackBufferWidth, d3dpp.BackBufferHeight) ;
        }
        else// Reset device failed, show error box
        {
            const WCHAR* errorString = DXGetErrorString(hr) ;
            DXTRACE_ERR_MSGBOX(errorString, hr) ;
        }
    }
    // Device is still in lost state, wait
    elseif (hr == D3DERR_DEVICELOST)
    {
        Sleep(25) ;
    }
    else// Other error, Show error box
    {
        const WCHAR* errorString = DXGetErrorString(hr) ;
        DXTRACE_ERR_MSGBOX(errorString, hr) ;
    }

    return hr ;
}

需要注意的是，在重置Device的过程中（即调用Reset函数时），仍然会发生错误，这时我们简单的输出一个错误框告知用户。由于重置设备后，窗口的大小可能改变，所以我们要调用ResizeD3DScene来调整投影窗口的纵横比，该函数如下

// Reset the scene by rebuild the viewing frustum
void ResizeD3DScene(int width, int height)
{
    if (height ==0 ) // Prevent A Divide By Zero By
        height =1; // Making Height Equal One

    // Compute aspect ratio
    float fAspectRatio = width / (FLOAT)height;

    // Setup Projection matrix
    g_Camera.SetProjParams( D3DX_PI/4, fAspectRatio, 1.0f, 1000.0f );

    g_Camera.SetWindow( width, height );
}

验证一个3D程序是否正确处理了设备丢失

如果不能正确的处理设备丢失，则D3D程序经常会产生莫名其妙的现象 ，我们可以使用如下方法验证

1 在程序处于渲染状态时（窗口或者全屏态皆可）按下锁屏键（Win+L），然后返回程序，看看渲染内容是否丢失。

2 在程序处于全屏状态时，按下Win+D回到桌面，或者按下Atl+Tab切换到其他程序，然后在再到渲染程序，看看渲染内容是否丢失。

3 还有其他的，大家发挥想象力。。。

Vista及后续系统的情况

前面讨论的情况都是针对XP系统而言，如果你使用的是Window Vista及更高版本，那么情况则有所不同了，Vista使用的是WDDM driver（Windows Device Driver Model），而XP使用的是XPDM (XP Driver Model)，前面说了，设备丢失的情况很多，并没有一个完整的列表来描述这些情况，但是在Vista系统上则不然，设备丢失只有两种情况，一是硬件hanging，另一种是driver stopped。

• 如果是硬件挂起，那么可以通过ResetEx来重置设备，但是纹理内存会丢失。
• 如果是驱动停止了，那么所有IDirect9Ex 对象必须重新创建以便继续渲染。

在窗口模式下，如果渲染区域被其他窗口遮挡，或者全屏模式下，程序最小化，PresentEx函数都会返回S_D3DPRESENTATIONOCCLUDED，全屏程序在收到WM_ACTIVATEAPP消息时会继续渲染。

在以前版本的DX中，当应用程序经历模式改变时，唯一的恢复办法就是reset device并重新创建所有显存资源及swap chain，但是在Vista上的DirectX，在模式改变后调用reset函数，纹理内存不会丢失，纹理渲染状态信息也不会丢失，这些资源都不必重新创建了。