窗口/屏幕截图适用于截图、批注等工具场景，时时获取窗口/屏幕图像数据流。下面将介绍视频会议共享桌面、远程桌面等场景如何实现画面录制。

常见的屏幕画面时时采集方案，主要有GDI、WGC、DXGI。

GDI

GDI（Graphics Device Interface）是使用user32下WindowsAPI来实现，是 Windows 操作系统中最早、最基础的图形设备接口，满足所有windows平台。屏幕/窗口截图可以详见： .NET 窗口/屏幕截图 - 唐宋元明清2188 - 博客园

录制屏幕，可以基于GDI截图方案，使用定时器捕获屏幕数据。

GDI性能不太好，尤其是针对高帧率及高分辨率需求，达到每秒20帧以上的截取,占用CPU就有点高了。另外GDI不能获取鼠标,需要在截取的图像中把鼠标画上去。

所以GDI使用很方便、不依赖GPU，对性能要求不高的截图场景建议直接使用这个方案。

WGC

Windows Graphics Capture ，是Win10引入的一种新截取屏幕以及截取窗口内容的机制。WinRT提供接口访问，Csproj属性中添加： true

截图代码实现示例：

1. 创建捕捉项：使用 CreateCaptureItemForMonitor 或 CreateCaptureItemForWindow 来创建捕捉项。
2. 创建D3D11设备和上下文：调用 D3D11CreateDevice 创建 Direct3D 11 设备和设备上下文。这里虽然没有使用DXGI截图，但引用了DXGI的设备类型
3. 转换为 Direct3D 设备：将 D3D11 设备转换为SharpDX Direct3D 设备对象。
4. 创建帧池和会话：使用 Direct3D11CaptureFramePool 和 GraphicsCaptureSession。
5. 开始捕捉：调用 StartCapture 开始会话，并注册帧到达事件。
6. 处理帧：在帧到达事件中处理捕获的帧

我们这里是使用比较成熟的SharpDX来处理Direct3D，引用如下Nuget版本：

获取到截取的D3D对象帧，帧画面转数据流：

将Surface对象转换为获取 SharpDX的Texture2D，映射到CPU以内存拷贝方式输出图像字节数据。

上面默认是输出三通道8位的Bgr24，如果是四通道Bgra32可以按如下从内存拷贝：

拿到字节数据，就可以保存本地或者界面展示了。

屏幕截图Demo显示：

WGC利用了现代图形硬件和操作系统特性、能够提供高性能和低延迟的屏幕捕抓，适用于实时性比较高的场景如屏幕录制、视讯会议等应用。

更多的，可以参考官网
屏幕捕获到视频 - UWP applications | Microsoft Learn
也可以浏览、运行我的Demo： kybs00/CaptureImageDemo (github.com)

DXGI

全名DirectX Graphics Infrastructure。从Win8开始，微软引入了一套新的接口Desktop Duplication API,而由于Desktop Duplication API是通过DXGI来提供桌面图像的，速度非常快。

DXGI使用GPU，所以cpu占用率很低，性能很高。DXGI官网文档： DXGI - Win32 apps | Microsoft Learn

因为DXGI也是使用DirectX,所以很多接口与WGC差不多。也就是通过D3D，各种QueryInterface，各种Enum，核心方法是AcquireNextFrame

它有个缺点，没办法捕获窗口内容。所以视讯会议共享窗口，是无法通过DXGI实现

我们看看Demo调用代码，

捕获画面帧数据：

也是使用硬件加速将2D纹理资源拷贝，然后通过内存拷贝输出为字节数据。

1080P的本地录屏、显示，CPU、GPU使用情况如下：

1080P和WGC方案没有明显差别，延时也接近。但4K、8K分辨率下，DXGI方案更优，能够直接管理图形硬件和提供高性能渲染。它是与内核模式驱动程序和系统硬件进行通信的，借用下官网的架构图：

所以在需要极低延迟和高帧率的4K场景中，DXGI能提供必要的性能优化。

上面3个方案Demo示例，详细代码都在github仓库： kybs00/CaptureImageDemo (github.com)

总结下这三个方案 ，

GDI：适用于所有 Windows 版本，但性能较低。

WGC：Win10 1803版本以上，高性能和低延迟，屏幕及窗口均支持。

DXGI：Win8版本以上，适用于高分辨率高帧率等高性能的需求，并且只支持屏幕录制、不支持窗口。

录制主要是录屏、直播、远程桌面、视讯会议、传屏等场景。录制屏幕/窗口建议优先使用WGC，然后用DXGI兼容win8；如果仅录制屏幕且高分辨率、高帧率场景，建议优先DXGI

关键字：录屏、录制窗口、高性能屏幕捕获