在上一章 桌面复制接口 (DDAImpl) 中，我们认识了流水线中的"高速摄影师"。它为我们源源不断地提供了来自屏幕的原始图像"数字底片"。
现在我们面临一个新问题：这些"数字底片"（原始图像帧）非常大。如果我们把它们一张张直接存起来，文件会很快变得巨大无比，根本不适合存储和传输。我们需要一种方法，将这些连续的图片压缩成一个紧凑的视频文件，比如我们常见的 .mp4 或 .h264 文件。
这项艰巨的任务就交给了我们流水线的终点站------NvEncoderD3D11，一位利用 GPU 硬件进行超高速压缩的"专业剪辑师"。
NvEncoderD3D11 是什么？
NvEncoderD3D11 是我们流水线的第三步，也是最后一步：编码 (Encode)。
简单来说，它是一个与 NVIDIA GPU 内置的专用视频编码硬件（称为 NVENC）进行沟通的桥梁。传统的视频编码主要依靠 CPU 来完成，这个过程非常消耗计算资源，而且速度较慢。而 NVENC 是专门为视频压缩设计的硬件电路，其效率远非 CPU 可比。
NvEncoderD3D11 这个类直接来自 NVIDIA 官方提供的 Video SDK，它为我们封装了所有与 NVENC 硬件交互的复杂细节。我们只需要把准备好的图像帧"喂"给它，它就能利用 GPU 的强大能力，闪电般地输出压缩好的 H.264 视频数据流。
| 真实世界类比 | nvEncDXGI 组件 |
作用 |
|---|---|---|
| 专业视频压缩机/剪辑师 | NvEncoderD3D11 |
接收一帧帧处理好的图像，利用 GPU 硬件将其高效压缩成 H.264 视频数据包。 |
它的工作就像一台专业的视频压缩设备：你把一张张高清图片放进去，它就能快速地输出一个体积小巧的视频文件，方便存储和网络传输。
如何使用 NvEncoderD3D11？
和 DDAImpl 一样，我们的"导演" 应用程序主控 (DemoApplication) 负责与 NvEncoderD3D11 的所有交互。整个过程可以分为三个阶段：
1. 初始化：
在录制开始前，导演需要设置好这台"视频压缩机"。这通过 DemoApplication 的 InitEnc() 方法完成。
cpp
// 文件: main.cpp (DemoApplication::InitEnc)
// 创建编码器实例，指定设备、输出视频的宽高和输入图像格式
pEnc = new NvEncoderD3D11(pD3DDev, w, h, fmt);
// ... 设置编码参数，比如视频格式、性能预设等 ...
pEnc->CreateDefaultEncoderParams(&encInitParams, NV_ENC_CODEC_H264_GUID, NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HP_GUID);
// 根据参数，正式创建编码器会话
pEnc->CreateEncoder(&encInitParams);这段代码做了几件重要的事情：
- 创建
NvEncoderD3D11对象，并告诉它视频的尺寸等基本信息。 - 配置编码参数（
encInitParams），比如我们希望输出 H.264 格式的视频，并且追求"低延迟高性能"（LOW_LATENCY_HP）。 - 最后调用
CreateEncoder()，让它去和 GPU 硬件沟通，准备好开始工作。
2. 编码一帧：开始压缩
在主录制循环中，每当一帧画面准备好后，导演就会下达"编码！"的指令。这个指令就是调用 EncodeFrame() 方法。
cpp
// 文件: main.cpp (DemoApplication::Encode)
// vPacket 是一个容器，用来接收编码后输出的数据
std::vector<std::vector<uint8_t>> vPacket;
// 将准备好的图像帧交给编码器进行压缩
pEnc->EncodeFrame(vPacket);
// 将压缩好的数据包写入文件
WriteEncOutput();EncodeFrame 是编码工作的核心。它会接收我们准备好的图像帧（注意：它期望的是经过预处理的 NV12 格式图像，我们将在下一章讨论），然后驱动 NVENC 硬件进行压缩。
压缩完成后，它会把结果------一个或多个 H.264 视频数据包（Packet）------填充到 vPacket 这个容器里。我们的程序再把这些数据包写入文件，视频就这样一帧一帧地生成了。
3. 结束编码：收尾工作
当录制结束时，编码器内部可能还缓存着几帧尚未完全输出的数据。我们需要告诉它："工作结束了，把所有剩下的东西都交出来！"
cpp
// 文件: main.cpp (DemoApplication::Cleanup)
// 刷出（Flush）编码器中所有剩余的帧
pEnc->EndEncode(vPacket);
// 将最后的数据包也写入文件
WriteEncOutput();
// 销毁编码器，释放所有硬件资源
pEnc->DestroyEncoder();
delete pEnc;
pEnc = nullptr;EndEncode()会清空编码器的内部缓冲区，确保视频的结尾是完整的。DestroyEncoder()则会通知 GPU 释放所有为这次编码会话分配的资源。这是一个非常重要的步骤，可以防止资源泄漏。
深入内部：NvEncoderD3D11 是如何工作的？
NvEncoderD3D11 的高效来自于它和 GPU 的紧密协作。它在显存中管理着一系列输入和输出缓冲区，整个数据流动过程几乎不涉及慢速的系统内存。
编码一帧的幕后故事
让我们来看一下，当 DemoApplication 调用 Encode() 时，内部发生了什么。
进行高速压缩 GPU-->>Encoder: 编码完成，输出数据已放入输出缓冲区 Encoder->>GPU: 拷贝输出数据到 CPU 内存 GPU-->>Encoder: 数据已拷贝 Encoder-->>App: 返回包含 H.264 数据的 vPacket
这个流程的关键在于异步处理 和零拷贝：
- 获取输入缓冲区 :
DemoApplication并不是自己创建用于编码的图像内存，而是向NvEncoderD3D11"借"一个。这通过GetNextInputFrame()实现。这确保了图像数据从始至终都保留在显存中，避免了从内存到显存的低效拷贝。 - 提交编码任务 : 当
EncodeFrame()被调用时，NvEncoderD3D11只是向 GPU 驱动提交了一个"编码请求"，然后就可以立刻返回，让 CPU 去做别的事情。GPU 的 NVENC 硬件会在后台独立完成繁重的压缩工作。 - 获取输出 : 当 GPU 完成编码后，
NvEncoderD3D11会负责从显存的输出缓冲区中取回压缩好的 H.264 数据，并返回给调用者。
关键代码解析
让我们将上面的流程与代码对应起来。
第一步：在预处理阶段获取输入缓冲区
这个操作实际上发生在 Preproc() 函数中，因为它需要一个目标位置来存放转换后的颜色数据。
cpp
// 文件: main.cpp (DemoApplication::Preproc)
// 向编码器申请一个可用的输入缓冲区
const NvEncInputFrame *pEncInput = pEnc->GetNextInputFrame();
// 这个缓冲区本质上是一个 D3D11 纹理，我们将其指针保存下来
pEncBuf = (ID3D11Texture2D *)pEncInput->inputPtr;
// 接下来，色彩转换器会把数据写入 pEncBuf
// ...这一步非常巧妙。我们直接将预处理（色彩转换）的结果写入了编码器指定的显存位置，避免了任何不必要的数据拷贝。
第二步：在编码阶段提交任务
当 Encode() 函数被调用时，pEncBuf 已经包含了准备好的图像数据。
cpp
// 文件: main.cpp (DemoApplication::Encode)
try
{
// 告诉编码器处理我们刚刚填充好的那个输入缓冲区
// 编码结果会被放入 vPacket
pEnc->EncodeFrame(vPacket);
// 将 vPacket 中的数据写入文件
WriteEncOutput();
}
catch (...)
{
// ...
}EncodeFrame 内部会处理所有与 GPU 的复杂通信，我们只需要等待它返回压缩好的数据即可。
总结
在本章中，我们认识了流水线中负责"临门一脚"的强大组件------NvEncoderD3D11。
- 我们知道了它是利用 NVIDIA NVENC 硬件进行视频编码的封装类，是实现高性能录制的关键。
- 它的角色是流水线中的"专业视频压缩机"，负责将图像帧压缩成 H.264 视频流。
- 我们学习了它的核心用法：通过
CreateEncoder()初始化，循环调用EncodeFrame()进行编码，最后通过EndEncode()和DestroyEncoder()完成收尾。 - 我们还探究了其内部的高效工作机制，理解了它如何通过管理显存中的输入/输出缓冲区，实现与 GPU 的高效异步协作。
至此，我们已经了解了流水线的起点 桌面复制接口 (DDAImpl) 和终点 NvEncoderD3D11。但是，我们留下了一个悬念：DDAImpl 捕获的是 RGBA 格式的图像，而 NvEncoderD3D11 最高效的输入格式是 NV12。