Windows屏幕捕获技术分析

要想提高录制的帧率，有两个关键因素：编码速度 和屏幕获取速度。本文主要记录Windows图形显示的基本概念，了解这些概念后，对于提速就有了明确的方向。

Windows GDI（Graphics Device Interface ，图形设备接口）是Windows操作系统最早期提供的一套用于绘图的API，允许程序在屏幕、打印机等输出设备上绘制文字、图像、线条等图形内容。可以通过其中的BitBlt函数拷贝屏幕内容，实现截图功能。

特点：

GDI是早期的Windows图形接口，主要由CPU驱动，适用于简单图形绘制；DirectX是现代图形和多媒体API集合，核心由GPU驱动，适合游戏和高性能图形处理。这两种接口都可以使用，但DirectX更现代化、效率更高。

DirectX功能模块：

DXGI（DirectX Graphics Infrastructure） 是Microsoft提供的一套接口：

Desktop Duplication API 是从Windows 8开始 引入的一组专门用于高效捕获桌面画面的接口。

核心函数：

cpp 复制代码

IDXGIOutput1::DuplicateOutput

它实际上就是DXGI中的一部分功能，是通过DXGI提供的接口来实现桌面捕捉的。换句话说：Desktop Duplication API是DXGI提供的桌面捕获功能接口，是DXGI功能集的一部分。

特点：

方法/特性	BitBlt(GDI)	Desktop Duplication API	DirectX(D3D)	Mirror Driver
平均耗时(1080p)	20~50ms	2~8ms	5~15ms	1~5ms
CPU占用	高	低	中	极低
GPU占用	低	中	中	高
适用系统	全Windows	Win8+	全Windows	需安装驱动
单个窗口录制	✅支持	❌不直接支持，只能裁剪	✅支持	✅支持
遮挡窗口内容	仍可能录制（驱动支持）	❌遮挡区域为遮挡内容	部分支持	✅完整支持
最小化窗口	有时能录，有时黑屏	❌黑屏	部分支持	✅完整支持
鼠标指针	手动叠加	✅可选自动附带	手动叠加	手动叠加
多显示器	部分支持	✅完整支持	✅支持	✅支持
游戏画面录制	❌撕裂严重	✅合适，OBS使用	✅合适	✅合适

补充：Windows Graphics Capture (WGC)

Windows 10 1903+ 引入了新的捕获API，支持窗口级捕获、最小化窗口录制，是未来推荐的方向。参考：Windows.Graphics.Capture介绍

判断一个程序使用DirectX还是Desktop Duplication API进行屏幕捕获，只要看到DuplicateOutput被调用，就基本可以确定使用的是Desktop Duplication API。即便后续用了CopyResource、Map、Unmap，也是正常的数据访问流程。

坑点提醒：