1.虚拟显卡 DisplayPort介绍
1. 基本概念:
DisplayPort 是一种高带宽的数字音视频接口,支持高分辨率和高刷新率的显示输出。
2. 驱动支持:
- Windows 操作系统通常会自动识别并安装基本的 DisplayPort 驱动。
- 然而,为了获得最佳性能和全部功能,建议安装显卡制造商提供的最新驱动程序。
3. 主要显卡制造商:
- NVIDIA
- AMD
- Intel(集成显卡)
4. 驱动更新:
- 可以通过 Windows Update 自动更新驱动。
- 也可以从显卡制造商的官方网站手动下载并安装最新驱动。
5. DisplayPort 特性支持:
- 高分辨率输出(如 4K、8K)
- 高刷新率(如 144Hz、240Hz)
- HDR(高动态范围)
- 多显示器设置
- 音频传输
6. 故障排除:
- 如果遇到 DisplayPort 连接问题,可以尝试更新驱动、检查线缆、或在 Windows 显示设置中调整。
7. 与其他技术的兼容性:
- DisplayPort 可以通过适配器与 HDMI、DVI 等其他接口兼容。
8. 版本差异:
- 不同版本的 DisplayPort(如 1.2、1.4、2.0)支持不同的最大带宽和功能,驱动程序需要相应支持。
要获得最佳的 DisplayPort 性能,建议定期更新显卡驱动,并确保使用与您的硬件兼容的高质量 DisplayPort 线缆。
2. 虚拟 display port 举例
虚拟 DisplayPort(Virtual DisplayPort)是一种软件模拟的显示输出技术,它可以在没有物理显示器连接的情况下创建虚拟显示器。以下是一些虚拟 DisplayPort 的应用举例:
1. 远程桌面解决方案:
例如:Microsoft Remote Desktop, TeamViewer, VNC 等软件可以创建虚拟显示器,使远程用户能够访问额外的桌面空间。
2. 虚拟机环境:
VMware, VirtualBox 等虚拟化软件可以为虚拟机创建虚拟显示器,无需物理连接额外的显示器。
3. 屏幕录制和流媒体:
OBS Studio(Open Broadcaster Software)可以利用虚拟显示输出来捕获和录制特定应用程序的画面。
4. 无头服务器(Headless Servers):
在没有物理显示器的服务器上,可以使用虚拟 DisplayPort 来模拟显示输出,便于远程管理和故障排除。
5. 多显示器仿真:
开发人员可以使用虚拟 DisplayPort 来测试多显示器设置的应用程序,而无需实际连接多个物理显示器。
6. 云游戏平台:
如 NVIDIA GeForce Now, Google Stadia 等,使用虚拟显示技术将游戏画面传输到客户端设备。
7. 虚拟现实(VR)开发:
开发者可以使用虚拟 DisplayPort 来模拟 VR 头显的输出,便于在非 VR 环境中进行开发和测试。
8. 数字标牌系统:
在数字广告牌或信息显示系统中,可以使用虚拟 DisplayPort 来管理和预览内容,而无需物理访问显示设备。
9. 教育和培训模拟:
在远程教育或企业培训中,可以使用虚拟显示技术来共享和操作虚拟桌面环境。
10. 辅助功能应用:
为视障用户创建虚拟显示器,配合屏幕阅读器等辅助技术,提供更好的无障碍体验。
这些例子展示了虚拟 DisplayPort 技术在各种场景下的应用,它为软件开发、远程访问、测试和模拟等领域提供了灵活的解决方案。
3 .简单的驱动框架
在内核级别实现虚拟 DisplayPort 是一个复杂的任务,需要深入了解 Windows 驱动程序开发和显示驱动架构。以下是一个简化的内核模式驱动程序示例,展示了创建虚拟显示设备的基本概念。请注意,这个示例仅供学习目的,并不是一个完整的虚拟 DisplayPort 实现。
首先,你需要安装 Windows Driver Kit (WDK) 和 Visual Studio。然后,创建一个新的 KMDF (Kernel-Mode Driver Framework) 项目。
好的,我来为您提供一个更完整的虚拟 DisplayPort 驱动程序的代码示例。这个示例仍然是简化的,但比之前的版本更加完整,包含了更多的 DisplayPort 相关功能。
首先,我们需要定义一些结构体和常量:
// VirtualDisplayPort.h
#pragma once
#include <ntddk.h>
#include <wdf.h>
// DisplayPort specific structures and constants
typedef struct _DISPLAY_MODE {
ULONG Width;
ULONG Height;
ULONG RefreshRate;
} DISPLAY_MODE, *PDISPLAY_MODE;
typedef struct _EDID_DATA {
UCHAR Data[128];
} EDID_DATA, *PEDID_DATA;
#define IOCTL_SET_DISPLAY_MODE CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0x800, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
#define IOCTL_GET_DISPLAY_MODE CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0x801, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
#define IOCTL_SET_EDID CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0x802, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
#define IOCTL_GET_EDID CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0x803, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
#define IOCTL_SIMULATE_HPD CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0x804, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
// Device context structure
typedef struct _DEVICE_CONTEXT
{
DISPLAY_MODE CurrentMode;
EDID_DATA Edid;
BOOLEAN IsConnected;
} DEVICE_CONTEXT, *PDEVICE_CONTEXT;
WDF_DECLARE_CONTEXT_TYPE_WITH_NAME(DEVICE_CONTEXT, DeviceGetContext)
DRIVER_INITIALIZE DriverEntry;
EVT_WDF_DRIVER_DEVICE_ADD VirtualDisplayPortEvtDeviceAdd;
EVT_WDF_IO_QUEUE_IO_DEVICE_CONTROL VirtualDisplayPortEvtIoDeviceControl;
```
接下来是驱动程序的主要代码:
```c
// VirtualDisplayPort.c
#include "VirtualDisplayPort.h"
NTSTATUS DriverEntry(_In_ PDRIVER_OBJECT DriverObject, _In_ PUNICODE_STRING RegistryPath)
{
NTSTATUS status;
WDF_DRIVER_CONFIG config;
WDF_DRIVER_CONFIG_INIT(&config, VirtualDisplayPortEvtDeviceAdd);
status = WdfDriverCreate(DriverObject,
RegistryPath,
WDF_NO_OBJECT_ATTRIBUTES,
&config,
WDF_NO_HANDLE);
return status;
}
NTSTATUS VirtualDisplayPortEvtDeviceAdd(_In_ WDFDRIVER Driver, _Inout_ PWDFDEVICE_INIT DeviceInit)
{
NTSTATUS status;
WDFDEVICE hDevice;
WDF_OBJECT_ATTRIBUTES deviceAttributes;
WDF_IO_QUEUE_CONFIG queueConfig;
PDEVICE_CONTEXT deviceContext;
UNREFERENCED_PARAMETER(Driver);
WDF_OBJECT_ATTRIBUTES_INIT_CONTEXT_TYPE(&deviceAttributes, DEVICE_CONTEXT);
status = WdfDeviceCreate(&DeviceInit, &deviceAttributes, &hDevice);
if (!NT_SUCCESS(status)) {
return status;
}
deviceContext = DeviceGetContext(hDevice);
RtlZeroMemory(deviceContext, sizeof(DEVICE_CONTEXT));
// Initialize with default values
deviceContext->CurrentMode.Width = 1920;
deviceContext->CurrentMode.Height = 1080;
deviceContext->CurrentMode.RefreshRate = 60;
deviceContext->IsConnected = TRUE;
// Initialize EDID with some dummy data
RtlFillMemory(deviceContext->Edid.Data, sizeof(deviceContext->Edid.Data), 0xAA);
WDF_IO_QUEUE_CONFIG_INIT_DEFAULT_QUEUE(&queueConfig, WdfIoQueueDispatchSequential);
queueConfig.EvtIoDeviceControl = VirtualDisplayPortEvtIoDeviceControl;
status = WdfIoQueueCreate(hDevice, &queueConfig, WDF_NO_OBJECT_ATTRIBUTES, WDF_NO_HANDLE);
return status;
}
VOID VirtualDisplayPortEvtIoDeviceControl(
_In_ WDFQUEUE Queue,
_In_ WDFREQUEST Request,
_In_ size_t OutputBufferLength,
_In_ size_t InputBufferLength,
_In_ ULONG IoControlCode
)
{
NTSTATUS status = STATUS_SUCCESS;
WDFDEVICE device = WdfIoQueueGetDevice(Queue);
PDEVICE_CONTEXT deviceContext = DeviceGetContext(device);
PVOID buffer;
size_t bufferSize;
UNREFERENCED_PARAMETER(OutputBufferLength);
switch (IoControlCode)
{
case IOCTL_SET_DISPLAY_MODE:
if (InputBufferLength < sizeof(DISPLAY_MODE))
{
status = STATUS_INVALID_PARAMETER;
break;
}
status = WdfRequestRetrieveInputBuffer(Request, sizeof(DISPLAY_MODE), &buffer, &bufferSize);
if (!NT_SUCCESS(status)) {
break;
}
RtlCopyMemory(&deviceContext->CurrentMode, buffer, sizeof(DISPLAY_MODE));
DbgPrint("Display mode set to %dx%d@%dHz\n",
deviceContext->CurrentMode.Width,
deviceContext->CurrentMode.Height,
deviceContext->CurrentMode.RefreshRate);
break;
case IOCTL_GET_DISPLAY_MODE:
status = WdfRequestRetrieveOutputBuffer(Request, sizeof(DISPLAY_MODE), &buffer, &bufferSize);
if (!NT_SUCCESS(status)) {
break;
}
RtlCopyMemory(buffer, &deviceContext->CurrentMode, sizeof(DISPLAY_MODE));
WdfRequestSetInformation(Request, sizeof(DISPLAY_MODE));
break;
case IOCTL_SET_EDID:
if (InputBufferLength < sizeof(EDID_DATA))
{
status = STATUS_INVALID_PARAMETER;
break;
}
status = WdfRequestRetrieveInputBuffer(Request, sizeof(EDID_DATA), &buffer, &bufferSize);
if (!NT_SUCCESS(status)) {
break;
}
RtlCopyMemory(&deviceContext->Edid, buffer, sizeof(EDID_DATA));
DbgPrint("EDID data updated\n");
break;
case IOCTL_GET_EDID:
status = WdfRequestRetrieveOutputBuffer(Request, sizeof(EDID_DATA), &buffer, &bufferSize);
if (!NT_SUCCESS(status)) {
break;
}
RtlCopyMemory(buffer, &deviceContext->Edid, sizeof(EDID_DATA));
WdfRequestSetInformation(Request, sizeof(EDID_DATA));
break;
case IOCTL_SIMULATE_HPD:
if (InputBufferLength < sizeof(BOOLEAN))
{
status = STATUS_INVALID_PARAMETER;
break;
}
status = WdfRequestRetrieveInputBuffer(Request, sizeof(BOOLEAN), &buffer, &bufferSize);
if (!NT_SUCCESS(status)) {
break;
}
deviceContext->IsConnected = *(PBOOLEAN)buffer;
DbgPrint("Display %s\n", deviceContext->IsConnected ? "connected" : "disconnected");
break;
default:
status = STATUS_INVALID_DEVICE_REQUEST;
break;
}
WdfRequestComplete(Request, status);
}
```
这个驱动程序实现了以下功能:
1. 设置和获取显示模式 (分辨率和刷新率)
2. 设置和获取 EDID 数据
3. 模拟热插拔检测 (HPD)
要编译这个驱动程序,你需要设置 Windows 驱动程序开发环境,包括 WDK (Windows Driver Kit)。确保在项目设置中正确配置了目标平台和驱动程序模型 (KMDF)。
这个驱动程序仍然是一个简化的实现,实际的 DisplayPort 驱动程序会更加复杂:
1. 它需要实现完整的 WDDM (Windows Display Driver Model) 接口。
2. 需要处理更多的 DisplayPort 特定功能,如链路训练、MST (Multi-Stream Transport) 等。
3. 需要实现实际的帧缓冲区管理和显示更新。
4. 需要处理电源管理、PnP (即插即用) 事件等。
此外,你还需要为这个驱动程序创建一个合适的 INF 文件,以便正确安装驱动程序。最后,记得在正式使用前对驱动程序进行全面测试,因为内核模式驱动程序中的错误可能会导致系统不稳定或崩溃。
要编译和运行这个驱动程序:
1. 在 Visual Studio 中创建一个新的 KMDF 驱动程序项目。
2. 将上面的代码复制到项目的主源文件中。
3. 配置项目以进行内核模式驱动程序开发(设置正确的目标平台和驱动程序模型)。
4. 编译驱动程序。
5. 使用 Windows Driver Test (WDT) 框架或其他驱动程序部署工具在测试机上安装和测试驱动程序。
注意事项:
1. 这个示例仅创建了一个基本的设备对象,没有实现完整的显示功能。
2. 实际的虚拟 DisplayPort 驱动程序需要实现 WDDM (Windows Display Driver Model) 接口。
3. 你需要处理更多的 I/O 请求、实现模式设置、管理显示缓冲区等。
4. 内核模式驱动程序开发有潜在的系统风险,请在隔离的测试环境中进行开发和测试。
5. 这个示例没有实现卸载和清理代码,这在实际驱动程序中是必需的。
开发完整的虚拟 DisplayPort 驱动程序需要深入了解 Windows 显示驱动架构、图形子系统和硬件虚拟化技术。这个示例仅提供了一个起点,实际实现还需要大量额外的工作。
4.驱动对应的inf
INF 文件用于描述驱动程序的安装信息。以下是一个基本的 INF 文件,适用于我们的虚拟 DisplayPort 驱动程序:
```inf
[Version]
Signature="$WINDOWS NT$"
Class=Display
ClassGuid={4D36E968-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}
Provider=%ManufacturerName%
DriverVer=01/01/2023,1.0.0.1
CatalogFile=VirtualDisplayPort.cat
[DestinationDirs]
DefaultDestDir = 12
[SourceDisksNames]
1 = %DiskName%,,,""
[SourceDisksFiles]
VirtualDisplayPort.sys = 1,,
;*****************************************
; Virtual DisplayPort Install Section
;*****************************************
[Manufacturer]
%ManufacturerName%=Standard,NT$ARCH$
[Standard.NT$ARCH$]
%VirtualDisplayPort.DeviceDesc%=VirtualDisplayPort_Device, Root\VirtualDisplayPort
[VirtualDisplayPort_Device.NT]
CopyFiles=Drivers_Dir
[Drivers_Dir]
VirtualDisplayPort.sys
;-------------- Service installation
[VirtualDisplayPort_Device.NT.Services]
AddService = VirtualDisplayPort,%SPSVCINST_ASSOCSERVICE%, VirtualDisplayPort_Service_Inst
; -------------- VirtualDisplayPort driver install sections
[VirtualDisplayPort_Service_Inst]
DisplayName = %VirtualDisplayPort.SVCDESC%
ServiceType = 1 ; SERVICE_KERNEL_DRIVER
StartType = 3 ; SERVICE_DEMAND_START
ErrorControl = 1 ; SERVICE_ERROR_NORMAL
ServiceBinary = %12%\VirtualDisplayPort.sys
;
;--- VirtualDisplayPort_Device Coinstaller installation ------
;
[DestinationDirs]
VirtualDisplayPort_Device_CoInstaller_CopyFiles = 11
[VirtualDisplayPort_Device.NT.CoInstallers]
AddReg=VirtualDisplayPort_Device_CoInstaller_AddReg
CopyFiles=VirtualDisplayPort_Device_CoInstaller_CopyFiles
[VirtualDisplayPort_Device_CoInstaller_AddReg]
HKR,,CoInstallers32,0x00010000, "WdfCoInstaller$KMDFCOINSTALLERVERSION$.dll,WdfCoInstaller"
[VirtualDisplayPort_Device_CoInstaller_CopyFiles]
WdfCoInstaller$KMDFCOINSTALLERVERSION$.dll
[SourceDisksFiles]
WdfCoInstaller$KMDFCOINSTALLERVERSION$.dll=1 ; make sure the number matches with SourceDisksNames
[VirtualDisplayPort_Device.NT.Wdf]
KmdfService = VirtualDisplayPort, VirtualDisplayPort_wdfsect
[VirtualDisplayPort_wdfsect]
KmdfLibraryVersion = $KMDFVERSION$
[Strings]
SPSVCINST_ASSOCSERVICE= 0x00000002
ManufacturerName="YourCompanyName"
ClassName="Display"
DiskName = "Virtual DisplayPort Installation Disk"
VirtualDisplayPort.DeviceDesc = "Virtual DisplayPort Device"
VirtualDisplayPort.SVCDESC = "Virtual DisplayPort Service"
```
使用此 INF 文件时,需要注意以下几点:
1. 将 `VirtualDisplayPort.sys` 替换为你的驱动程序文件的实际名称。
2. 更新 `DriverVer` 字段以反映你的驱动程序版本和日期。
3. 替换 `ManufacturerName` 为你的公司名称。
4. `$ARCH$`, `$KMDFCOINSTALLERVERSION$`, 和 `$KMDFVERSION$` 是在构建过程中会被自动替换的占位符。确保你的项目设置正确,以便这些值能被正确替换。
5. `Root\VirtualDisplayPort` 是此虚拟设备的硬件 ID。你可能需要根据你的具体实现来调整这个 ID。
6. 确保 `CatalogFile` 字段指向正确的目录签名文件。
7. 如果你的驱动程序需要额外的文件或设置,要在 INF 文件中相应地添加它们。
8. 内核模式驱动程序通常需要数字签名才能在 64 位 Windows 系统上加载。你需要获取一个内核模式代码签名证书并对驱动程序进行签名。
将这个 INF 文件保存在你的项目中,通常命名为 `VirtualDisplayPort.inf` 或类似的名称。在构建驱动程序包时,这个 INF 文件将被用来指导驱动程序的安装过程。
记住,开发和部署内核模式驱动程序需要非常谨慎,因为错误的驱动程序可能会导致系统不稳定或崩溃。始终在隔离的测试环境中进行开发和初始测试。
5.应用程序调用
// app.cpp
#include <windows.h>
#include <iostream>
#define IOCTL_SET_DISPLAY_MODE CTL_CODE(FILE_DEVICE_UNKNOWN, 0x800, METHOD_BUFFERED, FILE_ANY_ACCESS)
int main()
{
HANDLE hDevice = CreateFile(L"\\\\.\\VirtualDisplayPort",
GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
0,
NULL,
OPEN_EXISTING,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
NULL);
if (hDevice == INVALID_HANDLE_VALUE)
{
std::cout << "Failed to open device. Error: " << GetLastError() << std::endl;
return 1;
}
ULONG mode[2] = { 1920, 1080 };
DWORD bytesReturned;
BOOL result = DeviceIoControl(
hDevice,
IOCTL_SET_DISPLAY_MODE,
&mode,
sizeof(mode),
NULL,
0,
&bytesReturned,
NULL
);
if (!result)
{
std::cout << "Failed to set display mode. Error: " << GetLastError() << std::endl;
}
else
{
std::cout << "Display mode set successfully." << std::endl;
}
CloseHandle(hDevice);
return 0;
}