Black Hole — Windows 桌面黑洞屏保

基于 Eric Bruneton 黑洞着色器的 Windows 桌面黑洞可视化程序。捕获桌面画面，实时渲染史瓦西黑洞的引力透镜、吸积盘、光子环等相对论效应。

技术细节（空闲检测原理、双进程设计、WGC vs DXGI、D3D11 实验、已知问题等）请参见 TECHNICAL.md。

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目前新功能还在开发中，新UI已完成， 旧UI仍可使用。 发布版本在release.zip里。 作者最近比较忙，更新会比较慢。

运行要求

操作系统

要求	说明
最低	Windows 10 1803+ (build 17134)，64 位
推荐	Windows 11 22H2+ (build 22621)

Win10 1803 是 WGC (Windows.Graphics.Capture) 的最低版本。Win11 22H2 额外支持 IsBorderRequired(false) 进一步抑制黄边框。

显卡兼容性

当前渲染路径：WGC 桌面捕获 → CPU 回读 → OpenGL 3.3 渲染。WGC 内部依赖 D3D11，但程序本身不做 D3D11 渲染。

桌面独显

厂商	系列	兼容性	备注
NVIDIA	GeForce GTX 400 系列及以上 (2010+)	✅ 完全支持	Fermi 架构起支持 OpenGL 3.3
AMD	Radeon HD 7000 系列及以上 (2012+, GCN)	✅ 完全支持	GCN 第一代起支持
Intel	Arc 独显系列	✅ 完全支持

集显（核显）

厂商	系列	兼容性	备注
Intel	HD Graphics 4000 及以上 (2012+, Ivy Bridge)	✅ 可用	OpenGL 驱动偶有小问题，ImGui 已内置 Intel 兼容处理
Intel	UHD / Iris Xe (2017+)	✅ 良好
AMD	Radeon Vega 核显 (Ryzen 2000+)	✅ 良好
AMD	RDNA2/3 核显 (Radeon 680M/780M)	✅ 良好

笔记本混合显卡（双显卡）

类型	兼容性	说明
NVIDIA Optimus（Intel 核显 + NVIDIA 独显）	✅ 可用	CPU 回读路径天然隔离 GPU 差异，不依赖 GPU 间纹理共享
AMD Switchable Graphics（核显 + AMD 独显）	✅ 可用	同上
纯集显笔记本	✅ 良好	单一 GPU，无需协调

混合显卡下 D3D11 设备默认创建在核显上（WGC 内部需要），OpenGL 渲染在系统默认 GPU。数据经 CPU 中转，不依赖跨 GPU 纹理共享。

运行时依赖

程序	依赖
blackhole.exe	无额外依赖，静态链接
appBlakholeUI.exe	Qt 6.8+ 运行时 DLL（release/ 已附带）

编译要求

工具	版本	用途
MSYS2	最新	UCRT64 编译环境
GCC	12+ (mingw-w64-ucrt-x86_64-gcc)	C++17 编译
CMake	3.20+	构建系统
GLFW3	3.3+ (pacman -S mingw-w64-ucrt-x86_64-glfw)	窗口/输入（ImGui 用）
Qt 6	6.8+ (qt6-base, qt6-declarative)	仅 Blakhole_UI 需要

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快速开始

1. 双击 Blakhole_UI\release\appBlakholeUI.exe(release\blackhole.exe为旧版UI)
2. 配置参数 → 点击 "启动"
3. 黑洞在空闲时自动显示，动鼠标/键盘即消失
4. 右下角托盘图标 → 右键可退出

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两种模式

模式	行为
始终显示	黑洞常驻桌面
空闲检测	空闲 N 秒后显示，活跃时自动隐藏

空闲时间在配置页面设置（默认 300 秒）。支持三层检测：D3D 全屏检测、窗口尺寸检测、音视频进程名单匹配。

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配置参数

• 14 个可调参数：色温、倾角、旋转、半径、不透明度、多普勒、光束指数、亮度增益、条纹对比度、缠绕紧度、旋转速度、曝光度、星空亮度
• 16 个预设，支持复制/粘贴、上移/下移排序
• 三种播放模式：顺序 / 循环 / 随机

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项目结构

双程序架构

程序	技术栈	用途
blackhole.exe	C++17 / OpenGL+WGL / ImGui	原始实现：桌面黑洞渲染 + ImGui 配置面板
Blakhole_UI/appBlakholeUI.exe	Qt6 QML / OpenGL FBO	新版 UI：可视化配置 + 实时预览 + 进程管理

源代码模块

✅ 活跃模块（正在使用）

文件	功能
src/main.cpp	主入口，双进程架构、shader 编译、uniform 注入、空闲检测
src/win32_gl.cpp/h	Win32+WGL 原生窗口（替代 GLFW）
src/capture_wgc.cpp/h	WGC 桌面捕获（默认捕获方案）
src/gl_texture.cpp/h	D3D11→OpenGL 纹理上传
src/gui_config.cpp/h	ImGui 配置面板（旧版 UI）
src/imgui/	Dear ImGui 库
blackhole.glsl	核心黑洞着色器（运行时字符串替换）
shaders/vert.glsl	OpenGL 顶点着色器
shaders/frag_desktop_header.glsl	桌面版 uniform 声明
shaders/frag_preview_header.glsl	预览版 uniform 声明
shaders/blackhole_preview.glsl	预览版着色器（Blakhole_UI FBO 用）

🔒 预留/实验模块（完整实现，当前未启用）

文件	说明
src/capture_dxgi.cpp/h	DXGI Duplication 备用捕获。存在 INVALID_CALL 问题，保留供未来修复
src/d3d11_renderer.cpp/h	D3D11 渲染器。因 WGC 纹理池化+GPU 异步导致画面冻结，已回退
src/win32_window.cpp/h	纯 Win32 窗口（配合 D3D11 路径）
src/renderer_interface.h	IRenderer 抽象接口（OpenGL/D3D11 双路径预留）
src/texture_source.h	ITextureSource 纹理源抽象（面向未来扩展）
shaders/blackhole.hlsl	HLSL 翻译（D3D11 路径）
shaders/fullscreen_vs.hlsl	D3D11 全屏顶点着色器

目录说明

目录	内容
src/	blackhole.exe 源代码
shaders/	GLSL/HLSL 着色器
Blakhole_UI/	Qt6/QML 新版配置面板（独立 CMake 项目）
Doc/	技术文档
build/	blackhole.exe 构建输出
release/	发布目录（exe + DLL + shaders）
.vscode/	VS Code 配置

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编译

# 使用 MSYS2 UCRT64
.\build_blackhole.ps1

# 或 CMake
cmake -B build -G "MinGW Makefiles"
cmake --build build

D3D11 路径可通过 CMakeLists.txt 取消注释以下行启用：

target_compile_definitions(blackhole PRIVATE BLACKHOLE_USE_D3D11)

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技术栈

组件	技术	说明
桌面捕获	Windows Graphics Capture (WGC)	通过 D3D11 设备捕获 DWM 合成快照
纹理传输	CPU 回读 (Staging → Map → glTexSubImage2D)	跨厂商兼容，隔离 GPU 差异
渲染	OpenGL 3.3 + WGL	原生 Win32 窗口，全屏顶层覆盖
配置面板（旧）	ImGui	blackhole.exe 内置
配置面板（新）	Qt 6 + QML	Blakhole_UI，独立进程，含实时 FBO 预览
构建	MinGW-w64 (UCRT64) + CMake

DXGI Duplication 和 D3D11 渲染器代码保留在仓库中，当前未启用。详见 TECHNICAL.md。

灵感来源

Eric Bruneton's black hole shader (BSD-3-Clause)

License

MIT — 见 LICENSE