一种基于 DXGI Desktop Duplication API 的 Python 后台截图方案，解决了传统方法无法捕获 DirectX 11/12 渲染的现代游戏窗口的问题。通过封装原生 C++ DLL 并使用 ctypes 调用，实现了无需前台激活、无闪烁的高性能截图，返回 NumPy 数组以便对接 OpenCV 或 AI 模型。方案支持 DX11/DX12 游戏，适用于自动化脚本及监控场景。
在 Windows 平台上，很多现代游戏（尤其是使用 DirectX 11/12 或 Vulkan 渲染的游戏）会启用硬件加速和独占全屏模式。传统的截图方法（如 PIL.ImageGrab、pyautogui.screenshot() 或 cv2.VideoCapture(0)）往往无法捕获这些窗口的内容，结果要么是黑屏，要么是桌面背景。
这是因为：
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那么，有没有一种能在后台稳定、高效、无闪烁地截取游戏窗口的方法？答案是：有！使用 DXGI（DirectX Graphics Infrastructure）技术。
我们开发了一个轻量级 Python 类 DxgiCapture，它通过调用一个原生 C++ 编写的 DLL（dxgi4py.dll），利用 Windows 的 DXGI Desktop Duplication API 实现对任意窗口（包括全屏/无边框游戏）的高速截图。
import ctypes
from ctypes import *
import numpy as np
import win32gui
import cv2
from pathlib import Path
root = Path(__file__).parent
class DxgiCapture:
def __init__(self):
self.dxgi = None
self.__hwnd = None
self.user32 = ctypes.windll.user32
self.user32.SetProcessDPIAware()
self.user32.SetProcessDpiAwarenessContext()
@property
def hwnd(self):
return self.__hwnd
@hwnd.setter
def hwnd(self, hwnd):
if not hwnd or self.hwnd == hwnd:
return
self.__hwnd = hwnd
self.dxgi = self.create_dxgi(hwnd)
def __del__(self):
if self.dxgi:
self.dxgi.destroy()
def __call__(self, hwnd):
self.hwnd = hwnd
shotLeft, shotTop, width, height = self.getWindowRect()
shot = np.ndarray((height, width, 4), dtype=np.uint8)
shotPointer = shot.ctypes.data_as(POINTER(c_ubyte))
buffer = self.dxgi.grab(shotPointer, shotLeft, shotTop, width, height)
image = np.ctypeslib.as_array(buffer, shape=(height, width, 4))
image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGRA2RGB)
return image
def getWindowRect(self):
left, top, right, bottom = win32gui.GetWindowRect(self.hwnd)
shotLeft, shotTop = 0, 0
height = bottom - top
width = right - left
return shotLeft, shotTop, width, height
def create_dxgi(self, hwnd):
if getattr(self, "dxgi", None):
self.dxgi.destroy()
dxgi = ctypes.CDLL(str(root / "dxgi4py.dll"))
dxgi.grab.argtypes = (POINTER(ctypes.c_ubyte), ctypes.c_int, c_int, c_int, c_int,)
dxgi.grab.restype = POINTER(c_ubyte)
dxgi.init_dxgi(hwnd)
return dxgi
import win32gui
from dxgi_capture import DxgiCapture
# 获取目标窗口句柄（例如：查找'原神'窗口）
hwnd = win32gui.FindWindow(None, "原神")
# 初始化截图器
capture = DxgiCapture()
capture.hwnd = hwnd
# 单次截图
frame = capture(hwnd)
# 返回 RGB 格式的 numpy.ndarray (H, W, 3)
# 可直接用于 OpenCV 显示或模型推理
import cv2
cv2.imshow("Game Capture", frame)
cv2.waitKey(0)
注意：首次使用需安装 pywin32 和 opencv-python：
pip install pywin32 opencv-python numpy
我们的 dxgi4py.dll 封装了以下关键步骤：
整个过程绕过 GDI，直接与 DirectX 交互，因此能捕获受保护内容。
Q：是否支持 Vulkan 游戏？
A：部分支持。Vulkan 内容若通过 DXGI 共享（如 Steam Overlay 开启），可被捕获；否则需额外层（如 OBS 的 Vulkan 钩子）。
Q：能否截取 UWP 应用（如 Xbox Game Bar）？
A：受限于 Windows 安全策略，部分 UWP 应用无法捕获。
Q：是否需要管理员权限？
A：不需要！普通用户权限即可运行。