Qt渲染漫谈(一)

2018-06-17 21:36:10来源:未知 阅读 ()

新老客户大回馈,云服务器低至5折

最近在看一些关于游戏引擎的东西,本来是有几个游戏的小点子,其实实现起来还挺麻烦的,想找个游戏引擎看看能不能码起来。辗转之后发现了很多2D引擎,其中国产的要数cocos2dx用的好像是比较广泛,但是好多人对此褒贬不一。于是下了准备试试到底怎么样,无奈搞了一早上,也有点小成果,但是想实现起来貌似还得花点功夫,想想还是找其他的算了。正好之前用过Qt,于是重新捡起来。

 

在Qt上想要渲染性能好点,我想还是得用OpenGL这一类东西的,之前一直对OpenGL这类东西不是很清楚,于是研究了不少时间。我想很多人对这个什么显示服务器,OpenGL等等这些东西也是云里雾里的,先来聊聊这些东西,丰富一下知识。

1、关于显示服务器,最近看的最多的就是Ubuntu17.10把默认显示服务器改成了wayland这个东西。根据我的理解,有了显示服务器,我们才可以用窗口系统,显示服务器的客户端就是窗口系统,显示服务器为我们的窗口系统提供画面绘制,输入事件等功能,至于输入事件,常见的就是鼠标键盘事件了。

2、然后就是OpenGL,OpenGL是一个跨平台的图形接口,OpenGL是和显卡有关系的,只有显卡提供支持,才可以用OpenGL的,当然OpenGL是和显卡厂商有协商的。有了OpenGL,我们就可以用显卡来处理关于图形图像的东西,然后交给显示服务器进行显示。

3、但是这边有个问题需要注意,就是OpenGL不能直接和显示服务器进行通信,也就是说我们用OpenGL处理的图形图像是不能直接给显示服务器的,这中间得有一个东西来进行处理,这个中间件根据平台,windows上叫做wgl,linux上叫做glx,macos上是agl。好了,现在我们就可以用窗口来显示OpenGL处理的图形了,也就是我们常说的用OpenGL来进行渲染。

4、之后为了将wgl,glx,agl这些东西统一起来,实现平台统一,就诞生了glfw,glu等东西,这些东西封装了wgl,glx,agl并且结合了各平台的显示服务器来创建窗口,可以让我们用一套代码来实现跨平台使用OpenGL在窗口中进行渲染。

5、然后问题又来了,因为OpenGL在各个操作系统上的接口有的不一致,如果在不同平台上编译可能不相互兼容,让人用着不爽。于是又诞生了glew和glad这类东西来实现各个操作系统OpenGL接口的统一,结合上面提到的,就可以实现全面的跨平台了,是不是很爽。

 

现在我们知道了,至少要做到上面的前3点,才可以用GPU加速渲染,我们再来看看这些东西的应用,其实无非就是各种引擎和图形库,比如:

1、Cocos2dx直接使用了第4点的glfw,加上OpenGL实现了UI和绘图等等东西,变成一套游戏引擎。

2、Qt就比较牛了,他自己实现了第4、5两点,所以实现了跨平台。 但是没有独立出来,所以咱们也不能用。

 

但是Qt不都是用OpenGL渲染的,Qt中的显示分为三类,QWidget,QGraphics,QQuick。

1、QWidget这一类中,基本上控件的实现都是对各个平台上的对应的控件的封装。QWidget中使用QWindow来创建窗口,而单独的QWindow内是不能使用系统插件的,只提供窗口,所以理论上QWindow中是可以直接用OpenGL来进行绘图的。Qt为了以后的发展和2D,3D绘图性能的提升以应对游戏等开发需求,在Qt5.0以后将QWidget系的东西从gui模块中单独抽出来作为widgets模块,这也在情理之中。

2、Qt为了提升针对大量简单组件的渲染性能,创造了QGraphics这一类东西,但是他们仍然是属于widgets模块的,也不一定是用OpenGL渲染,如果想用OpenGL渲染,是需要在QWidget和OpenGL搭一个桥梁,这就是QGLWidget。

3、QQuick这一类东西是正真使用OpenGL来进行渲染的,而且还提供了多线程渲染支持,Qt为了方便使用,只提供了qml的接口,暴露出的也就QQuickItem这一个用于自定义控件的类。实际中,在类unix的环境下,QQuick中所有控件也是提供C++接口来实现编程的,只是Qt文档中没有,也没有对应的Qt模块,需要自己包含头文件。这类头文件都是Qt私有的,头文件格式基本都是*_p.h。并且还要链接QtQuick相关的QtQuickTemplate2和QtQuickControls2库。比如下面是在mac下的一段直接用QQuick C++的控件使用。

 1 #include <QGuiApplication>
 2 #include <QQmlApplicationEngine>
 3 
 4 #include <QQuickView>
 5 #include <QQuickItem>
 6 #include <QObject>
 7 
 8 #include "QtQuick/private/qquickimage_p.h"
 9 #include "QtQuick/private/qquickrectangle_p.h"
10 #include "QtQuickTemplates2/private/qquickbutton_p.h"
11 #include "QtQuickTemplates2/private/qquicklabel_p.h"
12 
13 int main(int argc, char *argv[])
14 {
15     QGuiApplication app(argc, argv);
16 
17     QQuickView view;
18     view.resize(600, 800);
19 
20     QQuickItem* parentItem = view.contentItem();
21 
22     QQuickImage* imgItem = new QQuickImage(parentItem);
23     imgItem->setSource(QUrl::fromLocalFile("/Users/Bearyin/Pictures/P30429-143922.jpg"));
24     imgItem->setSize(QSizeF(600, 800));
25 
26 
27     QObject::connect(&view, &QQuickView::widthChanged, [&](int){
28         imgItem->setSize(view.size());
29     });
30 
31     QObject::connect(&view, &QQuickView::heightChanged, [&](int){
32         imgItem->setSize(view.size());
33     });
34 
35 
36     QQuickRectangle* rectItem = new QQuickRectangle;
37     rectItem->setSize(QSizeF(100, 100));
38     rectItem->setColor(QColor(255, 255, 0));
39 
40     QQuickLabel* labelItem = new QQuickLabel;
41     labelItem->setText("Hello World");
42     labelItem->setColor(QColor(255, 0, 0));
43 //    labelItem->setPosition(QPointF(200, 200));
44     labelItem->setSize(QSize(100, 100));
45     labelItem->setBackground(rectItem);
46 
47 
48     QQuickButton* btItem = new QQuickButton(parentItem);
49     btItem->setSize(QSizeF(100, 100));
50     btItem->setPosition(QPointF(0, 0));
51     btItem->setBackground(labelItem);
52     btItem->setText("Hello World");
53 
54 
55     QObject::connect(btItem, &QQuickButton::clicked, [&](){
56         rectItem->setColor(QColor(0, 255, 0));
57     });
58 
59     view.show();
60 
61 
62     return app.exec();
63 }
View Code

这是pro文件:

 1 QT += quick
 2 CONFIG += c++11
 3 
 4 QT_PRIVATE += core-private gui-private qml-private quick-private
 5 
 6 DEFINES += QT_DEPRECATED_WARNINGS
 7 
 8 SOURCES += main.cpp
 9 
10 qnx: target.path = /tmp/$${TARGET}/bin
11 else: unix:!android: target.path = /opt/$${TARGET}/bin
12 !isEmpty(target.path): INSTALLS += target
13 
14 
15 INCLUDEPATH += \
16 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtQuick.framework/Versions/5/Headers/5.9.2/QtQuick \
17 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtQuickTemplates2.framework/Versions/5/Headers/5.9.2/QtQuickTemplates2 \
18 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtQml.framework/Versions/5/Headers/5.9.2 \
19 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtCore.framework/Versions/5/Headers/5.9.2 \
20 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtGui.framework/Versions/5/Headers/5.9.2 \
21 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtQuick.framework/Versions/5/Headers/5.9.2 \
22 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtQuickTemplates2.framework/Versions/5/Headers/5.9.2
23 
24 LIBS += -framework QtQuickTemplates2
View Code

 我这边的运行结果大概是这样的,里面图片等路径自行修改一下:

  

 

2017年12月20日更

这篇到现在时间很长了,这段时间因为各种原因,很多东西都落下了,最近晚上一直在看源码,对QtQuick这部分的机制,包括渲染方式等有了一定的了解。之前说把QtQuick剥离出来的,看来也是比较困难的,但是从某种意义上也是可以实现的,就是可能时间比较长罢了。可能这段时间真的有点感觉自己老了点,所以把之前最后一段删了,还是给自己减轻点压力吧,估计还可以多活几年,KeKe~,开玩笑的了。

往后应该时间会比较充裕一点,可以多了解一点它内部的代码和机制,并分享出来。另外感觉这标题不太好,顺便改了。

 

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