Qml界面渲染机制



  • 渲染层次:

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    渲染循环分三种,basic, windows, and threaded,其中Basic和Windows是单线程的,threaded在单独线程里面渲染场景,qt会根据平台自动选择一种,我电脑上已经验证是threaded

    qt.scenegraph.general: threaded render loop qt.scenegraph.general: Using sg animation driver qt.scenegraph.general: Animation Driver: using vsync: 16.67 ms

    同时可以知道画面垂直同步是16.67 ms,理论60Hz

    线程渲染循环中如何完成一帧

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    1. A change occurs in the QML scene, causing QQuickItem::update() to be called. This can be the result of for instance an animation or user input. An event is posted to the render thread to initiate a new frame.
    2. The render thread prepares to draw a new frame and makes the OpenGL context current and initiates a block on the GUI thread.
    3. While the render thread is preparing the new frame, the GUI thread calls QQuickItem::updatePolish() to do final touch-up of items before they are rendered.
    4. GUI thread is blocked.
    5. The QQuickWindow::beforeSynchronizing() signal is emitted. Applications can make direct connections (using Qt::DirectConnection) to this signal to do any preparation required before calls to QQuickItem::updatePaintNode().
    6. Synchronization of the QML state into the scene graph. This is done by calling the QQuickItem::updatePaintNode() function on all items that have changed since the previous frame. This is the only time the QML items and the nodes in the scene graph interact.
    7. GUI thread block is released.
    8. The scene graph is rendered:
    9. The QQuickWindow::beforeRendering() signal is emitted. Applications can make direct connections (using Qt::DirectConnection) to this signal to use custom OpenGL calls which will then stack visually beneath the QML scene.
    10. Items that have specified QSGNode::UsePreprocess, will have their QSGNode::preprocess() function invoked.
    11. The renderer processes the nodes and calls OpenGL functions.
    12. The QQuickWindow::afterRendering() signal is emitted. Applications can make direct connections (using Qt::DirectConnection) to this signal to use custom OpenGL calls which will then stack visually over the QML scene.
    13. The rendered frame is swapped and QQuickWindow::frameSwapped() is emitted.
    14. While the render thread is rendering, the GUI is free to advance animations, process events, etc.
      The threaded renderer is currently used by default on Windows with opengl32.dll, Linux with non-Mesa based drivers, macOS, mobile platforms, and Embedded Linux with EGLFS but this is subject to change. It is possible to force use of the threaded renderer by setting QSG_RENDER_LOOP=threaded in the environment.

    非线程渲染

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    查看渲染方式:

    QLoggingCategory::setFilterRules(QStringLiteral("qt.scenegraph.general=true")); qSetMessagePattern("%{category}: %{message}");



  • @青山白云 对,Qt Quick内部实现还是根据屏幕的刷新率来的。不这么做的话,在不同平台上使用Animator做动画速度会出现不一致的现象。所以Qt的Animation Driver也是按照这样的思路规定16.67ms。


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走马观花

最近的回复

  • boost.asio是一个很棒的网络库,这回儿我也开始系统地学习起来了。想想当年接触boost,也有八年多了。这次开始接触boost,觉得既熟悉又陌生。熟悉的是小写字母+下划线的命名方式、晦涩的模板、很慢的编译速度以及较大的程序体积,陌生的是asio的各种概念:io服务、接收器、套接字等等:我之前对网络编程不是非常了解。

    于是根据我的理解,参考《Boost.Asio C++网络编程》实现了这样一个简单的客户端和服务端通信的例子,例子非常简单,还不完善,但是幸运的是,可以在本机上互通了。
    下面是客户端的代码:

    #include <iostream> #include <boost/asio.hpp> #include <boost/proto/detail/ignore_unused.hpp> using namespace std; using namespace boost::asio; using namespace boost::system; using namespace boost::proto::detail;// 提供ignore_unused方法 void writeHandler( const boost::system::error_code& ec, size_t bytesTransferred ) { if ( ec ) { cout << "Write data error, code: " << ec.value( ) << "transferred: " << bytesTransferred << endl; } else { cout << "OK! " << bytesTransferred << "bytes written. " << endl; } } int main(int argc, char *argv[]) { ignore_unused( argc ); ignore_unused( argv ); io_service service; ip::tcp::socket sock( service ); ip::tcp::endpoint ep( ip::address::from_string( "127.0.0.1" ), 6545 ); boost::system::error_code ec; sock.connect( ep, ec ); if ( ec ) { cout << "Connect error, code: " << ec.value( ) << ", We will exit." << endl; return ec.value( ); } else { char buf[1024] = "Hello world!"; sock.async_write_some( buffer( buf ), writeHandler ); sock.close( ); } return service.run( ); }

    下面是服务端的代码:

    #include <iostream> #include <boost/asio.hpp> #include <boost/proto/detail/ignore_unused.hpp> using namespace std; using namespace boost::asio; using namespace boost::system; using namespace boost::proto::detail;// 提供ignore_unused方法 void acceptHandle( const boost::system::error_code& code ) { cout << "Accepted." << endl; } int main(int argc, char *argv[]) { ignore_unused( argc ); ignore_unused( argv ); io_service service; ip::tcp::endpoint ep( ip::address::from_string( "127.0.0.1" ), 6545 ); boost::system::error_code ec; ip::tcp::socket sock( service ); ip::tcp::acceptor acceptor( service, ep ); acceptor.async_accept( sock, acceptHandle ); if ( ec ) { cout << "There is an error in server. code: " << ec.value( ) << endl; } return service.run( );// 阻塞运行 }

    运行结果是这样的:
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    我对boost.asio中几个概念的理解:

    io_service,这就是一个类似事件循环的东西,它为io设备提供服务,故名。不管是套接字、文件还是串口设备,都要使用它的服务。它的run()函数相当于启动了一个事件循环。一旦有消息了,即进行响应。这也是实现异步编程的重要基础。 socket,这个类则是套接字,可以处理TCP或者是UDP请求。有同步以及异步的处理方式,也有带异常以及不带异常的处理方式。 acceptor,接收器,仅仅是服务端使用。相当于其余框架中的listener,作接收用的。

    比较浅显,如果有不当之处,敬请指正。

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  • 843143141.jpg
    闲下来了,我又开始大规模地学习了。
    最近开始学习内存模型和无锁结构。因为这个是和操作系统密切相关的,懂得这些对于编写C++服务端应用程序
    有着非常好的帮助。之前我对内存模型以及无锁结构几乎没有什么了解,我就询问群里的大佬看看有没有可以参考的资料。
    大佬很高兴,并且推荐了我一本名为《Memory Model》的电子书。这本电子书虽然页数不多,但是从起源到发展,
    从源码到汇编,都给我们详细地介绍了。看了一遍,不是非常理解,但是依然尝试将自己的理解写下来,以便日后翻阅。
    首先因为多核处理器成为主流,多线程的程序已经非常常见,因此我们不可避免地要处理多线程程序的同步问题。
    然后,因为编译器默认都对源码进行了优化,在单核处理器中这通常不是什么问题,但是在多核处理器中,就会因为编译器
    对其进行了乱序处理而导致程序出现问题。由此深入地探讨内存模型。
    内存模型主要分为:
    载-载 顺序(load-load order)
    载-存 顺序(load-store order)
    存-载 顺序(store-load order)
    存-存 顺序(store-store order)
    依赖载入顺序(dependent loads order)

    通过内存栅栏(memory barrier)能够避免编译器对指令的乱序。Linux中有

    READ_ONCE( x, value ) WRITE_ONCE( x )

    避免这些读写被编译器乱序或者是优化掉。

    这里谈到volatile关键字。在另外一篇博客上说,volatile具有“易变性、不可优化性、顺序性”。简单说,由于
    被volatile声明的变量,指令须从内存读取,并且不能被编译器乱序以及优化。在Java(语言扩展)和MSVC(系统兼容)上,
    还附带了Accquire()和Release()语义,因此可部分用于多线程环境。但多数情况下,还是慎用volatile,
    因为不同架构的处理器,它的内存模型是千变万化的,不能一而概之。

    至于C++11,它提供了std::atomic<T>这个模板类,相当于提供了很多方式来实现不同内存模型的原子操作。
    它的load()和store()方法,第二个参数有以下几个选项:

    std::memory_order_relaxed std::memory_order_seq_cst std::memory_order_acq_rel std::memory_order_acquire std::memory_order_release std::memory_order_consume

    我们最常用来实现RCpc(Release Consistency、Processor Consistency)是使用

    std::memory_order_acquire std::memory_order_release

    这两对。

    作为例子,在实现自旋锁时使用std::atomic<T>是这样的:

    struct SpinLock2 { void lock( ) { for ( ; ; ) { while ( lock_.load( std::memory_order_relaxed ) ); if ( !lock_.exchange( true, std::memory_order_acquire ) ) break; } } void unlock( ) { lock_.store( false, std::memory_order_release ); } std::atomic<bool> lock_ = { false }; };

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  • 113.jpg
    1、什么是lambda表达式,什么是闭包?
    lambda表达式即lambda函数,也就是匿名函数。

    lambda表达式在C++中包含了
    []表示捕获
    ()是函数的参数,需要指定类型
    ->type是返回的类型,可以省略,如果编译器无法推出类型的话可以强制编写
    {}是函数体。

    lambda可以被声明为mutable的,作用是将捕获的内容进行改变。
    闭包是函数的定义以及定义函数时提供的环境,总称为闭包。lambda函数也是一种闭包。
    lambda本身是匿名函数,而捕获语句则是提供了定义函数时提供的环境。

    2、什么是右值引用?
    右值引用相对与左值引用而言的。左值即=运算符左边的变量,右值是=运算符右边的常量或变量。由此可以看出,
    右值引用指的是对常量或变量的引用。它的用途包含了移动语义和完美转发。
    移动语义就是弥补了C++历史在处理变量传递时丢失的一种语义。它和值传递、引用传递一样,是变量传递的方式之一。
    如果没有移动语义,为了将一个类的实例传递给另外一个实例,就需要额外地进行构造、赋值、销毁的操作。
    对于一些比较复杂的变量,的确是非常耗时并且消耗大的操作。(浪费指令时间、浪费内存)

    对于这样的函数返回:
    vector<string> str_split(const string& s) {
    vector<string> v;
    // ...
    return v; // v是左值,但优先移动,不支持移动时仍可复制。
    }

    标准要求先调用移动构造函数,如果不符合那么再调用拷贝构造函数。所以可以轻松地写出这种写法而不必担心效率问题。
    同时,现代编译器都会对返回值进行优化,成为RVO以及NRVO。所以不用太担心会多调用构造析构函数。

    对于完美转发,C++对于引用的转发有规则。传统的C++是无法对引用进行再引用的。但是现代的C++放宽了它的使用范围。
    只有右引用右值的时候,才会产生右引用。这也称为引用折叠。

    3、auto关键字的作用是什么?
    auto关键字为的是能够让编译器自动推导类型。自C++98之后,编译器对类型的推导变得越来越智能了。
    而我们在编写复杂代码的时候,冗长的类型不仅容易出错,有时也不容易人工推导出类型。
    因此auto可以简化我们的任务量,让类型的推导交给编译器完成。
    除了auto外,我们还可以使用decltype()来让编译器推导类型。

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  • 我感觉比起《Physically Based Rendering Technique》,还是《Ray Tracing in a Weekend》更容易上手,因为慢慢地能够做出一个渲染效果,这个是有成就感的。🎓

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