通过GLFW用鼠标输入的简单OpenGL程序中的明显滞后

Question

这是一个简单的程序，它按照鼠标光标的位置绘制一个三角形。

我（希望您）会注意到，三角形落后于光标，它不像拖动整个窗口时那样紧。

所以我的问题是：我在做什么错？是什么导致这种滞后？

我意识到的一件事是，足以移动三角形的实际像素值，而不必一次又一次地对其进行栅格化。但是光栅化这个三角形真的那么贵吗？我还尝试使用glTranslate而不是在变化的坐标处进行绘制，但是滞后没有得到改善。因此，我希望您能启发我如何有效地进行绘制。

#include <GLFW/glfw3.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>

float x = 0.0f;
float y = 0.0f;

static void error_callback(int error, const char* description)
{
    fputs(description, stderr);
}

static void key_callback(GLFWwindow* window, int key, int scancode, int action, int mods)
{
    if (key == GLFW_KEY_ESCAPE && action == GLFW_PRESS)
        glfwSetWindowShouldClose(window, GL_TRUE);
}

static void cursor_callback(GLFWwindow *window, double xpos, double ypos)
{
    int width, height;
    glfwGetFramebufferSize(window, &width, &height);
    float ratio = width / (float) height;
    x = ratio*(2*xpos/(float)width - 1);
    y = 2*-ypos/(float)height + 1;
}

int main(void)
{
    GLFWwindow* window;
    glfwSetErrorCallback(error_callback);
    if (!glfwInit())
        exit(EXIT_FAILURE);
    window = glfwCreateWindow(640, 480, "Following Triangle", NULL, NULL);
    if (!window)
    {
        glfwTerminate();
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    glfwMakeContextCurrent(window);
    // Callbacks
    glfwSetKeyCallback(window, key_callback);
    glfwSetCursorPosCallback(window, cursor_callback);
    // geometry for the equal sided triangle
    float r = 0.1f; // outer circle radius
    float u = r * sin(M_PI_2/3.0f);
    float l = 2.0f * r * cos(M_PI_2/3.0f);

    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        int width, height;
        glfwGetFramebufferSize(window, &width, &height);
        float ratio = width / (float) height;
        glViewport(0, 0, width, height);
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
        glLoadIdentity();
        glOrtho(-ratio, ratio, -1.0f, 1.0f, 1.f, -1.f);
        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
        glLoadIdentity();

        glBegin(GL_TRIANGLES);
            glColor3f(1.f, 0.f, 0.f);
            glVertex3f(x+0, y+r, 0.f);
            glColor3f(0.f, 1.f, 0.f);
            glVertex3f(x-l/2.0f, y-u, 0.f);
            glColor3f(0.f, 0.f, 1.f);
            glVertex3f(x+l/2.0f, y-u, 0.f);
        glEnd();

        glfwSwapBuffers(window);
        glfwPollEvents();
    }
    glfwDestroyWindow(window);
    glfwTerminate();
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

Answer 1

所以是的，将渲染与帧速率同步的常用方法是使用，SwapInterval(1)而您没有这样做，但这不是滞后的来源。事实上，通常SwapInterval设置为 0 时，滞后比设置为 1 时要少，所以我怀疑它实际上一直设置为 1。所以，我正在写这个假设的其余部分SwapInterval被设置为 1。

您看到这种滞后有两个独立的原因。

原因 0：您的代码不耐烦。

忽略一些细节，在 OpenGL 中渲染的幼稚方法是这样的循环：

while (!exitCondition()) {
    pollEvents();
    render();
    swap();
}

这个循环每帧运行一次。如果render()速度很快，大部分时间都花在swap(). swap()然而，直到它返回的那一刻才真正发送新帧。新的鼠标和键盘事件可能会在整个时间内发生，但它们直到下一帧才会生效。这意味着鼠标和键盘信息在到达屏幕时已经是一到两帧旧了。为了获得更好的延迟，您不应该在swap()返回后立即轮询事件和渲染。等待尽可能多的新事件，渲染，然后及时发送帧以使其显示。应该花在等待上的时间越少越好swap()。这可以通过向循环添加延迟来实现。认为tFrame是帧之间的时间量（对于 60Hz 屏幕为 1s/60 .= 16.67ms）并且tRender该时间量通常大于render()运行所需的时间量。具有延迟延迟的循环如下所示：

while(!exitCondition()) {
    sleep(tFrame - tRender);
    pollEvents();
    render();
    swap();
}

事实证明，耐心也是计算中的一种美德。

原因 1：glfwSwapBuffers() 的行为不像您期望的那样。

新手希望glfwSwapBuffers()等到 vsync，然后将新渲染的帧发送到屏幕并返回，类似于swap()我在原因 0 中使用的函数。它实际上所做的，实际上是将先前渲染的帧发送到屏幕然后返回，给你留下一整帧的延迟。为了解决这个问题，您必须获得一种单独的同步渲染方法，因为 OpenGL 的机制不够好。这种机制是特定于平台的。Wayland 有这样一个机制，它被称为presentation-time。GLFW 目前不支持这个，但我被这个同步问题困扰，所以我添加了它。结果如下：

如您所见，确实可以将渲染同步到系统光标。这真的很难。

Answer 2

您的更新纯粹是事件驱动的。尝试替换glfwPollEvents为glfwWaitEvents. 然后我会重新实现glfwSwapInterval(1)。通过比显示器刷新率更频繁的更新，您不会获得任何好处 - 只是在周期中撕裂和烧毁。