将Qt GUI拆分为GUI,模拟和OpenGL的多个线程是否可行？

Question

我正在试验Qt的工作中的仪器模拟程序的新布局.我们当前的sim在一个窗口中运行所有内容(我们使用过剩(旧)和fltk),它使用glViewport(...)并将glScissor(...)仪器读数分成他们自己的视图,然后它使用某种形式的"ortho2D"调用来创建他们的拥有虚拟像素空间.模拟器当前更新仪器,然后逐个在各自的视口中绘制每个仪器,所有这些都在同一个线程中.

我们想找到一个更好的方法,我们选择了Qt.我在一些很大的限制下工作:

1. 每个仪表板仍然需要在其OpenGL视口中.有很多按钮和很多乐器.我的初步解决方案是为每个使用QOpenGLWidget.我在这方面取得了进展.
2. SIM不仅仅是一个非常好的读数,而且还模拟了许多仪器作为仪器设计人员的反馈,因此它有时会有很大的CPU负载.它不是一个完整的硬件模拟器,但它确实模拟了逻辑.我不认为告诉仪器在其关联的小部件paintEvent(...)方法的开头更新自己是可行的,所以我希望模拟更新在单独的线程中运行.
3. 我们的客户可能拥有旧计算机,因此排除了更新版本的OpenGL.我们仍在使用glBegin()和glEnd()之间的所有东西,并且仪器绘制了一堆垃圾变量符号,因此绘图需要花费大量时间,我想将绘图拆分为它自己的线程.我还不知道OpenGL 3是否在桌面上,这对于渲染到屏幕外缓冲区是必要的(我认为).

问题: QOpenGLWidget没有可重写的"更新"方法,它只在窗口小部件paintEvent(...)和paintGL(...)调用期间绘制.

暂定解决方案:将模拟器拆分为三个线程:

1. GUI:运行用户输入paintEvent(...),和paintGL(...).
2. 模拟器:运行所有仪器逻辑并更新符号系统的值.
3. 绘图:将最新的符号系统渲染到屏幕外缓冲区(将使用帧缓冲区对象(FBO)).

在这个设计中,跨线程说话是循环的,单向的,GUI线程提供输入,模拟器线程在下一个循环中考虑该输入,绘图线程读取最新的符号系统并将其呈现给FBO并设置"下一帧可用"标志为true(或者可能发出信号),然后该paintGL(...)方法将该FBO并将其吐出到小部件,从而保持事件处理能力下降和GUI响应能力提高.继续这个循环.

底线问题:我在这里读到GUI操作无法在单独的线程中完成,所以我的方法是否可行？

如果可行,任何其他谨慎或建议将不胜感激.

Answer 1

每个OpenGL小部件都有自己的OpenGL上下文,这些上下文是QObjects,因此可以移动到其他线程.与任何其他非线程安全对象一样,您应该只从它们访问它们thread().

另外 - 这也可以移植到QML - 您可以使用工作器函数来计算显示列表,然后将其提交到渲染线程以转换为绘制调用.渲染线程不做任何逻辑并且不计算任何东西:它接受数据(顶点数组等)并提交它以进行绘制.工作仿函数将使用提交在线程池上执行QtConcurrent::run.

因此,您可以拥有一个主线程,一个渲染线程(可能每个小部件一个,但不一定),以及运行模拟步骤的仿函数.

无论如何,卷积逻辑和渲染是一个非常糟糕的主意.无论您是在QPainter栅格窗口小部件上进行绘图,还是使用QPainteron QOpenGLWidget或使用直接OpenGL调用,执行绘图的线程都不应该计算要绘制的内容.

如果你不想惹OpenGL调用,你可以代表大部分工作基于阵列的QPainter呼叫(例如drawRects,drawPolygons),这些几乎可以直接转换成OpenGL绘图调用和OpenGL的后端将一样快,仿佛使它们翻译你手工编写了绘制调用.QPainter如果你在它上面使用它,你会做到这一切QOpenGLWidget!