c++ - 将Qt GUI拆分成多线程用于GUI、模拟、OpenGL是否可行？

Question

我正在尝试使用 Qt 为工作中的仪器模拟程序设计新布局。我们当前的 sim 是在单个窗口中运行所有内容(我们同时使用了 glut(旧)和 fltk)，它使用 glViewport(...) 和 glScissor(...) 将仪器读数拆分为自己的 View ，然后使用某种形式的“ortho2D”调用来创建自己的虚拟像素空间。模拟器当前会更新仪器，然后在它们自己的视口(viewport)中一个接一个地绘制，所有这些都在同一个线程中。

我们想找到更好的方法，于是我们选择了 Qt。我在几个大的限制下工作:

1. 每个仪表板仍需要位于其 OpenGL 视口(viewport)中。有很多按钮和很多仪器。我的暂定解决方案是为每个使用 QOpenGLWidget。我在这方面取得了进展。
2. sim 不仅是一个漂亮的读数，而且还模拟许多仪器作为仪器设计人员的反馈，因此它有时会占用大量 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。我认为告诉仪器在其相关小部件的 paintEvent(...) 方法开始时更新自身是不可行的，因此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，因此已排除更新版本的 OpenGL。我们仍在使用 glBegin() 和 glEnd() 以及介于两者之间的所有内容，并且仪器会绘制大量变量符号，因此绘制会花费大量时间并且我想将绘图拆分成它自己的线程。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 没有可覆盖的“更新”方法，它只在小部件的paintEvent(...) 和paintGL( ...) 调用。

暂定方案:将模拟器分成三个线程:

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:将最新的符号系统呈现到屏幕外缓冲区(将使用帧缓冲区对象 (FBO))。

在这个设计中，跨线程对话是循环和单向的，GUI 线程提供输入，模拟器线程在其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 并将“下一帧可用”标志设置为 true(或者可能发出信号)，然后 paintGL(...) 方法将采用该 FBO 并将其吐出到小部件，因此保持事件处理和 GUI 响应能力。继续这个循环。

底线问题:我读过here GUI 操作不能在单独的线程中完成，那么我的方法是否可行？

如果可行，任何其他警告或建议将不胜感激。

Answer 1

每个 OpenGL 小部件都有自己的 OpenGL context ，并且这些上下文是 QObject，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，您应该只从它们的 thread() 访问它们。

此外 - 这也可以移植到 QML - 您可以使用辅助函数来计算显示列表，然后将其提交给渲染线程以转换为绘制调用。渲染线程不执行任何逻辑，也不计算任何内容:它获取数据(顶点数组等)并将其提交以供绘图。将使用 QtConcurrent::run 提交工作仿函数以在线程池上执行。

因此，您可以拥有一个主线程、一个渲染线程(也许每个小部件一个，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。无论您是在光栅小部件上使用 QPainter 进行绘图，还是在 QOpenGLWidget 上使用 QPainter，或者使用直接 OpenGL 调用，线程绘图是否不必计算要绘制的内容。

如果您不想打乱 OpenGL 调用，您可以将大部分工作表示为基于数组的 QPainter 调用(例如 drawRects、 drawPolygons)，这些几乎直接转换为 OpenGL 绘图调用，OpenGL 后端将渲染它们，就像您手动编写绘图调用一样快。如果您在 QOpenGLWidget 上使用 QPainter，它会为您完成这一切!