animation - glutMainLoop() 与 glutTimerFunc()？

Question

我知道 glutMainLoop() 用于一遍又一遍地调用显示，保持恒定的帧速率。同时，如果我也有 glutTimerFunc()，它在最后调用 glutPostRedisplay()，那么它可以保持不同的帧率。

当他们一起工作时，到底会发生什么？计时器功能是否会增加主循环的帧速率并使其更快？或者它是否改变了主循环的默认刷新率？它们如何协同工作？

Answer 1

I know that glutMainLoop() is used to call display over and over again, maintaining a constant frame rate.

不!这不是 glutMainLoop 所做的。 glutMainLoop 的目的是拉取操作系统事件，检查计时器是否已过，查看窗口是否需要重绘，然后调用用户注册的相应回调函数。这发生在循环中，通常该循环是从程序的主入口点开始的，因此名称​​“主循环”。

When they are working together, what really happens ? Does the timer function add on to the framerate of main loop and make it faster ? Or does it change the default refresh rate of main loop ? How do they work in conjunction?

如前所述，调度计时器是 glutMainLoop 职责的一部分，因此如果没有它，就不可能有 GLUT 计时器。更重要的是，如果发生没有事件并且没有发布重新显示，并且没有注册idle函数，glutMainLoop将“阻止”程序直到发生一些有趣的事情(即没有消耗 CPU 周期)。

本质上是这样的

void glutMainLoop(void)
{
    for(;;){
        /* ... */
        foreach(t in timers){
            if( t.elapsed() ){
                t.callback(…);
                continue;
            }
        }
        /* ... */
        if( display.posted ){
             display.callback();
             display.posted = false;
             continue;
        }
        idle.callback();
    }
}

At the same time, if I also have glutTimerFunc(), which calls glutPostRedisplay() at the end, so it can maintain a different framerate.

GLUT 提供的定时器不保证其精度和抖动。因此，它们并不是特别适合帧速率限制。

通常，帧速率受到垂直同步的限制(或者应该如此)，但是垂直同步的阻塞意味着您不能利用这段时间做一些有用的事情，因为进程被阻塞。更好的方法是注册一个空闲函数，在该函数中轮询高分辨率计时器(在 POSIX 兼容系统上 clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, …)，在 Windows 上 QueryPerformanceCounter )，并在一个显示刷新间隔减去渲染帧所需的时间后执行glutPostRedisplay。

当然，很难准确预测渲染需要多长时间，因此通常的方法是收集滑动窗口平均值和偏差并据此进行调整。您还希望将该计时器与垂直同步对齐。

这当然是一个已解决的问题(至少在电气工程中)，可以通过锁相环来解决。本质上你有一个“相位比较器”(即比较你的定时器运行得比你想要同步的东西慢还是快的东西)，一个“电荷泵”(你在相位比较器的增量中添加或减去的变量)，一个“环路滤波器”(滑动窗口平均值)和一个“振荡器”(定时器)，由电荷泵中的环路滤波值控制。

因此，您轮询垂直同步的状态(对于 GLUT 函数来说这是不可能的，甚至对于核心 OpenGL 甚至某些交换控制扩展也是不可能的 - 您必须为此使用操作系统特定的函数)并进行比较与此相比，您的计时器是否落后或运行得快。您将该增量添加到“电荷泵”中，对其进行过滤并将结果反馈到计时器中。这种方法的好处是，它也会自动调整并过滤渲染帧所花费的时间。