python - pyqtgraph 的性能问题

Question

我正在尝试将一些代码从使用 matplotlib 转换为 pyqtgraph，因为它应该更高效，并且它提供了更多的交互功能。我的代码大部分都已转换，但我遇到了运行缓慢的问题。重现此内容的一些代码:

import numpy as np
import qtpy.QtWidgets as qt
import pyqtgraph as pg


class GraphWidget(qt.QWidget):
    """A widget for simplifying graphing tasks

    :param qt.QWidget parent:
    :param Dict[str, dict] layout: A mapping from title to row/col/rowspan/colspan kwargs
    """
    def __init__(self, parent, layout_spec):
        super(GraphWidget, self).__init__(parent=parent)

        self.axes = {}
        glw = pg.GraphicsLayoutWidget(parent=self)
        for name, layout in layout_spec.items():
            self.axes[name] = pg.PlotItem(name=name, title=name)
            glw.addItem(self.axes[name], **layout)
        box_layout = qt.QVBoxLayout()
        box_layout.addWidget(glw, 1)
        self.setLayout(box_layout)

    @property
    def normal_pen(self):
        return pg.mkPen(color='w', width=2)

    @property
    def good_pen(self):
        return pg.mkPen(color='g', width=2)

    @property
    def bad_pen(self):
        return pg.mkPen(color='r', width=2)

    def plot(self, mode, x, y, axis):
        if mode == 'normal':
            pen = self.normal_pen
        elif mode == 'good':
            pen = self.good_pen
        elif mode == 'bad':
            pen = self.bad_pen

        plot_item = pg.PlotCurveItem(x, y, pen=pen)
        self.axes[axis].addItem(plot_item)


if __name__ == '__main__':
    import random
    import time

    # qt.QApplication.setGraphicsSystem('opengl')

    app = qt.QApplication([])
    window = qt.QWidget(parent=None)
    layout = qt.QVBoxLayout()

    gw = GraphWidget(
        window,
        {
            'A': dict(row=1, col=1, rowspan=2),
            'B': dict(row=1, col=2),
            'C': dict(row=2, col=2),
            'D': dict(row=1, col=3),
            'E': dict(row=2, col=3),
            'F': dict(row=1, col=4),
            'G': dict(row=2, col=4),
        }
    )
    layout.addWidget(gw, 1)

    def plot():
        start = time.time()
        for axis in 'ABCDEFG':
            gw.plot(
                random.choice(['normal', 'good', 'bad']),
                np.arange(2000),
                np.random.rand(2000),
                axis,
            )
        # necessary because without it, the "plotting" completes in ms, 
        # but the UI doesn't update for a while still
        app.processEvents()
        print('Plotting time: {}'.format(time.time() - start))

    button = qt.QPushButton(parent=window, text='Plot')
    button.pressed.connect(plot)
    layout.addWidget(button)

    window.setLayout(layout)
    window.showMaximized()
    app.exec_()

选择绘图的数量和布局以及点的数量以反射(reflect)我的真实用例。如果我按原样运行并单击绘图按钮两次，我会看到

Plotting time: 3.61599993706
Plotting time: 7.04699993134

我在这一点上停止了，因为应用程序通常突然变得非常慢，并且需要几秒钟才能关闭。如果我取消注释一行以启用 opengl 渲染，我可以轻松地运行它多次，看起来像

Plotting time: 0.0520000457764
Plotting time: 0.328999996185
Plotting time: 0.453000068665
Plotting time: 0.55999994278
Plotting time: 0.674000024796
Plotting time: 1.21900010109
Plotting time: 0.936000108719
Plotting time: 1.06100010872
Plotting time: 1.19899988174
Plotting time: 1.35100007057

此时我还可以看出这里报告的时间并不准确，UI 实际反射(reflect)更新需要比这些时间更长的时间。

这是我能够处理的相当典型的图表数量，此应用程序可以在大约 20 秒内轻松查看 16 组图表(每个轴多一条线)。如果我的 UI 越来越慢，这就不够快了。

下采样似乎不适用于 PlotCurveItem(与 PlotDataItem 不同)，但我确实发现这样做

plot_item = pg.PlotCurveItem(x, y, pen=pen, connect='pairs')

结果更快:

Plotting time: 0.0520000457764
Plotting time: 0.0900001525879
Plotting time: 0.138000011444
Plotting time: 0.108000040054
Plotting time: 0.117000102997
Plotting time: 0.12299990654
Plotting time: 0.143000125885
Plotting time: 0.15499997139

虽然我觉得这仍然很慢，但我想知道是否可以采取任何措施来进一步加快速度。如果我不将它设置为 opengl，它仍然非常慢(每个图大约几秒)。我真的在寻找尽可能快的绘图。我的目标是每个绘图 <100 毫秒。

虽然很难说出真正减速的地方，分析这段代码似乎很困难，因为其中一些发生在 OpenGL 级别，一些深入 Qt 代码内部，还有一些发生在 pyqtgraph 本身。

还有其他方法可以进一步加快这段代码的速度吗？

注意:我目前使用的是通过 conda 安装的 Python 2.7 64 位、PyQt 4.10.4 和 pyqtgraph 0.10.0，尽管此代码需要在 Python 3.5+ 上运行得同样好。

Answer 1

您好@bheklilr，这是 pyqtgraph 中的一个已知问题，并且通过扩展 Qt 框架。一个 pyqtgraph 贡献者偶然发现了一种不同的绘制方法，该方法在绘制大于 1 像素的线条时不会对性能产生影响。这是实现此解决方法的 PR 草案。

https://github.com/pyqtgraph/pyqtgraph/pull/2011

如果你稍微修改你的例子，你可以恢复性能:

plot_item = pg.PlotCurveItem(x, y, pen=pen, skipFiniteCheck=True)

您需要传递 skipFiniteCheck=True 参数，而不是使用非有限值，当然，在 PR 上运行您的示例。

我们正试图让更多的用户使用这个示例来尝试并提出出现问题的边缘情况；当我们有信心时，我们将合并此功能并将其作为下一个版本的一部分。