Qt渲染漫谈（一）

最近在看一些关于游戏引擎的东西，本来是有几个游戏的小点子，其实实现起来还挺麻烦的，想找个游戏引擎看看能不能码起来。辗转之后发现了很多2D引擎，其中国产的要数cocos2dx用的好像是比较广泛，但是好多人对此褒贬不一。于是下了准备试试到底怎么样，无奈搞了一早上，也有点小成果，但是想实现起来貌似还得花点功夫，想想还是找其他的算了。正好之前用过Qt，于是重新捡起来。

在Qt上想要渲染性能好点，我想还是得用OpenGL这一类东西的，之前一直对OpenGL这类东西不是很清楚，于是研究了不少时间。我想很多人对这个什么显示服务器，OpenGL等等这些东西也是云里雾里的，先来聊聊这些东西，丰富一下知识。

1、关于显示服务器，最近看的最多的就是Ubuntu17.10把默认显示服务器改成了wayland这个东西。根据我的理解，有了显示服务器，我们才可以用窗口系统，显示服务器的客户端就是窗口系统，显示服务器为我们的窗口系统提供画面绘制，输入事件等功能，至于输入事件，常见的就是鼠标键盘事件了。

2、然后就是OpenGL，OpenGL是一个跨平台的图形接口，OpenGL是和显卡有关系的，只有显卡提供支持，才可以用OpenGL的，当然OpenGL是和显卡厂商有协商的。有了OpenGL，我们就可以用显卡来处理关于图形图像的东西，然后交给显示服务器进行显示。

3、但是这边有个问题需要注意，就是OpenGL不能直接和显示服务器进行通信，也就是说我们用OpenGL处理的图形图像是不能直接给显示服务器的，这中间得有一个东西来进行处理，这个中间件根据平台，windows上叫做wgl，linux上叫做glx，macos上是agl。好了，现在我们就可以用窗口来显示OpenGL处理的图形了，也就是我们常说的用OpenGL来进行渲染。

4、之后为了将wgl，glx，agl这些东西统一起来，实现平台统一，就诞生了glfw，glu等东西，这些东西封装了wgl，glx，agl并且结合了各平台的显示服务器来创建窗口，可以让我们用一套代码来实现跨平台使用OpenGL在窗口中进行渲染。

5、然后问题又来了，因为OpenGL在各个操作系统上的接口有的不一致，如果在不同平台上编译可能不相互兼容，让人用着不爽。于是又诞生了glew和glad这类东西来实现各个操作系统OpenGL接口的统一，结合上面提到的，就可以实现全面的跨平台了，是不是很爽。

现在我们知道了，至少要做到上面的前3点，才可以用GPU加速渲染，我们再来看看这些东西的应用，其实无非就是各种引擎和图形库，比如：

1、Cocos2dx直接使用了第4点的glfw，加上OpenGL实现了UI和绘图等等东西，变成一套游戏引擎。

2、Qt就比较牛了，他自己实现了第4、5两点，所以实现了跨平台。 但是没有独立出来，所以咱们也不能用。

但是Qt不都是用OpenGL渲染的，Qt中的显示分为三类，QWidget，QGraphics，QQuick。

1、QWidget这一类中，基本上控件的实现都是对各个平台上的对应的控件的封装。QWidget中使用QWindow来创建窗口，而单独的QWindow内是不能使用系统插件的，只提供窗口，所以理论上QWindow中是可以直接用OpenGL来进行绘图的。Qt为了以后的发展和2D，3D绘图性能的提升以应对游戏等开发需求，在Qt5.0以后将QWidget系的东西从gui模块中单独抽出来作为widgets模块，这也在情理之中。

2、Qt为了提升针对大量简单组件的渲染性能，创造了QGraphics这一类东西，但是他们仍然是属于widgets模块的，也不一定是用OpenGL渲染，如果想用OpenGL渲染，是需要在QWidget和OpenGL搭一个桥梁，这就是QGLWidget。

3、QQuick这一类东西是正真使用OpenGL来进行渲染的，而且还提供了多线程渲染支持，Qt为了方便使用，只提供了qml的接口，暴露出的也就QQuickItem这一个用于自定义控件的类。实际中，在类unix的环境下，QQuick中所有控件也是提供C++接口来实现编程的，只是Qt文档中没有，也没有对应的Qt模块，需要自己包含头文件。这类头文件都是Qt私有的，头文件格式基本都是*_p.h。并且还要链接QtQuick相关的QtQuickTemplate2和QtQuickControls2库。比如下面是在mac下的一段直接用QQuick C++的控件使用。

 1 #include <QGuiApplication>
 2 #include <QQmlApplicationEngine>
 3
 4 #include <QQuickView>
 5 #include <QQuickItem>
 6 #include <QObject>
 7
 8 #include "QtQuick/private/qquickimage_p.h"
 9 #include "QtQuick/private/qquickrectangle_p.h"
10 #include "QtQuickTemplates2/private/qquickbutton_p.h"
11 #include "QtQuickTemplates2/private/qquicklabel_p.h"
12
13 int main(int argc, char *argv[])
14 {
15     QGuiApplication app(argc, argv);
16
17     QQuickView view;
18     view.resize(600, 800);
19
20     QQuickItem* parentItem = view.contentItem();
21
22     QQuickImage* imgItem = new QQuickImage(parentItem);
23     imgItem->setSource(QUrl::fromLocalFile("/Users/Bearyin/Pictures/P30429-143922.jpg"));
24     imgItem->setSize(QSizeF(600, 800));
25
26
27     QObject::connect(&view, &QQuickView::widthChanged, [&](int){
28         imgItem->setSize(view.size());
29     });
30
31     QObject::connect(&view, &QQuickView::heightChanged, [&](int){
32         imgItem->setSize(view.size());
33     });
34
35
36     QQuickRectangle* rectItem = new QQuickRectangle;
37     rectItem->setSize(QSizeF(100, 100));
38     rectItem->setColor(QColor(255, 255, 0));
39
40     QQuickLabel* labelItem = new QQuickLabel;
41     labelItem->setText("Hello World");
42     labelItem->setColor(QColor(255, 0, 0));
43 //    labelItem->setPosition(QPointF(200, 200));
44     labelItem->setSize(QSize(100, 100));
45     labelItem->setBackground(rectItem);
46
47
48     QQuickButton* btItem = new QQuickButton(parentItem);
49     btItem->setSize(QSizeF(100, 100));
50     btItem->setPosition(QPointF(0, 0));
51     btItem->setBackground(labelItem);
52     btItem->setText("Hello World");
53
54
55     QObject::connect(btItem, &QQuickButton::clicked, [&](){
56         rectItem->setColor(QColor(0, 255, 0));
57     });
58
59     view.show();
60
61
62     return app.exec();
63 }

这是pro文件：

 1 QT += quick
 2 CONFIG += c++11
 3
 4 QT_PRIVATE += core-private gui-private qml-private quick-private
 5
 6 DEFINES += QT_DEPRECATED_WARNINGS
 7
 8 SOURCES += main.cpp
 9
10 qnx: target.path = /tmp/$${TARGET}/bin
11 else: unix:!android: target.path = /opt/$${TARGET}/bin
12 !isEmpty(target.path): INSTALLS += target
13
14
15 INCLUDEPATH += \
16 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtQuick.framework/Versions/5/Headers/5.9.2/QtQuick \
17 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtQuickTemplates2.framework/Versions/5/Headers/5.9.2/QtQuickTemplates2 \
18 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtQml.framework/Versions/5/Headers/5.9.2 \
19 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtCore.framework/Versions/5/Headers/5.9.2 \
20 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtGui.framework/Versions/5/Headers/5.9.2 \
21 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtQuick.framework/Versions/5/Headers/5.9.2 \
22 /Users/Bearyin/Software/Qt5.9.2/5.9.2/clang_64/lib/QtQuickTemplates2.framework/Versions/5/Headers/5.9.2
23
24 LIBS += -framework QtQuickTemplates2

我这边的运行结果大概是这样的，里面图片等路径自行修改一下：

2017年12月20日更

这篇到现在时间很长了，这段时间因为各种原因，很多东西都落下了，最近晚上一直在看源码，对QtQuick这部分的机制，包括渲染方式等有了一定的了解。之前说把QtQuick剥离出来的，看来也是比较困难的，但是从某种意义上也是可以实现的，就是可能时间比较长罢了。可能这段时间真的有点感觉自己老了点，所以把之前最后一段删了，还是给自己减轻点压力吧，估计还可以多活几年，KeKe~，开玩笑的了。

往后应该时间会比较充裕一点，可以多了解一点它内部的代码和机制，并分享出来。另外感觉这标题不太好，顺便改了。