openGL之多线程渲染

随着Vulkan的引入，我们的图形技术的发展到达了一个新的顶点，但是呢，我们的老干爹OpenGL作为落日余晖，他在一些Vulkan才有的新功能上，也提供了一些支持，现在我们来讨论一下OpenGL之多线程渲染。

这里要补一补课：

windows上调用openGL最原始的原始方式

大概流程是这样的详情请见：https://gitee.com/GProReat/codes/bjptwd3hglozmi25esn4v31

1.获取句柄， 在win32或者MFC里面可以直接获取HWND，但是在glut,glfw,sdl等可以通过GetActiveWindow来获取HWND。

2.GetDC，这个是获取窗口的DC,  HDC ( Handle To Device Context)是图像的设备描述表，窗口显示上下文句柄，其中可以进行图形显示。

3.PixelFormat的支持，这里可以看刚才代码段里面PixelFormat的设置

4.创建OpenGL的上下文wglCreateContext, 以及切换到当前的上下文，wglMakeCurrent，传入HGLRC类型的object。

5.初始化操作  各种开关比如： depthTest,AlphaTest,DepthFunc,Texture2等操作。

6.在窗口的绘制的时候，也就是WM_PAINT相应的时候处理绘制。

　　这里关键一点是，调用OpenGL绘制之后使用SwapBuffers,还有glFlush。

7.资源释放。

note:windows上使用openGL来渲染，大家可以找MFC或者win32上的OpenGL绘制。

接下来开始我们的主题：openGL多线程渲染：

根据我的测试，HGLRC 的创建与线程无关，也就是说目前HGLRC可以在另外一个线程创建（需要在当前线程wglShareLists），也可以在当前线程创建，

下面为核心代码：

this->hGLRC2 = wglCreateContext(hDC);
wglShareLists(hGLRC2, hGLRC);
std::thread th([this]() {
    wglMakeCurrent(hDC, hGLRC2);
    texAnotherThread.LoadFromFile1("1.jpg");
    });
th.join();

当然我们根据测试，也能发现，HGLRC在shared之前或者之后加载资源，都能做到共享

    hGLRC = wglGetCurrentContext();
    glEnable(GL_TEXTURE_2D);
    glEnable(GL_DEPTH);
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glDepthFunc(GL_LESS);
    std::thread th([this]() {
        hGLRC2 = wglCreateContext(hDC);
        wglMakeCurrent(hDC, hGLRC2);
        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
        glEnable(GL_DEPTH);
        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
        glDepthFunc(GL_LESS);
                texAnotherThread.LoadFromFile1("1.jpg");
        }
    th.join();
    wglShareLists(hGLRC, hGLRC2);

还有根据我的测试wglShareLists(hGLRC, hGLRC2); 他实际上这两个参数顺序是有讲究的，如果在创建完上下文之后，直接共享，那么这俩参数顺序没有影响，如果在hGLRC2里加载完tetxure，那么只能wglShareLists（hGLRC2,hGLRC）

代码如下：（顺序无关的）

void MultiThreadTexture_App::Init()
{
    hWnd = GetActiveWindow();
    hDC = GetDC(hWnd);
    hGLRC = wglGetCurrentContext();
    hGLRC2 = wglCreateContext(hDC);
    wglShareLists(hGLRC, hGLRC2);  //顺序无关
    isRunning = true;
    std::thread th([this]() {
        wglMakeCurrent(hDC, hGLRC2);
        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
        glEnable(GL_DEPTH);
        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
        glDepthFunc(GL_LESS);
        texAnotherThread.LoadFromFile1("1.jpg");
        });
    th.join();
} 

void MultiThreadTexture_App::Init()
{
    hWnd = GetActiveWindow();
    hDC = GetDC(hWnd);
    hGLRC = wglGetCurrentContext();
    glEnable(GL_TEXTURE_2D);
    glEnable(GL_DEPTH);
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glDepthFunc(GL_LESS);
    hGLRC2 = wglCreateContext(hDC);

    isRunning = true;
    std::thread th([this]() {
        wglMakeCurrent(hDC, hGLRC2);
        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
        glEnable(GL_DEPTH);
        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
        glDepthFunc(GL_LESS);
        texAnotherThread.LoadFromFile1("1.jpg");
        });
    th.join();
    //这两个参数顺序是和渲染结果有关系的
    wglShareLists(hGLRC2, hGLRC);  //只能这样子。

}

使用线程2来渲染，代码如下：  结果是可以显示

void MultiThreadTexture_App::Init()
{
    hWnd = GetActiveWindow();
    hDC = GetDC(hWnd);
    hGLRC = wglGetCurrentContext();
    glEnable(GL_TEXTURE_2D);
    glEnable(GL_DEPTH);
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glDepthFunc(GL_LESS);
    hGLRC2 = wglCreateContext(hDC);
    wglShareLists(hGLRC, hGLRC2);
    isRunning = true;
    std::thread th([this]() {
        wglMakeCurrent(hDC, hGLRC2);
        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
        glEnable(GL_DEPTH);
        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
        glDepthFunc(GL_LESS);
        texAnotherThread.LoadFromFile1("1.jpg");while (isRunning)  //使用程序来控制 isRunning在线程运行之前为true，程序退出为false
        {
            if (isRenderBegin)   //在调用Render的时候为true。
            {
                Render(-10);
                AfterRender();
            }
        }
        });
    th.detach();
}

void MultiThreadTexture_App::Render(int deltaMillionSeconds)
{
    if (!isRenderBegin)
        isRenderBegin = true;
    if (deltaMillionSeconds != -10) return;
    glViewport(0, 0, width, height);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluPerspective(60, width / height, 0.1, 1000);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
    gluLookAt(0, 0, 100, 0, 0, 0, 0, 1, 0);

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glClearColor(0, 0, 0, 1);
    glClearDepth(1000);
    glEnable(GL_FILL);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texAnotherThread.texId);
    glBegin(GL_QUADS);
    glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f(0, 0, 0);
    glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f(100, 0, 0);
    glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f(100, 100, 0);
    glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f(0, 100, 0);
    glEnd();

}

最后，做了一个交替渲染， 每1s为间隔，线程1，线程2交替渲染，而且他们使用对方的资源，比如第1s线程1渲染用的是线程2加载的纹理，第2s线程2渲染用的是线程1加载的纹理，如此循环...

代码如下：

void MultiThreadTexture_App::Init()
{
    hWnd = GetActiveWindow();
    hDC = GetDC(hWnd);
    hGLRC = wglGetCurrentContext();
    glEnable(GL_TEXTURE_2D);
    glEnable(GL_DEPTH);
    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glDepthFunc(GL_LESS);
    hGLRC2 = wglCreateContext(hDC);
    wglShareLists(hGLRC, hGLRC2);
    tex.LoadFromFile1("2.png");
    isRunning = true;
    lastRenderThreadID = -1;//默认值
    std::thread th([this]() {
        wglMakeCurrent(hDC, hGLRC2);
        glEnable(GL_TEXTURE_2D);
        glEnable(GL_DEPTH);
        glEnable(GL_DEPTH_TEST);
        glDepthFunc(GL_LESS);
        texAnotherThread.LoadFromFile1("1.jpg");
        while (isRunning)  //使用程序来控制 isRunning在线程运行之前为true，程序退出为false
        {
            if (isRenderBegin)   //在调用Render的时候为true。
            {
                Render(-10);
                AfterRender();
            }
        }
        });
    th.detach();

}
//deltaMillionSeconds是根据时间变化的，每一帧的间隔
void MultiThreadTexture_App::Render(int deltaMillionSeconds)
{
    mtx.lock();
    if (!isRenderBegin)
        isRenderBegin = true;

    isRenderBegin = true;
    if (deltaMillionSeconds == -10)
        RenderThreadID = 2;
    else
        RenderThreadID = 1;

    if (lastRenderThreadID != -1 && lastRenderThreadID == RenderThreadID)
    {//和之前的线程一致
        ::Sleep(1000); //保证1s调用1次
        mtx.unlock();
        return;
    }

    glViewport(0, 0, width, height);
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);
    glLoadIdentity();
    gluPerspective(60, width / height, 0.1, 1000);
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
    glLoadIdentity();
    gluLookAt(0, 0, 100, 0, 0, 0, 0, 1, 0);

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
    glClearColor(0, 0, 0, 1);
    glClearDepth(1000);
    glEnable(GL_FILL);
    //这里互相使用对方的资源
    if (RenderThreadID == 1)
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texAnotherThread.texId);
    else
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, tex.texId);

    glBegin(GL_QUADS);
    glTexCoord2f(0, 0); glVertex3f(0, 0, 0);
    glTexCoord2f(1, 0); glVertex3f(100, 0, 0);
    glTexCoord2f(1, 1); glVertex3f(100, 100, 0);
    glTexCoord2f(0, 1); glVertex3f(0, 100, 0);
    glEnd();
    lastRenderThreadID = RenderThreadID;
    //休息1秒钟然后
    ::Sleep(1000);
    mtx.unlock();
}

void MultiThreadTexture_App::Release()
{
    isRunning = false;
}

线程1用的是游戏截图，线程2用的是狗头。而渲染使用对方的资源，效果图如下：