我在简单的opengl（通过GLFW3）应用程序中遇到了一个奇怪的口吃。虽然启用了vsync（帧速率几乎稳定在60 fps），但旋转三角形的运动并不总是平滑的 - 它几乎就像某些帧有时被跳过一样。我试着查看连续调用glSwapBuffers（）之间的时间差，但这些看起来非常一致。
我做错了吗？我应该使用某种运动模糊过滤来使它看起来更流畅吗？
代码：
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <cfloat>
#include <cassert>
#include <minmax.h>
#include <string>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <Windows.h>
#include <GL/glew.h>
#include <gl/GLU.h>
//#include <GL/GL.h>
#include <GLFW/glfw3.h>
#include <glm/glm.hpp>
#include <glm/gtc/type_ptr.hpp>
#ifdef _WIN32
#pragma warning(disable:4996)
#endif
static int swap_interval;
static double frame_rate;
GLuint LoadShaders(const char * vertex_file_path,const char * fragment_file_path){
// Create the shaders
GLuint VertexShaderID = glCreateShader(GL_VERTEX_SHADER);
GLuint FragmentShaderID = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);
// Read the Vertex Shader code from the file
std::string VertexShaderCode;
std::ifstream VertexShaderStream(vertex_file_path, std::ios::in);
if(VertexShaderStream.is_open()){
std::string Line = "";
while(getline(VertexShaderStream, Line))
VertexShaderCode += "\n" + Line;
VertexShaderStream.close();
}else{
printf("Impossible to open %s. Are you in the right directory ? Don't forget to read the FAQ !\n", vertex_file_path);
return 0;
}
// Read the Fragment Shader code from the file
std::string FragmentShaderCode;
std::ifstream FragmentShaderStream(fragment_file_path, std::ios::in);
if(FragmentShaderStream.is_open()){
std::string Line = "";
while(getline(FragmentShaderStream, Line))
FragmentShaderCode += "\n" + Line;
FragmentShaderStream.close();
}
GLint Result = GL_FALSE;
int InfoLogLength;
// Compile Vertex Shader
printf("Compiling shader : %s\n", vertex_file_path);
char const * VertexSourcePointer = VertexShaderCode.c_str();
glShaderSource(VertexShaderID, 1, &VertexSourcePointer , NULL);
glCompileShader(VertexShaderID);
// Check Vertex Shader
glGetShaderiv(VertexShaderID, GL_COMPILE_STATUS, &Result);
if (Result != GL_TRUE)
{
glGetShaderiv(VertexShaderID, GL_INFO_LOG_LENGTH, &InfoLogLength);
if ( InfoLogLength > 0 ){
std::vector<char> VertexShaderErrorMessage(InfoLogLength+1);
glGetShaderInfoLog(VertexShaderID, InfoLogLength, NULL, &VertexShaderErrorMessage[0]);
printf("%s\n", &VertexShaderErrorMessage[0]);
}
}
// Compile Fragment Shader
printf("Compiling shader : %s\n", fragment_file_path);
char const * FragmentSourcePointer = FragmentShaderCode.c_str();
glShaderSource(FragmentShaderID, 1, &FragmentSourcePointer , NULL);
glCompileShader(FragmentShaderID);
// Check Fragment Shader
glGetShaderiv(FragmentShaderID, GL_COMPILE_STATUS, &Result);
if (Result != GL_TRUE)
{
glGetShaderiv(FragmentShaderID, GL_INFO_LOG_LENGTH, &InfoLogLength);
if ( InfoLogLength > 0 ){
std::vector<char> FragmentShaderErrorMessage(InfoLogLength+1);
glGetShaderInfoLog(FragmentShaderID, InfoLogLength, NULL, &FragmentShaderErrorMessage[0]);
printf("%s\n", &FragmentShaderErrorMessage[0]);
}
}
// Link the program
printf("Linking program\n");
GLuint ProgramID = glCreateProgram();
glAttachShader(ProgramID, VertexShaderID);
glAttachShader(ProgramID, FragmentShaderID);
glLinkProgram(ProgramID);
// Check the program
glGetProgramiv(ProgramID, GL_LINK_STATUS, &Result);
if (Result != GL_TRUE)
{
glGetProgramiv(ProgramID, GL_INFO_LOG_LENGTH, &InfoLogLength);
if ( InfoLogLength > 0 ){
std::vector<char> ProgramErrorMessage(InfoLogLength+1);
glGetProgramInfoLog(ProgramID, InfoLogLength, NULL, &ProgramErrorMessage[0]);
printf("%s\n", &ProgramErrorMessage[0]);
}
}
#ifdef _DEBUG
glValidateProgram(ProgramID);
#endif
glDeleteShader(VertexShaderID);
glDeleteShader(FragmentShaderID);
return ProgramID;
}
static void framebuffer_size_callback(GLFWwindow* window, int width, int height)
{
glViewport(0, 0, width, height);
}
static void set_swap_interval(GLFWwindow* window, int interval)
{
swap_interval = interval;
glfwSwapInterval(swap_interval);
}
static void key_callback(GLFWwindow* window, int key, int scancode, int action, int mods)
{
if (key == GLFW_KEY_SPACE && action == GLFW_PRESS)
set_swap_interval(window, 1 - swap_interval);
}
static bool init(GLFWwindow** win)
{
if (!glfwInit())
exit(EXIT_FAILURE);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MAJOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_CONTEXT_VERSION_MINOR, 3);
glfwWindowHint(GLFW_OPENGL_PROFILE, GLFW_OPENGL_COMPAT_PROFILE);
// creating a window using the monitor param will open it full screen
const bool useFullScreen = false;
GLFWmonitor* monitor = useFullScreen ? glfwGetPrimaryMonitor() : NULL;
*win = glfwCreateWindow(640, 480, "", monitor, NULL);
if (!(*win))
{
glfwTerminate();
exit(EXIT_FAILURE);
}
glfwMakeContextCurrent(*win);
GLenum glewError = glewInit();
if( glewError != GLEW_OK )
{
printf( "Error initializing GLEW! %s\n", glewGetErrorString( glewError ) );
return false;
}
//Make sure OpenGL 2.1 is supported
if( !GLEW_VERSION_2_1 )
{
printf( "OpenGL 2.1 not supported!\n" );
return false;
}
glfwMakeContextCurrent(*win);
glfwSetFramebufferSizeCallback(*win, framebuffer_size_callback);
glfwSetKeyCallback(*win, key_callback);
// get version info
const GLubyte* renderer = glGetString (GL_RENDERER); // get renderer string
const GLubyte* version = glGetString (GL_VERSION); // version as a string
printf("Renderer: %s\n", renderer);
printf("OpenGL version supported %s\n", version);
return true;
}
std::string string_format(const std::string fmt, ...) {
int size = 100;
std::string str;
va_list ap;
while (1) {
str.resize(size);
va_start(ap, fmt);
int n = vsnprintf((char *)str.c_str(), size, fmt.c_str(), ap);
va_end(ap);
if (n > -1 && n < size) {
str.resize(n);
return str;
}
if (n > -1)
size = n + 1;
else
size *= 2;
}
return str;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
srand(9); // constant seed, for deterministic results
unsigned long frame_count = 0;
GLFWwindow* window;
init(&window);
// An array of 3 vectors which represents 3 vertices
static const GLfloat g_vertex_buffer_data[] = {
-1.0f, -1.0f, 0.0f,
1.0f, -1.0f, 0.0f,
0.0f, 1.0f, 0.0f,
};
GLuint vbo;
glGenBuffers(1, &vbo);
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vbo);
// acclocate GPU memory and copy data
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(g_vertex_buffer_data), g_vertex_buffer_data, GL_STATIC_DRAW);
unsigned int vao = 0;
glGenVertexArrays (1, &vao);
glBindVertexArray (vao);
glEnableVertexAttribArray (0);
glBindBuffer (GL_ARRAY_BUFFER, vbo);
glVertexAttribPointer (0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, 0, 0);
// Create and compile our GLSL program from the shaders
GLuint programID = LoadShaders( "1.vert", "1.frag" );
// Use our shader
glUseProgram(programID);
GLint locPosition = glGetAttribLocation(programID, "vertex");
assert(locPosition != -1);
glm::mat4 world(1.0f);
GLint locWorld = glGetUniformLocation(programID, "gWorld");
assert(locWorld != -1 && "Error getting address (was it optimized out?)!");
glUniformMatrix4fv(locWorld, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(world));
GLenum err = glGetError();
GLint loc = glGetUniformLocation(programID, "time");
assert(loc != -1 && "Error getting uniform address (was it optimized out?)!");
bool isRunning = true;
while (isRunning)
{
static float time = 0.0f;
static float oldTime = 0.0f;
static float fpsLastUpdateTime = 0.0f;
oldTime = time;
time = (float)glfwGetTime();
static std::string fps;
glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glUseProgram (programID);
glUniform1f(loc, time);
glBindVertexArray (vao);
glDrawArrays (GL_TRIANGLES, 0, 3);
glfwSwapBuffers(window);
glfwPollEvents();
isRunning = !glfwWindowShouldClose(window);
float dT = time-oldTime;
if (time-fpsLastUpdateTime > 0.5)
{
static const char* fmt = "frame rate: %.1f frames per second";
glfwSetWindowTitle(window, string_format(fmt, 1.0f/(dT)).c_str());
fpsLastUpdateTime = time;
}
}
glfwDestroyWindow(window);
glfwTerminate();
return 0;
}
////////////////////////////////////////
// 1.frag
////////////////////////////////////////
#version 330 core
// Ouput data
out vec3 color;
void main()
{
// Output color = red
color = vec3(1,0,0);
}
//////////////////////////////////////////////
// 1.vert
//////////////////////////////////////////////
#version 330 core
// Input vertex data, different for all executions of this shader.
in vec3 vertex;
uniform mat4 gWorld;
uniform float time;
void main()
{
gl_Position = gWorld * vec4(vertex, 1.0f);
gl_Position.x += sin(time);
gl_Position.y += cos(time)/2.0f;
gl_Position.w = 1.0;
}
行。我回到家，做了更多测试。
首先我尝试禁用V-Sync，但我不能！我不得不禁用Windows的桌面效果（Aero）才能这样做，并且看到 - 一旦Aero被禁用，口吃就会消失（启用V-Sync）。
然后我用V-Sync关闭测试了它，当然，我的帧速率要高得多，偶尔会有预期的撕裂。
然后我全屏测试了。 Aero的渲染很顺利，没有它。
我找不到其他人分享这个问题。你认为这是一个GLFW3错误吗？驱动程序/硬件问题（我有最新驱动程序的GTS450）？
谢谢大家的答案。我学到了很多，但我的问题仍然没有解决。
答案 0 :(得分：5)
这是一个奇怪的Windows dwm（桌面窗口管理器）合成模式和glfwSwapBuffers()交互问题。我还没有找到问题的根源。但是，您可以通过执行以下操作之一来解决口吃问题：
glfwWindowHint(GLFW_SAMPLES, 4); 答案 1 :(得分：3)
没有看到这个口吃问题，很难说出问题所在。但是你的程序的第一印象还可以
所以我猜你会观察到偶尔出现两次框架。导致一个非常小的口吃。当您尝试使用vsync在60Hz监视器上输出60帧时，通常会发生这种情况
在这样的设置中，你不能错过一个vsync周期，否则你会看到一个口吃，因为框架显示两次
另一方面，几乎不可能保证这一点，因为Windows平台上的调度程序调度线程为15ms（关于我不知道正确的值）。
因此，更高优先级的线程可能会使用CPU，并且您的呈现线程无法及时交换缓冲区以获得新帧。当您增加值时，例如在120 Hz监视器上120帧，你会更频繁地看到这些口吃
所以我不知道如何在Windows平台上阻止这种情况。但如果有人知道我也会很高兴知道它。
答案 2 :(得分：2)
在没有想象你的问题的情况下很难分辨，但除非我们谈论一些严重的口吃，否则很少会出现渲染问题。程序中的运动/物理由CPU处理/处理。实现动画的方式是以一种完全依赖于CPU的方式处理的。
这意味着：
假设您在每个CPU周期中将三角形旋转固定量。这完全取决于CPU周期完成所需的时间。像cpu工作负载这样的事情会对屏幕结果产生巨大影响（尽管不一定）。它甚至没有占用巨大的CPU占用率来注意差异。所需要的只是唤醒和查询更新的后台进程。这可能导致“尖峰”，可以观察到动画流中的微小停顿（由于CPU在动画循环中可能造成的小延迟）。这可以解释为口吃。
现在了解上述问题有几种方法可以解决您的问题（但在我看来，不值得为上述尝试做什么投资）。您需要找到一种方法来实现一致的动画步骤（变化幅度很小）。
这是一篇值得探讨的好文章： http://gafferongames.com/game-physics/fix-your-timestep/
最终，上面实现的大多数方法都会产生更好的渲染流程。但仍然不是所有这些都能保证物理渲染精度。在没有尝试自己的情况下，我会说在他/她的渲染过程中必须尽可能地实现插值，以保证尽可能顺利绘制。
现在我想向你解释的是，口吃通常是由CPU引起的，因为它直接干预你处理物理的方式。但总的来说，在渲染周期中使用时间处理物理和插值是一个值得探讨的话题。