如何在Qt OpenGL中使用PBO

时间：2016-07-27 09:04:38

标签： c++ qt opengl

我试图将QOpenGLBuffer用作像素缓冲区对象。目标是显示高分辨率视频流（4K，60FPS），因此我需要良好的性能。

由于我刚刚开始使用OpenGL，我首先尝试以最佳方式显示简单的2D纹理。我已经包含了VBO和VAO，下一步（我读过它）将使用PBO来获得更好的性能。

有PBO的教程，但有glGenBufferARB（），而不是QOpenGLBuffer。

这是我的代码：

glwidget.h 

#ifndef GLWIDGET_H
#define GLWIDGET_H

#include <QOpenGLWidget>
#include <QOpenGLFunctions>
#include <QOpenGLBuffer>
#include <QDebug>
#include <QOpenGLTexture>
#include <QOpenGLShader>
#include <QOpenGLShaderProgram>
#include <QOpenGLVertexArrayObject>




class GLWidget : public QOpenGLWidget, protected QOpenGLFunctions
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit GLWidget(QWidget *parent = 0);

    ~GLWidget();

    void initializeGL();
    void paintGL();
    void resizeGL(int w, int h);
    void LoadGLTextures();

private :

    QOpenGLShaderProgram *program;
    QOpenGLBuffer vbo;
    QOpenGLVertexArrayObject vao;
    GLuint tex;

    GLint vertexLocation;
    GLint texcoordLocation;

    int tailleVerticesBytes;
    int tailleCoordTexturesBytes;

    float vertices[8];
    float coordTexture[8];


public slots:



private slots:



};

#endif // GLWIDGET_H

glwidget.cpp 

#ifndef BUFFER_OFFSET
#define BUFFER_OFFSET(offset) ((char*)NULL + (offset))

#include "glwidget.h"
#include <QElapsedTimer>


GLWidget::GLWidget(QWidget *parent) :
        QOpenGLWidget(parent)
{
    tailleVerticesBytes = 8*sizeof(float);
    tailleCoordTexturesBytes = 8*sizeof(float);
}

GLWidget::~GLWidget(){

    vao.destroy();
    vbo.destroy();
    delete program;
    glDeleteTextures(1, &tex);

}

void GLWidget::LoadGLTextures(){

    QImage img;

    if(!img.load("C:\\Users\\Adrien\\Desktop\\open3.bmp")){
        qDebug()<<"Image loading failed";
    }

    QImage t = (img.convertToFormat(QImage::Format_RGBA8888)).mirrored();

    glGenTextures(1, &tex);

    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, tex);

        glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, t.width(), t.height(), 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, t.bits());
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
        glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

    glBindTexture( GL_TEXTURE_2D, 0);



}

void GLWidget::initializeGL(){


    float verticesTmp[] = {-1.0,-1.0,  1.0,-1.0,  1.0,1.0,  -1.0,1.0};
    float coordTextureTmp[] = {0.0,0.0,  1.0,0.0,  1.0,1.0,  0.0,1.0};

    for(int i = 0; i<8; i++){
        vertices[i] = verticesTmp[i];
        coordTexture[i] = coordTextureTmp[i];
    }

    initializeOpenGLFunctions();
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glEnable(GL_TEXTURE_2D);
    LoadGLTextures();

    //Shader setup
    QOpenGLShader *vshader = new QOpenGLShader(QOpenGLShader::Vertex, this);
    const char *vsrc =
        "#version 150 core\n"
        "in vec2 in_Vertex;\n"
        "in vec2 vertTexCoord;\n"
        "out vec2 fragTexCoord;\n"
        "void main(void)\n"
        "{\n"
        "    gl_Position = vec4(in_Vertex, 0.0, 1.0);\n"
        "    fragTexCoord = vertTexCoord;\n"
        "}\n";
    vshader->compileSourceCode(vsrc);

    QOpenGLShader *fshader = new QOpenGLShader(QOpenGLShader::Fragment, this);
    const char *fsrc =
            "#version 150 core\n"
            "uniform sampler2D tex;\n"
            "in vec2 fragTexCoord;\n"
            "void main(void)\n"
            "{\n"
            "    gl_FragColor = texture2D(tex,fragTexCoord);\n"
            "}\n";
    fshader->compileSourceCode(fsrc);

    program = new QOpenGLShaderProgram;
    program->addShader(vshader);
    program->addShader(fshader);
    program->link();
    program->bind();
    glActiveTexture(GL_TEXTURE0);
    program->setUniformValue("tex", 0);

    vertexLocation = glGetAttribLocation(program->programId(), "in_Vertex");
    texcoordLocation = glGetAttribLocation(program->programId(), "vertTexCoord");

    //VAO setup
    vao.create();
    vao.bind();

    //VBO setup
    vbo.create();
    vbo.setUsagePattern(QOpenGLBuffer::StaticDraw);
    vbo.bind();
    vbo.allocate(tailleVerticesBytes + tailleCoordTexturesBytes);
    vbo.write(0, vertices, tailleVerticesBytes);
    vbo.write(tailleVerticesBytes, coordTexture, tailleCoordTexturesBytes);

    program->enableAttributeArray(vertexLocation);
    program->setAttributeBuffer(vertexLocation, GL_FLOAT, 0, 2);
    program->enableAttributeArray(texcoordLocation);
    program->setAttributeBuffer(texcoordLocation, GL_FLOAT, tailleVerticesBytes, 2);

    vbo.release();
    vao.release();
    program->release();



}

void GLWidget::paintGL(){

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    program->bind();
    {
        vao.bind();

            glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, tex);

                glDrawArrays(GL_QUADS, 0, 4);

            glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);

        vao.release();
    }
    program->release();

}

void GLWidget::resizeGL(int w, int h){

    glViewport(0, 0, (GLint)w, (GLint)h);

}



#endif

基本上，我该怎么做才能在这段代码中使用PBO？

要做的第一件事是在指定类型（QOpenglBuffer :: PixelUnpackBuffer）时创建一个QOpenGLBuffer对象，然后我想我需要上传缓冲区上的像素并最终使用它而不是glTexImage2D？这只是全球性的想法，我不知道该怎么做。

感谢。

1 个答案:

答案 0 :(得分：1)

  

目标是显示高分辨率视频流（4K，60FPS），因此我需要良好的性能。

唯一正确的方法是使用一些加速演示API（与OpenGL无关）。

如果你想坚持使用OpenGL，你至少要让GPU进行视频解码并上传到纹理中。如何操作取决于您的操作系统和GPU。例如，在Linux下并使用NVIDIA，您可以使用VDPAU进行加速解码，使用NV_VDPAU_interop来获取使用已解码帧填充的纹理。

如果你仍然想要使用Pixel 解包缓冲对象（PUBO;你上传到GL =＆gt;这是一个解包），那就没什么了不起的了。创建一个：

QOpenGLBuffer *pubo = new QOpenGLBuffer(QOpenGLBuffer::PixelUnpackBuffer);
pubo->create();

然后用你的框架数据填充它：

pubo->bind();
pubo->allocate(...);  // or, if already allocated, also write/map

现在PUBO的效果是，如果一个绑定，某些调用将改变语义，不是从用户内存而是从PUBO读取数据。值得注意的是，上传纹理数据的调用。因此，如果你有纹理（，你应该使用QOpenGLTexture，它使用不可变存储，而不是手动调用glTexImage ），你可以这样做：

pubo->bind();
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureId);
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 
             level, 
             internalFormat,
             width,
             heigth,
             border,
             externalFormat,
             type,
             data);

由于存在PUBO绑定，最后一个参数（data）会改变语义：它不再是指向客户端内存的指针，而是一个字节偏移到当前绑定的像素解包缓冲区对象。因此，如果纹理数据从偏移量0开始进入缓冲区，则需要在那里传递0（或实际上，(const GLvoid *)0）。否则你需要相应地调整它。

现在你可以发布pubo：

pubo->release();

然后在着色器中照常使用纹理，一切都会好的。

除非您直接使用纹理，否则您将无法获得任何性能提升！这个复杂设置的重点是允许GL异步传输图像数据，同时渲染上一帧中上传的数据。如果您立即使用图像数据，GL需要同步整个管道，以便等待图像数据上传到GPU。

因此，此场景中的典型设置是以循环方式使用多个PUBO。例如，如果您有两个（在ping-poing中），则在一个PBO中上传数据，并使用前一个填充和绘制纹理。这应该为GL实现“足够的时间”以实际传输当前数据到总线，因此在下一帧，纹理上传和绘图将立即找到数据。

理想情况下，您还可以使用共享OpenGL上下文从另一个线程执行PUBO中的数据上传，并在上传完成时使用fences向渲染线程发出信号，以便可以填充纹理。您可以通过使用孤立，固定映射，不同步写入等进一步构建。

OpenGL Insights的第28/29章中提供了对所有这些内容的深入解释，我在这里无法整体复制，并提供了一些可用的代码here。

您还可以在OpenGL wiki here上找到有关缓冲区对象流的更多信息。

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