QtQuick Scenegraph 与 QOpenGLWindow 中自定义 OpenGL 项目的性能下降

问题描述

我正在将基于 QOpenGLWindow 的自定义 OpenGL 代码转换为可以在 QtQuick Scenegraph 系统中使用的 QQuickItem，但我看到性能下降 20-30%（与 QOpenGLWindow 相比 QSG），所以我用一个简单的测试用例对其进行了基准测试下面

大多数与 opengl 相关的代码都封装在渲染器类中，当我在 QOpenGLWindow 中调用渲染器时，gpu 使用率（由 intel_gpu_top 报告）约为 10%，cpu 使用率约为 0（提供的示例非常简单），但是在基于 QSGRenderNode 的渲染器，gpu 使用率在 30% 左右（cpu 使用率再次为 0）。

两个代码使用相同的着色器，顶点缓冲区和完全相同的opengl相关代码，渲染代码没有区别，区别只与这些类的性质有关。

两者的 cpu 使用率都在 0 左右（实际上没有任何 cpu 占用工作，只是创建小的顶点缓冲区，使用 glDrawArray(GL_LINE_STRIP) 上传和绘制）

在发布模式下编译的两个代码（使用-O2） 两个代码都使用相同的表面格式（深度缓冲区大小、样本、gl 版本和...）

Q1：这 20% 的开销增加是正常的还是我们的代码有问题？！

Q2：这种类型的基准测试是否公平？！我看渲染器忙报告 intel_gpu_top 和 top 的 cpu 使用率

QtQuick 场景图代码：

class OpenglrenderNode : public QSGRenderNode
{
    public:

        OpenglrenderNode(QQuickItem* item) : m_item(item){

        }

        void render(const RenderState *state) override
        {
            QOpenGLFunctions *f = QOpenGLContext::currentContext()->functions();
            if(!renderer){
                renderer = new HPGraphRenderer(f);
                renderer->initialize();
                qDebug() <<  QOpenGLContext::currentContext()->format();
            }

            renderer->render();
        }

        StateFlags changedStates() const override
        {
            return ColorState;
        }

        RenderingFlags flags() const override
        {
            return DepthAwareRendering ;
        }

        QRectF rect() const override
        {
            return QRect(0,m_width,m_height);
        }

        void sync(QQuickItem *item)
        {
            m_width = item->width();
            m_height = item->height();
        }

    private:

        int m_width = 0;
        int m_height = 0;
        QQuickItem * m_item = nullptr;
        HPGraphRenderer * renderer = nullptr;
};

class QQuickHPGraph : public QQuickItem
{
        Q_OBJECT

    public:
        QQuickHPGraph(QQuickItem *parent = nullptr)
            : QQuickItem(parent)
        {
            setFlag(ItemHasContents);
        }

        QSGNode *updatePaintNode(QSGNode *node,UpdatePaintNodeData *) override
        {
            QSGRenderNode *n = static_cast<QSGRenderNode *>(node);
            QSGRendererInterface *ri = window()->rendererInterface();
            if (!ri)
                return nullptr;

            switch (ri->graphicsApi()) {
                case QSGRendererInterface::OpenGL:
                case QSGRendererInterface::Openglrhi:
                    if (!n)
                        n = new OpenglrenderNode(this);
                    static_cast<OpenglrenderNode *>(n)->sync(this);
                break;
                default:
                break;
            }

            if (!n)
                qWarning("QSGRendererInterface reports unkNown graphics API %d",ri->graphicsApi());

            n->markDirty(QSGNode::DirtyOpacity);
            QTimer::singleShot(0,this,&QQuickItem::update);

            return n;
        }
};

QML：

Window {
    visible: true
    width: 640
    height: 480
    title: qsTr("Test")
    color: "#000000"

    QQuickHPGraph{
        anchors.fill: parent
    }
}

基于QOpenGLWindow：

class HPGraphWindow : public QOpenGLWindow
{
        Q_OBJECT
    public:
        void initializeGL() override
        {
            QOpenGLFunctions *f = QOpenGLContext::currentContext()->functions();
            
            
            
            if(!mRenderer){
                qDebug() <<  QOpenGLContext::currentContext()->format();
                mRenderer = new HPGraphRenderer(f);
                mRenderer->initialize();
            }
        }

        void paintGL() override
        {
            QOpenGLFunctions *f = QOpenGLContext::currentContext()->functions();
            f->glClearColor(0.0f,0.0f,0.0f);
            f->glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );

            mRenderer->render();

            QTimer::singleShot(0,[this](){
                this->update();
            });
        }
    private:
        HPGraphRenderer * mRenderer = nullptr;  
};

渲染器代码

class HPGraphRenderer
{
    public:
        HPGraphRenderer(QOpenGLFunctions* f) : f(f)
        {

        }

        void render()
        {
            // do al gl* things
        }

        void initialize()
        {
            // Initialization
        }
    private:
        QOpenGLFunctions * f = nullptr;
}

解决方法

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