Qt：如何让 QImage 知道更新的内存缓冲区？答案

【问题标题】：Qt: How to make QImage aware of updated memory buffer?Qt：如何让 QImage 知道更新的内存缓冲区？
【发布时间】：2019-09-16 02:30:30
【问题描述】：

我需要将库中保存的像素数据绘制为uint8_t *，并且经常和部分更新。每次更新完成时，我都会收到来自库的回调，如下所示：

void gotFrameBufferUpdate(int x, int y, int w, int h);

我尝试使用像素数据指针创建QImage

QImage bufferImage(frameBuffer, width, height, QImage::Format_RGBX8888);

并让我的小部件的回调触发update()

void gotFrameBufferUpdate(int x, int y, int w, int h)
{
    update(QRect(QPoint(x, y), QSize(w, h)));
}

它只是通过paint() 绘制QImage 的更新区域：

void MyWidget::paint(QPainter *painter)
{
    QRect rect = painter->clipBoundingRect().toRect();
    painter->drawImage(rect, bufferImage, rect);
}

这种方法的问题是QImage 似乎没有反映像素缓冲区的任何更新。它一直显示其初始内容。

我目前的解决方法是在每次更新缓冲区时重新创建一个 QImage 实例：

void gotFrameBufferUpdate(int x, int y, int w, int h)
{
    if (bufferImage)
        delete bufferImage;
    bufferImage = new QImage(frameBuffer, width, height,
                             QImage::Format_RGBX8888);

    update(QRect(QPoint(x, y), QSize(w, h)));
}

这可行，但对我来说似乎效率很低。有没有更好的方法来处理 Qt 中外部更新的像素数据？我可以让我的QImage 知道其内存缓冲区的更新吗？

（背景：我正在编写一个带有 C++ 后端的自定义 QML 类型，该类型应显示 VNC 会话的内容。我为此使用 LibVNC/libvncclient。）

【问题讨论】：

“我当前的解决方法是在每次更新缓冲区时重新创建一个 QImage 实例” - 我看不出有什么问题，因为这基本上是 QImage 本身必须做的如果被告知其内存缓冲区已更改-它将不得不丢弃所有内容并重新创建自己。那么，有什么问题呢？
基于QImage构造函数文档中的“缓冲区必须在QImage的生命周期内保持有效”警告，看起来QImage保留了提供给构造函数的uchar指针，而不是制作复制到内部缓冲区中。
如果缓冲区内只有几个字节值发生了变化，为什么它需要重新创建自己？我会理解重新创建图像格式或缓冲区尺寸的变化，但这都是静态的。
@akoch 根据更改的字节和图像格式，它可能需要重新解释许多其他图像字节。简单的方法是在任何更改时从头开始重新解析图像数据。

标签： c++ qt vnc-viewer

【解决方案1】：

我猜想某种缓存机制会干扰您的期望。 QImage 有一个cacheKey，如果QImage 被改变，它就会改变。当然，只有通过QImage 函数更改图像时才会发生这种情况。据我所知，您正在直接更改底层缓冲区，因此QImage 的cacheKey 将保持不变。 Qt 的像素图缓存在其缓存中拥有该键，并出于性能原因使用缓存的像素图。

不幸的是，似乎没有直接的方法来更新此cacheKey 或以其他方式“无效”QImage。你有两个选择：

在需要时重新创建QImage。无需new 它，这样可以节省堆分配。创建一个后缓冲的QImage 似乎是一个“便宜”的操作，所以我怀疑这是一个瓶颈。
对QImage 做一个简单的操作（即setPixel 将单个像素变为黑色，然后变为旧值）。这有点“骇人听闻”，但可能是解决此 API 缺陷的最有效方法（据我所知，它将触发对 cacheKey 的更新）。

【讨论】：

谢谢，我可以确认这两个选项都适用于我的场景。我现在选择 2)。

【解决方案2】：

AFAICT QImage 类已经按照您认为的方式工作了——特别是，简单地写入外部帧缓冲区实际上会更新 QImage 的内容。我的猜测是，在您的程序中，其他一些代码正在将QImage 数据复制到内部某处的QPixmap 中（因为QPixmap 将始终以硬件的本机格式存储其内部缓冲区，因此它将更多有效地重复绘制到屏幕上），并且当 frameBuffer 更新时，QPixmap 不会被修改。

作为QImage 确实始终包含来自帧缓冲区的数据的证据，这里有一个程序，每次单击窗口时都会将新颜色写入其帧缓冲区，然后调用update()强制小部件重新绘制自身。我看到小部件在每次单击鼠标时都会改变颜色：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <QPixmap>
#include <QWidget>
#include <QApplication>
#include <QPainter>

const int width = 500;
const int height = 500;
const int frameBufferSizeBytes = width*height*sizeof(uint32_t);
unsigned char * frameBuffer = NULL;

class MyWidget : public QWidget
{
public:
   MyWidget(QImage * img) : _image(img) {/* empty */}
   virtual ~MyWidget() {delete _image;}

   virtual void paintEvent(QPaintEvent * e)
   {
      QPainter p(this);
      p.drawImage(rect(), *_image);
   }

   virtual void mousePressEvent(QMouseEvent * e)
   {
      const uint32_t someColor = rand();
      const size_t frameBufferSizeWords = frameBufferSizeBytes/sizeof(uint32_t);
      uint32_t * fb32 = (uint32_t *) frameBuffer;
      for (size_t i=0; i<frameBufferSizeWords; i++) fb32[i] = someColor;

      update();
   }

private:
   QImage * _image;
};

int main(int argc, char ** argv)
{
   QApplication app(argc, argv);

   frameBuffer = new unsigned char[frameBufferSizeBytes];
   memset(frameBuffer, 0xFF, frameBufferSizeBytes);

   QImage * img = new QImage(frameBuffer, width, height, QImage::Format_RGBX8888);
   MyWidget * w = new MyWidget(img);
   w->resize(width, height);
   w->show();

   return app.exec();
}

【讨论】：

感谢您的示例。我也可以使用QQuickPaintedItem 子类而不是QWidget 来重现它。不过，不知道为什么它在我的实际使用场景中不起作用。
您可以尝试计算 myImage.bits() 返回的数据数组的哈希码，并在每次尝试重新绘制时将其打印出来，以验证 @987654332 中的数据@ 实际上正在更改。

【解决方案3】：

如果调用 QImage::bits()，QImage 会更新。

它不会分配新的缓冲区，你可以丢弃结果，但它会神奇地触发图像的刷新。每次您想要刷新时都需要它。

我不知道这是否是有保证的行为，也不知道它是否会在重新创建它时节省任何东西。

【讨论】：