如何优化基于 QGraphicsView 的应用程序的性能？答案

【问题标题】：How can I optimize the performance of a QGraphicsView-based app?如何优化基于 QGraphicsView 的应用程序的性能？
【发布时间】：2013-03-02 18:49:18
【问题描述】：

我有一个基于 Qt Graphics View 框架的应用程序。
这是一个拼图游戏，它基本上将像素图切割成更小的像素图（拼图块）并在QGraphicsView 中显示为QGraphicsItems。我希望这个应用程序可以在智能手机和平板电脑上运行。 （它已经在诺基亚 N900 和一些 Symbian 手机上运行。尚未针对 Symbian^3 进行优化。）
来源是on Gitorious。

这些项目继承QGraphicsItem 和QObject，并具有pos() 和rotation() 的Q_PROPERTY 宏QGraphicsItem，以便使用Qt Animation 框架为它们设置动画。
我对项目执行转换，例如缩放和旋转（后者仅在开发中的多点触控分支中），并且我还在它们上使用QGraphicsDropShadowEffect。

我使用QGLWidget 作为QGraphicsView 的视口，以便为应用启用OpenGL 加速。

问题在于，尽管应用了 OpenGL 加速，但应用程序一点也不流畅。（尤其是动画，尤其是我在多点触控分支中添加了旋转变换。）显示的图形项目并不多，也没有 3D 操作或任何严重的东西，只有 2D 绘图。
我根本不是图形专家，所以我不知道为什么这个应用程序运行缓慢。我见过其他具有更复杂效果的游戏比这运行得更流畅。

秘诀是什么？我该如何优化这个应用程序？

【问题讨论】：

你能量化 a) 有和 b) 没有动画属性的性能吗？
@genphault - 删除 “提前感谢您的回答” 有什么意义？
@spraff - 我无法真正量化，我只能说动画很慢，尤其是当我在游戏开始时同时为所有项目设置动画以及拖动/旋转项目时使用更大的像素图。
@spraff - 如果你能告诉我如何量化它，我会很高兴。 :)
Qt Graphics Dojo blogs 是有关该领域性能的重要资源。

标签： performance qt opengl qt4 qgraphicsview

【解决方案1】：

好的，我已经等了这么久了。

与此同时，我用 QML 重写了应用程序的 UI，令我惊讶的是，性能大大提高了，应用程序现在非常流畅。

一些结论：

OpenGL 加速在全屏模式下运行时效果最佳。将整个 UI 放在 QDeclarativeView 中并将其 viewPort 设置为 QGLWidget，并以全屏方式显示它使这成为可能。
QWidgets 的开销似乎比我们想象的要多得多。
QML 的性能比预期好很多。
QGraphicsDropshadowEffect 的影响是微不足道的，但我删除了它，现在我改用描边效果。将来，我可能会考虑使用 QML 着色器效果。
值得为 QDeclarativeView 设置各种优化标志
使用 Alpha 透明度绘制项目的性能比不使用它们要差得多。尽可能避免 Alpha 透明度。
将 QGraphicsItem 子类重写为 QDeclarativeItem 子类非常简单，值得付出努力。

Source code is here.

【讨论】：

【解决方案2】：

我的答案是针对那些像我一样在他们的GraphicsItem::paint() 方法中实现渲染模式逻辑的人。例如：

GraphicsItem::paint(QPainter * painter, const QStyleOptionGraphicsItem*, QWidget*)
{
    QPen _pen ;
    const qreal normalPenWidthF = 1.5 ;
    if(isSelected()) {
        _pen.setColor(Settings::s_selectionColor) ;
        _pen.setWidthF(Settings::s_selectionWidth) ;
    }
    else
    if(isHovered()) {
        _pen.setColor(Settings::s_hoveredColor) ;
        _pen.setWidthF(Settings::s_selectionWidth) ;
    }
    else
    if(someOtherLogic()) {
        _pen.setColor(Settings::s_otherColor) ;
        _pen.setWidthF(normalPenWidthF) ;
    }
    else {
        _pen.setColor(TSPSettings::s_defaultColor) ;
        _pen.setWidthF(normalPenWidthF) ;
    }
    //
    painter->setPen(_pen) ;
    painter->setBrush(Qt::NoBrush) ;
    painter->drawEllipse(m_rect) ;
}

以下是我如何获得良好的 QGraphicsView 性能，即使在涉及多个图层的大型场景中也是如此。它甚至可以支持层之间形状的动态裁剪。

自定义 GraphicsItems 应该继承 QAbstractGraphicsShapeItem，所以你有 setPen() 和 setBrush() 支持。
公开一个更新画笔和画笔的界面，并使用一些逻辑仅在需要时触发更新。

.h

class AbstractGraphicsItem : public QAbstractGraphicsShapeItem
{
    private :
        bool m_hovered ;

    public :
        AbstractGraphicsItem() ;
        virtual ~AbstractGraphicsItem() ;

        bool isHovered() const { return m_hovered ; }
        void setIsHovered(bool state) ;

        // control render mode update
        virtual void updatePenAndBrush()=0 ;

    protected :
        virtual QVariant itemChange(GraphicsItemChange change, const QVariant &value) ;
        virtual void hoverEnterEvent(QGraphicsSceneHoverEvent *e);
        virtual void hoverLeaveEvent(QGraphicsSceneHoverEvent *e);
};

.cpp

AbstractGraphicsItem::AbstractGraphicsItem()
    : QAbstractGraphicsShapeItem()
    , m_hovered(false)
{
}

AbstractGraphicsItem::~AbstractGraphicsItem()
{
}

void AbstractGraphicsItem::setHovered(bool state)
{
    if (h!=isHovered()) {
        m_hovered = h ;
        updatePenAndBrush() ;
        update() ;
    }
}

void AbstractGraphicsItem::hoverEnterEvent(QGraphicsSceneHoverEvent*)
{
    setHovered(true) ;
}

void AbstractGraphicsItem::hoverLeaveEvent(QGraphicsSceneHoverEvent*)
{
    setHovered(false) ;
}

QVariant AbstractGraphicsItem::itemChange(GraphicsItemChange change, const QVariant &value)
{
    switch(change) {
        case ItemSelectedHasChanged :
            updatePenAndBrush() ;
            break ;
    }

    return QAbstractGraphicsShapeItem::itemChange(change, value);
}

然后你的GraphicsItem（继承AbstractGraphicsItem）变成：

void GraphicsItem::updatePenAndBrush()
{
    QPen _pen ;
    if(isSelected()) {
        _pen.setColor(Settings::s_selectionColor) ;
        _pen.setWidthF(Settings::s_selectionWidth) ;
    } else
    if(isHovered()) {
        _pen.setColor(Settings::s_hoveredColor) ;
        _pen.setWidthF(Settings::s_selectionWidth) ;
    } else
    if(someOtherLogic()) {
        _pen.setColor(Settings::s_otherColor) ;
        _pen.setWidthF(normalPenWidthF) ;
    } else {
        _pen.setColor(Settings::s_defaultColor) ;
        _pen.setWidthF(normalPenWidthF) ;
    }
    _pen.setCosmetic(true) ;
    setPen(_pen) ;
}

void GraphicsItem::paint(QPainter *painter, const QStyleOptionGraphicsItem*, QWidget *)
{
    painter->setPen(pen()) ;
    painter->setBrush(brush()) ;
    painter->drawEllipse(s_rect) ;
}

旧的GraphicsItem::paint() 方法的内容现在在GraphicsItem::updatePenAndBrush() 中，并且不时被调用，但不是在每次绘制调用时都调用。另一方面，绘画方法涉及基础知识。显然你必须自己打电话给updatePenAndBrush()，但对我来说这并不难。这不是我为提高性能所做的唯一事情。我进行了很多搜索，图形视图系统有很多调整可能，但是有了这个，我的应用程序从几乎不可用变为实时（终于！）

【讨论】：

好东西！虽然这不是我想要的，但感谢分享。 :)

【解决方案3】：

特别是当您在场景中移动项目时，QGraphicsScene 的索引可能需要一些时间来更新其索引，从而降低性能。您可以使用setItemIndexMethod() 调整索引。如果您不依赖 items() 或 itemAt()，这可能有助于提高性能。

但是，这是一个远大的目标。如果您的场景中只有少量项目，则性能提升可能很小。

【讨论】：

项目的数量取决于用户可设置的拼图的大小。在大多数情况下，它低于 30。（在小屏幕上更多会太难了。）
setItemIndexMethod(NoIndex); 似乎不会对我的应用程序的性能造成任何明显的影响。
测试这个很容易。只需在场景构建后直接执行scene.setItemIndexMethod(QGraphicsScene::NoIndex);。至少在那次实验之后，您知道索引是否是您的瓶颈。默认行为是创建（和更新）一个 BspTreeIndex。
好的，看起来索引不是你的问题。对不起。 :(
我将setItemIndexMethod(NoIndex); 直接添加到我的QGraphicsScene 子类的构造函数中。似乎没有任何作用。 :(但仍然感谢您的回答。:)

【解决方案4】：

通常最好将 Graphicssystem 设置为“光栅”（由于 GL Widget 作为视口，最终输出仍将是 OpenGL）。您没有提及它，但是如果将“-graphicssystem raster”添加到命令行会产生任何改进，您可以轻松尝试。

【讨论】：

将图形系统设置为光栅对应用程序的性能完全没有影响。

【解决方案5】：

根据我自己的经验，QGraphicsItem 中的图形效果确实占用大量内存和计算量。如果您在动画过渡期间使用它们，则可能是问题所在。你应该把它们取下来，看看它有多平滑，然后尝试实现你自己的效果。

【讨论】：

没有特效也不流畅。