Дневник XMs_00

Комментарии (2)

О скорости рисования

Суббота, 29 Июня 2013 г. 01:30 + в цитатник

Обнаружил сегодня интересную особенность рисования символов на экране. По работе пишу софтину, показывающую попакетно сетевые дампы (специально под пакеты определённого формата). Столкнулся с неприятной особенностью: при отображении большого количества текста отрисовка начинает есть много процессорного времени. Причём если включить побитовую инверсию, то скорость заметно возрастает.

Начинаем разбиратся. Чтобы избежать сложностей с позиционированием, данные рисуются побайтово. Перед этим каждый байт проходит соответствующую обработку, заданную пользователем: инверсия, разворот, etc. Т. к. данные выводятся побайтово, функция рисования дёргается довольно часто, и хоть это не должно создавать проблем, как гласит документация, основное время занимает именно сотня-другая вызовов этой функции. Проверим, в чём же дело.

Создадим приложение, рисующее символы с 0x00 по 0xFF. Конечно, всё, что ниже 0x20, а также 0x7F, будет отображаться символами-заменителями из шрифтового набора. Наследуемся от банального, базового для большей части графики, QWidget. Объявим две переменные, в которых будем хранить высоту и ширину одного символа:

qreal m_charHeight, m_charWidth;

. Нам это нужно для облегчения позиционирования. Опционально можно добавить ещё одну, для хранения размера шрифта:

int m_pointSize;

, хотя вполне можно обойтись и без неё. Добавим функцию, в которой рассчитаем всю метрику заранее, чтобы не тратить на это время при рисовании:

void textDrawingLags::updateMetrics()
 {
  QFont font("Monospace", m_pointSize);
  QFontMetricsF fm(font); 
  font.setStyleHint(QFont::TypeWriter);
  setFont(font);
 
  m_charHeight = fm.height() + fm.lineSpacing();
  m_charWidth  = fm.width(' ');
 }

Теперь объявим слот, в котором будем устанавливать размер шрифта. Для незнающих: слот — это такая функция, которую можно соединить с сигналом в Qt.

void textDrawingLags::setPointSize(int size)
 {
  if (size > 0) m_pointSize = size;
  updateMetrics();
  update();
 }

Ну а теперь самое вкусное — рисование. Для этого нам потребуется переопределить метод paintEvent(). Выводить символы будем самым банальным способом, а именно вложенным циктом. Для того, чтобы выяснить, где же находится «бутылочное горлышко», будем считать время вывода каждого символа. Для этого воспользуемся функцией clock_gettime() из sys/time.h. В качестве первого аргумента требуется передать идентификатор определённых часов, над которыми производится действие, в нашем случае — считывание. Мы будем использовать CLOCK_MONOTONIC. Это (дальше копипаста из мана) «Часы, которые не могут быть настроены и показывают монотонный ход времени отсчитываемой с некой неопределённой начальной точки. Эти часы не подвержены скачкам системного времени (например, системный администратор вручную изменил время), но на них влияет постепенная подгонка, выполняемая adjtime(3) и NTP.». Конечно, можно использовать CLOCK_MONOTONIC_RAW, которые не подвержены влиянию подгонок, но они linux-only. Второй аргумент — указатель на структуру timespec, в которую будет производиться запись. В этой структуре всего два поля:

struct timespec {
    time_t   tv_sec;        /* секунды */
    long     tv_nsec;       /* наносекунды */
 };

Таким образом мы можем получить время иполнения функции с наносекундной точностью с помощью всего лишь двух вызовов clock_gettime() и вычитания соответствующих полей. Реализуем:

void textDrawingLags::paintEvent(QPaintEvent *event)
 { 
  enum 
   { 
    lineWidth = 50 
   }; 
 
 QPainter painter(this); 
 
 timespec before, after; 
 
 for (int row = 0; row <= 255 / lineWidth; row++) 
 { 
 for (int col = 0; col < lineWidth; col++) 
 { 
 uchar byte = row * lineWidth + col; 
 clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &before); 
 painter.drawText(QPointF(col * m_charWidth, (row + 1) * m_charHeight), 
 QString(byte)); 
 clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &after); 
 qDebug() << byte << (after.tv_sec - before.tv_sec) * 1000000000 + 
 (after.tv_nsec - before.tv_nsec); 
 } 
 } 
 }

Теперь добавим возможность менять размеры шрифта, чтобы хоть как-то наблюддать динамику. Я для этого создал объект класса QSlider и соединил его сигнал valueChanged(int) с нашим слотом setPointSize(int). Теперь то, ради чего вся эта простыня и писалась — результаты. Результаты у нас пишутся в qDebug, то есть на обычный stdout. Смотрим:

Подобная разница объясняет, как банальная инверсия способна вопреки теории ускорить отрисовку. Причём это моя домашняя тачка, а на рабочей разница была ещё заметней. В качестве лекарства от тормозов (хоть и сомнительного в плане оправданности) может служить замена всех байт с 0x00 по 0x1F, а также 0x7F, на что-нибудь более быстрое в плане отрисовки. На точку, например. Таким образом получится выигрыш в скорости, а также дополнительный бонус в виде большей наглядности. Разумеется, речь идёт только о «чистом» отображении. В шестнадцатеричном и прочих рисуются обычные символы, а посему дополнительные оптимизации не требуются.

// Возможно, я изобретаю велосипед, и всё на самом деле решается гораздо проще. Если кто подскажет лучшее решение — буду только рад. Полный набор исходников:

main.cpp: 
#include <QtGui/QApplication> 
#include <QSlider> 
#include "textDrawingLags.h" 
 
 
 
int main(int argc, char** argv) 
{ 
 QApplication app(argc, argv); 
 textDrawingLags foo; 
 QSlider pointSizeSlider; 
 pointSizeSlider.setRange(7, 16); 
 QObject::connect(&pointSizeSlider, SIGNAL(valueChanged(int)), 
 &foo, SLOT(setPointSize(int))); 
 foo.show(); 
 pointSizeSlider.show(); 
 return app.exec(); 
} 
 
textDrawingLags.h: 
#ifndef textDrawingLags_H 
#define textDrawingLags_H 
 
#include <QWidget> 
 
 
 
class QPaintEvent; 
 
class textDrawingLags : public QWidget 
 { 
 Q_OBJECT 
 
 private: 
 qreal m_charWidth, 
 m_charHeight; 
 int m_pointSize; 
 
 void updateMetrics(); 
 
 protected: 
 void paintEvent(QPaintEvent *event); 
 
 public: 
 textDrawingLags(); 
 virtual ~textDrawingLags(); 
 
 public slots: 
 void setPointSize(int size); 
 }; 
 
#endif // textDrawingLags_H 
 
textDrawingLags.cpp: 
#include "textDrawingLags.h" 
 
#include <QPaintEvent> 
#include <QPainter> 
#include <sys/time.h> 
#include <QDebug> 
 
 
 
textDrawingLags::textDrawingLags() 
 { 
 setPointSize(font().pointSize()); 
 } 
 
 
 
textDrawingLags::~textDrawingLags() 
 {} 
 
 
 
/*********** 
 * Private * 
 ***********/ 
void textDrawingLags::updateMetrics() 
 { 
 QFont font("Monospace", m_pointSize); 
 QFontMetricsF fm(font); 
 font.setStyleHint(QFont::TypeWriter); 
 setFont(font); 
 
 m_charHeight = fm.height() + fm.lineSpacing(); 
 m_charWidth = fm.width(' '); 
 } 
 
 
 
/************* 
 * Protected * 
 *************/ 
void textDrawingLags::paintEvent(QPaintEvent *event) 
 { 
 enum 
 { 
 lineWidth = 50 
 }; 
 
 QPainter painter(this); 
 
 timespec before, after; 
 
 for (int row = 0; row <= 255 / lineWidth; row++) 
 { 
 for (int col = 0; col < lineWidth; col++) 
 { 
 uchar byte = row * lineWidth + col; 
 clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &before); 
 painter.drawText(QPointF(col * m_charWidth, (row + 1) * m_charHeight), 
 QString(byte)); 
 clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &after); 
 qDebug() << byte << (after.tv_sec - before.tv_sec) * 1000000000 + 
 (after.tv_nsec - before.tv_nsec); 
 } 
 } 
 } 
 
 
 
/**************** 
 * Public slots * 
 ****************/ 
void textDrawingLags::setPointSize(int size) 
 { 
 if (size > 0) m_pointSize = size; 
 updateMetrics(); 
 update(); 
 } 
 
 
 
#include "textDrawingLags.moc"

Понравилось: 31 пользователям

Страницы: [1] Календарь

LiveInternetLiveInternet

-Рубрики

-Поиск по дневнику

-Подписка по e-mail

Дневник XMs_00

Перейти к полной формеБыстрая запись

О скорости рисования