如何在 C++ 中最有效地将像素数组渲染到窗口？答案

【问题标题】：How to render a pixel array most efficiently to a window in c++?如何在 C++ 中最有效地将像素数组渲染到窗口？
【发布时间】：2016-04-09 00:35:37
【问题描述】：

到目前为止，我一直在使用 SDL 2.0，将我的像素数组复制到纹理中，然后在屏幕上渲染。我的渲染方法如下所示：

for (int i = 0; i < WIDTH*HEIGHT; i++){
        pixels[i] = 0xFFFF0000;
        //pixel Format: AARRGGBB
    }
    SDL_UpdateTexture(sdlTexture, NULL, pixels, 800 * sizeof(Uint32));

    SDL_RenderClear(renderer);
    SDL_RenderCopy(renderer, sdlTexture, NULL, NULL);
    SDL_RenderPresent(renderer);

然后我测量了以纳秒为单位渲染一次所需的时间（通过 chrono），并将其与 java 中渲染像素的类似方式进行了比较：（像素数组存储“displayImage”的像素）

BufferStrategy bs = getBufferStrategy();
    if (bs == null){
        createBufferStrategy(3);
        return;
    }
    screen.clear()
    for (int i = 0; i < WIDTH*HEIGHT; i++){
        pixels[i] = 0xFF0000;
        //pixel Format: RRGGBB
    }
    Graphics2D g =  (Graphics2D) bs.getDrawGraphics();
    g.drawImage(displayImage,0,0,getWidth(),getHeight(),null);



    g.dispose();
    bs.show();

然后我惊讶地发现，在 Java 中渲染它大约需要 600.000 纳秒，而在 C++ 中渲染它大约需要 2.000.000 纳秒。

所以我的问题是，是否有更有效的方法来绘制像素数组，就像我在屏幕上一样，因为（我假设）C++ 应该比 Java 更快地渲染它。

这也是我测量时间的方式： C++：

auto start = std::chrono::steady_clock::now();

//render function

auto end = std::chrono::steady_clock::now();
auto result = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end - start).count();
std::cout << result << std::endl;

Java：

long start = System.nanoTime();

//render function

long end = System.nanoTime();
long result = end - start;
System.out.println(result);

【问题讨论】：

你画了多少纹理？启用 vsync 后，2.000.000 纳秒仍然不到一帧。
我只是在初始化一个我正在绘制的纹理。我发布的基本上是我的整个渲染功能，因为我现在只是用它来测试性能。
首先，在 C++ 中，您可以清除屏幕，但在 java 中您不会。
现在改了试了下，确实不影响速度。
感觉你正在测量某种 C++ 的“调试”版本。

标签： java c++ arrays sdl pixels

【解决方案1】：

首先，应该注意的是，测量这么短的时间并不总是可靠的，因此应该对这些值持保留态度。即使 java 和 C++ 使用相同的系统计时器，也可能存在不相关的差异。

关于代码，SDL_UpdateTexture 将向内部缓冲区发出一个副本，因此有点慢。您应该改用SDL_LockTexture 和SDL_UnlockTexture。这将允许直接访问内部缓冲区。

此外，您不需要清除屏幕，因为您的纹理跨越整个屏幕，因此会覆盖所有内容。

如果你需要填满屏幕，只有一行，你可以使用汇编指令rep stos，它比循环快得多。使用 Visual C++，您可以使用 __stosd 为 uint32 发出 rep stos。这与memset 类似，但适用于uint32（您也有带有__stosw 的uint16 版本，以及带有__stosq 的uint64，仅限x64）。有等价的__movsd 来制作副本，但良好实现的memcpy 可以更快。

【讨论】：