如何使用 xlib 创建游戏循环

Question

我正在尝试为 xlib 窗口创建游戏循环，但我无法正确绘制窗口。现在我正在使用 XCreateSimpleWindow(...) 创建一个窗口，并使用 for 循环一次绘制所有像素。 （这些像素的颜色是从一个大整数数组中读取的，现在我将所有像素设置为蓝色。）现在实际的游戏循环如下：

void loop() {
    while (true) {
        // Clear the window (the background color is set to white)
        XClearWindow(dsp, win);

        // Loop through all pixels of the 800*600 window
        for (int j = 0; j < 600; j++) {
            for (int i = 0; i < 800; i++) {
                // Read the color from the pixels array (always blue for now)
                long int color = pixels[i + 800*j];
                // Set the foreground color for drawing
                XSetForeground(dsp, gc, color);
                // Draw the pixel
                XDrawPoint(dsp, win, gc, i, j);
            }
        }

        // Flush the output buffer
        XFlush();
    }
}

变量 dsp、win、pixels、gc 是全局定义的。

现在当我编译和执行二进制文件时，y坐标低的行大多是蓝色的，而y坐标高的行大多是白色的。在这两者之间很容易看出一次绘制所有像素需要太多时间。我希望这种效果是因为首先绘制了顶行（低 y），这意味着这些像素的 XClearWindow() 和 XDrawPoint() 之间存在短暂的延迟。 （我还测试了 fps，运行一次 while(true) 循环大约需要 7 毫秒。）

我做了一些研究，并了解了双缓冲如何解决这个问题。我确实遵循了关于使用 xlib (Xdbe) 进行双缓冲的指南，但它似乎并没有解决问题。有没有比循环遍历所有像素更快的使用 xlib 绘图的方法？双缓冲不应该解决这个问题，还是我执行不正确？

Answer 1

您看不到任何东西的原因是您忽略了 X 事件循环。您所做的只是向 X 服务器发送数据，但 X 服务器无法返回通信。

您必须设置一个循环，从队列中读取 XEvents 并分派 c.q。处理。比如：

XEvent event;
while (XPending (m_display))
{
  XNextEvent (m_display, &event);
  if (XFilterEvent (&event, None))
  {
    continue;
  }
  switch (event.type)
  {
     case KeyPress:
       ..
     case ButtonPress:
       ..
     case Expose:
       ..
     case MapNotify:
       ..
     // etc
  }
}

不过，这可以与您的无限循环结合使用。

但是，是的，逐像素绘制非常慢。我什至不想计算协议开销......：P

Answer 2

90 年代初直接与 Xlib 通信（阅读：在过去的 20 年里，除非他是框架设计师，否则没有人这样做过！）。

你是对的，循环通过像素在屏幕上更新它们是难以置信慢。这就是为什么几乎所有现代 GUI 框架都使用自己的 Xbuffers，它们只是在这些缓冲区上绘制并指示 X 进行渲染。

作为对您的方法的评论： 在原始 X 上进行游戏开发毫无意义，因为有更多可移植性、性能更好、更易于使用、小型且经过良好测试的库。以 SDL 为例。

2021 年 3 月更新：正如 Pablo Ariel 在下面指出的那样，现在可能需要指出的是，花时间学习 X11 并不是明智的投资：X 正在消失；这花了几十年的时间，但最大的 Linux 发行版（在 Debian 10 这样做之后，Ubuntu 21.04 也这样做了，因此像 Mint 这样的所有衍生产品都默认使用 Wayland；Fedora 34 也是如此）默认使用 Wayland；在这些上仍然可以使用 X11，但是使用旧的东西是一个额外的步骤......

请注意，这并不意味着如果您想学习如何制作游戏，就应该学习 Wayland。或原始的OpenGL。或伏尔甘。图形/游戏引擎是你的朋友，因为你 a) 不想自己处理所有低级的东西，抽象出同一事物的不同版本之间的细微差异，并且 b) 你没有变得更快比写得很好的引擎，编写游戏引擎的人在这方面会比你更好。专注于相关部分，而不是处理最底层的库！