将 QOpenGLWidget 子类转换为使用 Metal 而不是 OpenGL 的子类是否可行？

Question

背景：我有一个 Qt/C++ 应用程序，目前在 MacOS/X、Windows 和 Linux 上运行（并部署在）上。在应用程序的一个窗口中是几十个音频表的视图，需要经常更新（即 20Hz 或更快），所以我使用QOpenGLWidget 和一些简单的 OpenGL 例程（参见下面的示例代码）实现了该视图。

这一切都很好，但是 Apple 最近 deprecated OpenGL 并希望所有开发人员将他们的应用程序转换为 Apple 自己的“Metal”API；这意味着最终任何使用 OpenGL 的程序都将停止在 MacOS/X 上运行。

我不介意在我的代码中做一点 #ifdef-magic 来支持 MacOS/X 的单独 API，如果必须的话，但是不清楚是否可以在 Qt 中实际完成对 Metal 的编码现在。如果 Metal-inside-Qt 是可能的，那么正确的使用方法是什么？如果没有，我是否应该等待具有更好 Metal 支持的 Qt 未来版本（例如Qt 5.12？）而不是浪费我的时间试图让 Metal 在我当前的 Qt 版本（5.11.2）中工作？

// OpenGL meters view implementation (simplified for readability)
class GLMetersCanvas : public QOpenGLWidget
{  
public:
   GLMetersCanvas( [...] );

   virtual void initializeGL()
   {  
      glDisable(GL_TEXTURE_2D);
      glDisable(GL_DEPTH_TEST);
      glDisable(GL_COLOR_MATERIAL);
      glDisable(GL_LIGHTING);
      glClearColor(0, 0, 0, 0);
   }

   virtual void resizeGL(int w, int h)
   {  
      glViewport(0, 0, w, h);
      glMatrixMode(GL_PROJECTION);
      glLoadIdentity();
      glOrtho(0, w, 0, h, -1, 1);
      glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
      glLoadIdentity();
   }

   virtual void paintGL()
   {  
      const float meterWidth = [...];
      const float top        = [...];

      glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
      glBegin(GL_QUADS);

      float x = 0.0f;
      for (int i=0; i<numMeters; i++)
      {
         const float y = _meterHeight[i];

         glColor3f(_meterColorRed[i], _meterColorGreen[i], _meterColorBlue[i]);
         glVertex2f(x,            top);
         glVertex2f(x+meterWidth, top);
         glVertex2f(x+meterWidth, y);
         glVertex2f(x,            y);

         x += meterWidth;
      }
      glEnd();
   }
};

Answer 1

是的，您可以随心所欲。由于您发布的代码使用了非常旧的 OpenGL 已弃用功能，因此这可能不是一个简单的过渡。此外，您最好只使用 CoreGraphics 进行简单的绘图。 （看起来像是在绘制许多纯色的四边形。这在 CoreGraphics 中非常简单且相当有效。）对于这项工作，金属似乎是矫枉过正。也就是说，这里有一些想法。

Metal 本质上是一个 Objective-C API，因此您需要将 Metal 代码包装在某种包装器中。有多种方法可以编写这样的包装器。您可以创建一个 Objective-C 类来完成您的绘图并从您的 C++/Qt 类中调用它。 （您需要将 Qt 类放入 .mm 文件中，以便编译器将其视为 Objective-C++ 来调用 Objective-C 代码。）或者您可以使 Qt 类成为具有指向做真正工作的类。在 Windows 和 Linux 上，它可以指向执行 OpenGL 绘图的对象。在 macOS 上，它将指向使用 Metal 进行绘图的 Objective-C++ 类。

This example of mixing OpenGL and Metal 可能有助于了解两者的相似之处和不同之处。与在 OpenGL 中设置状态和进行绘图调用的上下文不同，在 Metal 中，您使用绘图命令创建一个命令缓冲区，然后将它们提交以进行绘制。与更现代的 OpenGL 编程一样，您拥有顶点数组并将顶点和片段着色器应用于每个几何体，在 Metal 中，您还将提交顶点并使用片段和顶点着色器进行绘图。

不过，老实说，这听起来需要做很多工作。 （但当然可以这样做。）如果你在 CoreGraphics 中这样做，它看起来像这样：

   virtual void paintCG()
   {  
      const float meterWidth = [...];
      const float top        = [...];

      CGRect backgroundRect = CGRectMake(...);
      CGContextClearRect(ctx, backgroundRect);

      float x = 0.0f;
      for (int i=0; i<numMeters; i++)
      {
         const float y = _meterHeight[i];

         CGContextSetRGBFillColor(ctx, _meterColorRed[i], _meterColorGreen[i], _meterColorBlue[i]);
         CGRect meterRect = CGRectMake(x, y, meterWidth, _meterHeight[i]);
         CGContextFillRect(ctx, meterRect);

         x += meterWidth;
      }
      glEnd();
   }

它只需要你有一个CGContextRef，我相信你可以从你正在绘制的任何窗口中获得它。如果窗口是NSWindow，那么你可以调用：

 NSGraphicsContext* nsContext = [window graphicsContext];
 CGContextRef ctx = nsContext.CGContext;

在这种情况下，这似乎比使用 Metal 更容易编写和维护。