Создание растрового редактора с помощью OpenGL - часть 5 (небольшая оптимизация).

Оптимизация (подходы).

Если вы попытались поработать с редактором, то уже заметили, что при большом количестве точек, визуализация работает крайне медленно – это и не удивительно.
Подход с перебором массива вершин для каждого слоя, и поочередное их рисование – это не лучшее решения данной задачи.

Поэтому в заключительной части главы мы переработаем функциональную часть нашего графического 2D редактора, отвечающую за визуализацию.

Подход будет следующим :

Во первых мы откажемся от непрерывной перерисовки всех слоев – это крайне неграмотно. На начальных этапах создания приложения – это конечно могло стать основой визуализации, но в дальнейшем необходимо все координально менять.

Сейчас, мы поговорим о том, что такое дисплейные списки OpenGL – так сказать немного теории. Затем мы рассмотрим их работу на реальном примере – а именно:

Каждый слой (кроме текущего активного слоя) при вызове функции визуализации будет вызывать исключительно дисплейный список, изменения в котором будут происходить лишь при внесении изменений в слое.
Сам принцип слоев в этом случае, вместо негативного понижения производительности, который происходил при переборе и визуализации каждого слоя, теперь даст ощутимый прирост: неактивные слои будут исключительно вызывать готовые дисплейные списки, откомпилированные в памяти графического адаптера – их визуализация будет проходить на много быстрее.

Так, например, поместив изображение на нижний слой, а производя рисование на другом слое – мы практически не будем тратить системные ресурсы.
Так же мы оптимизируем сам алгоритм отрисовки при создании дисплейного списка – мы не будем перебором отрисовывать каждую точку изображения, а будем подготавливать массив для быстрой отрисовки.

Итак, начнем с того, что рассмотрим, что же такое дисплейные списки.

Простым примером может служить 3D модель игрового персонажа – единожды построив и отрисовав ее в программе – затем каждый раз выполнять сложный алгоритм отрисовки, если можно сохранить в дисплейном списке и отрисовывать простым вызовом уже частично обработанных и кешированных команд, хранимых в специально отведенной памяти графического редактора. Принцип построения дисплейного списка крайне прост:

1. Вы генерируете номер дисплейного списка
2. Сохраняете его для дальнейшей работы с этим списком
3. Единожды визуализируете необходимую графику в контейнере между вызовами функций glNewList() и glEndList().
4. Теперь в функции, отвечающей за визуализацию кадра, достаточно лишь вызвать необходимый дисплейный список с помощью команды glCallList.

В кратце опишем основные положительны моменты использования списков отображения (помимо, само собой, прироста производительности от кеширования в списке самой геометрии):

• В первую очередь – это матричные операции. Рассчитываемые матрицы могут быть сохранены в списке отображения реализацией OpenGL, что является первым, и одним из самых весомых плюсов использования дисплейных списков.
• Текстуры при использовании OpenGL версии 1.1. В остальных случаях лучше использовать текстурные объекты
• Отрисовка битовых карт , а так же изображений, так как ваш формат хранения этих данных вряд ли является тем, который идеален для аппаратуры видеоадаптера, чего как раз нельзя сказать о дисплейном списке.
• Операции с источниками света, материалами, а так же их свойствами в дисплейных списках так же должно обеспечить прирост производительности визуализации OpenGL, так как сама по себе, настройка материала может стать довольно медленной операцией, в связи с дополнительными вычислениями. В случае использования дисплейного списка – вы по сути будите хранить кешированные значения этих вычислений.

Вот такое краткое теоретическое введение.

Теперь давайте перейдем к оптимизации функций визуализации нашего графического 2D редактора.
Первым делом класс anLayer обзоведется новыми функциями для управления созданем и удалением дисплейных списоков.

Как видно из кода, при создании дисплейного списка для данного слоя вызывается отрисовка функции RenderImage с дополнительным параметром false – этот параметр указывает на то, что необходимо полностью провести визуализацию, а не использовать дисплейный список для данного слоя.

Теперь рассмотрим изменения функции public void RenderImage().
Если раньше мы отрисовывали геометрию перебирая все точки в массиве и выводя каждую (выглядело это так)

То теперь мы будем использовать отрисуовку сразу массивов вершин и цветов целиком. При этом выполняется отрисовка дисплейных списоков или отрисовка напрямую, но с использованием массива вершин.
Это намного экономичнее, чем сообщать при отрисовке о каждой вершине.

Нам нужно только правильно указать формат, в котором представлены данные, и создать сами массивы данных:
Обновленный код, для визуализации слоя (с подробными комментариями)

Далее. Перейдем к классу class anEngine

Первым делом изменения в функиции установки активного слоя

Функция SwapImage теперь отрисовывет дисплейные списки, для всех слоев (параметр true в функии image, которые не являются активными). Активный слой отрисовывается напрямую, т.к. он постоянно меняется.

Ну вот и все. Полученный редактор не является идеальным, но демонстрирует множество методов для работы с растровыми данными – основные принципы развертывания классов для управления изображениями, отрисовкой, работы с дисплейными списками и наборами вершин и т.д.

В главе 7 мы рассмотримдобавление функций растровых преобразований – наша программа получит несколько графических фильтров для обработки изображений.


Обсуждение данного урока: Создание растрового редактора - часть 5. Оптимизация.
Далее: 7.1 Алгоритмы обработки растровых изображений - теоретическое введение.