SDL2 - 快速改变颜色时的奇怪性能下降

Question

SDL2 - 快速改变颜色时的奇怪性能下降

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当我发现这一点时，感到非常惊讶。起初我以为我的算法出了问题，但更仔细地检查后发现，颜色变化越大，对性能的影响就越大。为什么呢？

以下是（全部）代码：

#include <iostream>
#include <SDL2/SDL.h>

const int WIDTH = 1024;
const int HEIGHT = 768;

int main(int argc, char *argv[])
{
    SDL_Window *window;
    SDL_Renderer *renderer;
    SDL_Texture *texture;
    SDL_Event event;

    if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO) < 0)
    {
        SDL_LogError(SDL_LOG_CATEGORY_APPLICATION, "Couldn't initialize SDL: %s", SDL_GetError());
        return 3;
    }

    window = SDL_CreateWindow("SDL_CreateTexture",
                              SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED,
                              SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED,
                              1024, 768,
                              SDL_WINDOW_RESIZABLE);

    renderer = SDL_CreateRenderer(window, -1, SDL_RENDERER_ACCELERATED);

    texture = SDL_CreateTexture(renderer, SDL_PIXELFORMAT_RGBA8888, SDL_TEXTUREACCESS_TARGET, WIDTH, HEIGHT);

    bool alive = true;
    while (alive)
    {
        while(SDL_PollEvent(&event) > 0)
        {
            switch(event.type)
            {
                case SDL_QUIT:
                    alive = false;
                break;
            }
        }

        const Uint64 start = SDL_GetPerformanceCounter();

        SDL_SetRenderTarget(renderer, texture);
        SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00);
        SDL_RenderClear(renderer);

        for(int i = 0; i < 10000; ++i)
        {
            SDL_SetRenderDrawColor(renderer, rand() % 255, rand() % 255, rand() % 255, 255);
            SDL_RenderDrawPoint(renderer, rand() % WIDTH, rand() % HEIGHT);
        }



        SDL_SetRenderTarget(renderer, NULL);
        SDL_RenderCopy(renderer, texture, NULL, NULL);
        SDL_RenderPresent(renderer);


        const Uint64 end = SDL_GetPerformanceCounter();
        const static Uint64 freq = SDL_GetPerformanceFrequency();
        const double seconds = ( end - start ) / static_cast< double >( freq );
        std::cout << "Frame time: " << seconds * 1000.0 << "ms" << std::endl;
    }

    SDL_DestroyRenderer(renderer);
    SDL_DestroyWindow(window);
    SDL_Quit();

    return 0;
}

问题出在这段代码中：

for(int i = 0; i < 10000; ++i)
{
    SDL_SetRenderDrawColor(renderer, rand() % 255, rand() % 255, rand() % 255, 255);
    SDL_RenderDrawPoint(renderer, rand() % WIDTH, rand() % HEIGHT);
}

使用此代码的性能如下：

SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 255, 255, 255, 255);
for(int i = 0; i < 10000; ++i)
{
    SDL_RenderDrawPoint(renderer, rand() % WIDTH, rand() % HEIGHT);
}

如您所见，当颜色变化时，性能会受到相当大的影响。实际上，速度会变慢100多倍。

我做错了什么？还是这就是它的正常工作方式？

- Marat Isaw

C和C++是不同的编程语言。看到你使用了std::cout，似乎你正在使用C++而不是C。 - François Andrieux

3

调用rand()函数生成更多的颜色可能会产生影响。 - François Andrieux

考虑使用C++11随机数生成特性代替rand()。虽然rand()对于简单的测试用例来说还可以，但在实践中它存在许多问题（其中一些列在这里）。 - François Andrieux

2

SDL_SetRenderDrawColor() 运行一个健全性检查（看起来相当便宜），然后只是设置结构体的字段。 - Sean Bright

问题在于SDL_Texture在GPU上工作，而我正在迭代像素。逐个像素地工作更适合CPU，因此您必须使用SDL_Surface。（请参见我的答案）。 - Marat Isaw

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2个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- user11914177 · Answer 1

显然，SDL_SetRenderDrawColor 函数需要一些时间来执行和更改颜色。也许颜色数据甚至必须发送到GPU，这与常规内存访问相比非常缓慢。此外，rand函数也会消耗一些性能。

使用您的数据，单次调用 SDL_SetRenderDrawColor 和10000次之间有约550毫秒的差异。因此，每次调用此函数的成本约为55微秒。这很小，调用几十次并不会对性能产生影响，但是调用10000次显然会导致更大的问题。

如果您同意一次调用向GPU传输4个字节，则仅用于颜色传输就已经传输了40KB。

- Marat Isaw · Answer 2

我问了一个懂得SDL的人（Gorbit99），他告诉我问题出在使用纹理和SDL_SetRenderDrawColor上，这个函数是在GPU上运行的，但每像素交互在CPU上更快，所以你可以使用SDL_Surface代替SDL_Texture。现在这是我的最终代码（性能约为2毫秒）。

SDL_Surface surface = SDL_CreateRGBSurfaceWithFormat(0, WIDTH, HEIGHT, 32, SDL_PIXELFORMAT_ABGR32);
surface = SDL_CreateRGBSurfaceWithFormat(0, WIDTH, HEIGHT, 32, SDL_PIXELFORMAT_ABGR32);
uint32_t* colors = (uint32_t*)surface->pixels;

for( unsigned int i = 0; i < 1000; i++ )
{
    int x = rand() % WIDTH;
    int y = rand() % HEIGHT;

    int offset = ( WIDTH * y ) + x;
    colors[ offset ] = 0x00ff00ff; // 0xrrggbbaa
}

SDL_Texture *texture = SDL_CreateTextureFromSurface(renderer, surface);

SDL_RenderCopy(renderer, texture, NULL, NULL);
SDL_RenderPresent(renderer);

SDL_DestroyTexture(texture);
SDL_FreeSurface(surface);