如何快速绘制10000 2D图形对象

Question

我需要绘制数万个，将来大概数十万个简单的2D对象（圆，矩形，一些填充，标记为...）>

在同一程序中，我需要GUI小部件（按钮，文本输入，复选框）。

我尝试了使用C 和Python的GTK，QT和SDL。第一个结果是可以预期：C 和Python显示相同的性能，因为它们在后端中称为相同的C或C 例程。

第二个结果是，没有一个库有很大的变化。数字：22500个矩形（150*150）大约需要一秒钟才能更新。由于（a）新数据，即更多的矩形，以及（b）用户交互，即缩放，平移等，由于（a）新数据将不断上升，因此，第二个是长时间的！

什么是一种更快的方法。非常感谢小例子。Python和C 很好。其他库应在Linux上易于访问和安装。

也许我只是做错了。

ps。我没有发布测试代码，因为我不想偏向答案。而且我不希望我的代码得到纠正，我想以最快的方式做到这一点...

编辑：

好吧，我将添加我的GTK测试：

#!/bin/env python2
import gtk
import gobject
import gtk.gdk
class GraphWidget(gtk.DrawingArea):
    __gsignals__ = {
        'expose-event': 'override',
        'clicked' : (gobject.SIGNAL_RUN_LAST, gobject.TYPE_NONE, (gobject.TYPE_STRING, gtk.gdk.Event))
        }
    def __init__(self,window):
        gtk.DrawingArea.__init__(self)
        #self.win = window
        self.zoom_ratio = 1.0
        self.dx = 40
        self.dy = 40
    def do_expose_event(self, event):
        cr = self.window.cairo_create()
        cr.set_source_rgba(1.0, 0.9, 0.8, 1.0)
        cr.paint()
        cr.translate(self.dx, self.dy)
        cr.scale(self.zoom_ratio,self.zoom_ratio)
        self.draw(cr)
    def draw(self, cr):
        n = 150
        cr.set_source_rgba(0.,1.,1.,1.0)
        for i in range(n):
            for j in range(n):
                cr.arc(i*30, j*30, 10, 0, 6.2832)
                cr.close_path()
                cr.fill()
        cr.set_source_rgba(0.,0.,1.,1.0)
        for i in range(n):
            for j in range(n):
                cr.arc(i*30, j*30, 10, 0, 6.2832)
                cr.move_to(i*30-10, j*30)
                cr.show_text("hu")
                cr.stroke()
    def on_zoom(self, zoom_factor):
        self.zoom_ratio *= zoom_factor
        self.queue_draw()
    def on_translate(self,dx,dy):
        self.dx += dx
        self.dy += dy
        self.queue_draw()
class TestWindow(gtk.Window):
    def __init__(self):
        gtk.Window.__init__(self)
        self.widget = GraphWidget(self)
        self.add(self.widget)
        self.show_all()
        # connect key press events
        self.connect('key-press-event', self.on_key_press_event)
        self.connect('destroy', gtk.main_quit)
        self.widget.queue_draw()
    def on_key_press_event(self, widget, event):
        if event.keyval == gtk.keysyms.space and not (event.state & gtk.gdk.CONTROL_MASK):
            self.on_run(widget)
            return True
        elif event.keyval == gtk.keysyms.r:
            self.on_refresh(widget)
            return True
        elif event.keyval == gtk.keysyms.Left:
            self.widget.on_translate(-100, 0)
        elif event.keyval == gtk.keysyms.Right:
            self.widget.on_translate(100, 0)
        elif event.keyval == gtk.keysyms.Up:
            self.widget.on_translate(0, -100)
        elif event.keyval == gtk.keysyms.Down:
            self.widget.on_translate(0, 100)
        elif event.keyval == gtk.keysyms.Page_Down:
            self.widget.on_zoom(0.7)
        elif event.keyval == gtk.keysyms.Page_Up:
            self.widget.on_zoom(1.3)
if __name__ == '__main__':
    win = TestWindow()
    gtk.main()

和SDL实验：

#!/usr/bin/env python
import sdl2
import sdl2.ext as sdl2ext
dx = 0
dy = 0
zoom_factor = 1.
n_objects = 150
sdl2ext.init()
window = sdl2ext.Window('hallo', 
                        size=(800, 600), 
                        flags= sdl2.SDL_WINDOW_RESIZABLE)
window.show()
renderer = sdl2ext.RenderContext(window)
renderer.color = sdl2ext.Color(255,155,25)
def draw():
    renderer.clear()
    for i in xrange(n_objects):
        for j in xrange(n_objects):
            renderer.fill([int((i*30+dx)*zoom_factor), 
                           int((j*30+dy)*zoom_factor), 
                           int(20*zoom_factor), 
                           int(20*zoom_factor)], 
                          sdl2ext.Color(255,25,55))
            renderer.draw_rect([int((i*30+dx)*zoom_factor), 
                                int((j*30+dy)*zoom_factor), 
                                int(20*zoom_factor), 
                                int(20*zoom_factor)], 
                               sdl2ext.Color(255,255,255))
    renderer.present()
draw()
running = True
while running:
    for e in sdl2ext.get_events():
        if e.type == sdl2.SDL_QUIT:
            running = False
            break
        if e.type == sdl2.SDL_KEYDOWN:
            if e.key.keysym.sym == sdl2.SDLK_ESCAPE:
                running = False
                break
            elif e.key.keysym.sym == sdl2.SDLK_RIGHT:
                dx += 50
                draw()
            elif e.key.keysym.sym == sdl2.SDLK_LEFT:
                dx -= 50
                draw()
            elif e.key.keysym.sym == sdl2.SDLK_UP:
                dy += 50
                draw()
            elif e.key.keysym.sym == sdl2.SDLK_DOWN:
                dy -= 50
                draw()
            elif e.key.keysym.sym == sdl2.SDLK_PAGEUP:
                zoom_factor *= 1.2
                draw()
            elif e.key.keysym.sym == sdl2.SDLK_PAGEDOWN:
                zoom_factor /= 1.2
                draw()

QT测试是由我的同事完成的，所以我现在没有代码...

Answer 1

看起来您正在绘制每个对象，无论它是否在可见区域中。您是否考虑过存储每个对象的位置的数组，然后测试每个对象的位置，以确定它在绘制之前是否在屏幕的可见区域中？

我做了一个快速而肮脏的测试来尝试一下（我敢肯定，代码可能要清洁得多），并且它的响应性更高，只有可见的内容：

首先，我创建了一些变量来确定可见边界（您每次移动和缩放，窗口调整大小等都会更新边界）：

boundX = [-60, 160]
boundY = [-60, 160]

在抽奖事件中，我正在检查绘图之前的位置是否在边界内。我还合并了您的循环以提高效率，您可以在相同的迭代中绘制和添加文本。即使用n = 50000进行测试也比以前的响应更快。

def draw(self, cr):
    n = 150
    for i in range(n):
        if min(boundX) < i * 30 < max(boundX):
            for j in range(n):
                if min(boundY) < j * 30 < max(boundY):
                    cr.set_source_rgba(0.,1.,1.,1.0)
                    cr.arc(i*30, j*30, 10, 0, 6.2832)
                    cr.close_path()
                    cr.fill()
                    cr.set_source_rgba(0.,0.,1.,1.0)
                    cr.arc(i*30, j*30, 10, 0, 6.2832)
                    cr.move_to(i*30-10, j*30)
                    cr.show_text("hu")
                    cr.stroke()

和按键事件中，只需通过翻译小部件的数量来增加和减少边界：

def on_key_press_event(self, widget, event):
    if event.keyval == gtk.keysyms.space and not (event.state & gtk.gdk.CONTROL_MASK):
        self.on_run(widget)
        return True
    elif event.keyval == gtk.keysyms.r:
        self.on_refresh(widget)
        return True
    elif event.keyval == gtk.keysyms.Left:
        boundX[0] += 100
        boundX[1] += 100
        self.widget.on_translate(-100, 0)
    elif event.keyval == gtk.keysyms.Right:
        boundX[0] -= 100
        boundX[1] -= 100
        self.widget.on_translate(100, 0)
    elif event.keyval == gtk.keysyms.Up:
        boundY[0] += 100
        boundY[1] += 100
        self.widget.on_translate(0, -100)
    elif event.keyval == gtk.keysyms.Down:
        boundY[0] -= 100
        boundY[1] -= 100
        self.widget.on_translate(0, 100)
    elif event.keyval == gtk.keysyms.Page_Down:
        self.widget.on_zoom(0.7)
    elif event.keyval == gtk.keysyms.Page_Up:
        self.widget.on_zoom(1.3)