多个OpenGL上下文,多个窗口,多线程和vsync

我正在使用OpenGL创建一个图形用户界面应用程序,其中可以有任意数量的窗口 – “多文档界面”样式.

如果有一个窗口,主循环可能如下所示：

>处理事件
> draw()
>交换缓冲区(vsync导致阻塞,直到垂直监视器刷新)

但是当有3个窗口时,请考虑主循环：

>每个窗口处理事件
>每个窗口draw()
>窗口1交换缓冲区(块直到vsync)
>(一段时间后)窗口2交换缓冲区(块直到vsync)
>(一段时间后)窗口3交换缓冲区(块直到vsync)

糟糕…现在渲染一帧的应用程序发生在正确的帧率的1/3.

解决方法：实用程序窗口

一个解决方法是只有其中一个窗口与vsync打开,其余的与vsync关闭.首先在vsync窗口上调用swapBuffers(),然后绘制一个,然后在每个窗口上绘制其余的窗口和swapBuffers().

这个解决方法大概可能看起来很好,但这不是没有问题：

有一个窗口是特别的,这是不合适的
>一场比赛的情况可能会导致屏幕撕裂
>某些平台忽略vsync设置,并强制它开启
>我读了OpenGL上下文的切换是一个昂贵的操作,应该避免.

解决方法：每个窗口一个线程

因为每个线程可以有一个OpenGL上下文绑定,也许答案是每个窗口有一个线程.

我仍然希望GUI是单线程的,但是,3窗口情况的主循环如下所示：

(每个窗口)

>锁定全局互斥体
>处理事件
> draw()
>解锁全球互斥
> swapBuffers()

这个工作吗这个other question表示不会：

It turns out that the windows are ‘fighting’ each other: it looks like
the SwapBuffers calls are synchronized and wait for each other,even
though they are in separate threads. I’m measuring the frame-to-frame
time of each window and with two windows,this drops to 30 fps,with
three to 20 fps,etc.

为了调查此声明,我创建了一个simple test program.该程序创建N个窗口和N个线程,每个线程绑定一个窗口,请求每个窗口启用vsync,然后报告帧速率.到目前为止,结果如下：

> Linux,X11,4.4.0 NVIDIA 346.47(2015-04-13)

>帧速率为60fps,无论打开多少个窗口.

> OSX 10.9.5(2015-04-13)

帧速率没有上限;交换缓冲区不阻塞.

解决方法：只有一个上下文,一个大的帧缓冲区

我想到的另一个想法是：只有一个OpenGL上下文,一个大的framebuffer,所有窗口的大小放在一起.

每个框架,每个窗口调用glViewport在绘制之前设置它们各自的framebuffer矩形.

所有绘图完成后,swapBuffers()在唯一的OpenGL上下文中.

我即将调查此解决方法是否可行.我有一些问题是：

>有没有这么大的帧缓冲区可以吗？
>每帧可以多次调用glViewport吗？
>我正在使用的窗口库API是否允许我独立于窗口创建OpenGL上下文？
>如果窗口都是不同的大小,那么在帧缓冲区中浪费空间？

Camilla Berglund,GLFW的维护者说：

That’s not how glViewport works. It’s not
how buffer swapping works either. Each window will have a
framebuffer. You can’t make them share one. Buffer swapping is
per window framebuffer and a context can only be bound to a single
window at a time. That is at OS level and not a limitation of
GLFW.

解决方法：只有一个上下文

This question表示该算法可能工作：

Activate OpenGL context on window 1  
Draw scene in to window 1

Activate OpenGL context on window 2  
Draw scene in to window 2

Activate OpenGL context on window 3  
Draw scene in to window 3

For all Windows
SwapBuffers

根据问题提问者,

With V-Sync enabled,SwapBuffers will sync to the slowest monitor and
windows on faster monitors will get slowed down.

看起来他们只是在Microsoft Windows上进行了测试,而且这个解决方案将无处不在.

还有很多来源告诉我,makeContextCurrent()在draw()例程中太慢了.

它也看起来不符合EGL规范.为了允许另一个线程eglSwapBuffers(),你必须eglMakeCurrent(NULL)这意味着你的eglSwapBuffers现在应该返回EGL_BAD_CONTEXT.

问题

所以,我的问题是：解决使用vsync打开多窗口应用程序的最佳方法是什么？这似乎是一个常见的问题,但我还没有看到一个令人满意的解决方案.

类似的问题

类似于这个问题：Synchronizing multiple OpenGL windows to vsync但是我想要一个平台无关的解决方案 – 至少是每一个平台的解决方案.

而这个问题：Using SwapBuffers() with multiple OpenGL canvases and vertical sync?但是真的这个问题与Python无关.

' first do all the drawing operations
foreach w in windows:
    foreach ctx in w.contexts:
        ctx.make_current(w)
        do_opengl_stuff()
        glFlush()

' with all the drawing commands issued
' loop over all the windows and issue
' the buffer swaps.
foreach w in windows:
    w.swap_buffers()

' first do all the drawing operations
foreach w in windows:
    foreach ctx in w.contexts:
        ctx.make_current(w)
        glBindFramebuffer(GL_DRAW_BUFFER,ctx.master_fbo)
        do_opengl_stuff()
        glFlush()

' blit the FBOs' renderbuffers to the main back buffer
foreach w in windows:
    foreach ctx in w.contexts:
        ctx.make_current(w)
        glBindFramebuffer(GL_DRAW_BUFFER,0)
        blit_renderbuffer_to_backbuffer(ctx.master_renderbuffer)
        glFlush()

' with all the drawing commands issued
' loop over all the windows and issue
' the buffer swaps.
foreach w in windows:
    w.swap_buffers()