EGE绘图之二 窗口刷新

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EGE绘图之二 窗口刷新

一、EGE的窗口刷新

1. EGE窗口刷新流程

  Windows的窗口有一块帧缓冲，里面保存有窗口要显示的内容图像。当窗口需要显示刷新时，系统就会从这块帧缓冲读取数据，经过一系列操作后，复制到显存中，之后显卡会从显存中读取数据，转成视频信号，驱动显示器进行显示。

  每当窗口进行一些比如移动窗口，窗口大小变化之类的操作时，都会有窗口刷新消息产生。因为当窗口在屏幕上占据的区域变化，屏幕显示的内容肯定需要相应发生变化。这时系统就要从各自窗口的帧缓冲区中读取数据，再次显示到屏幕上。
  当窗口内容变化时，程序也会主要通知系统要求刷新窗口，显示内容。

  所以Windows窗口的帧缓冲，决定了窗口的显示内容。只要画在了上面，Windows窗口一刷新，那么上面的内容就会显示出来。

  而在EGE中，也开辟有自己的帧缓冲。EGE的绘制，就是先绘制在这块自己的帧缓存上的，要显示时，再把这块帧缓冲中的内容复制到窗口的帧缓冲中，等到Windows窗口刷新，就会把内容显示出来。

  而我常说的EGE刷新窗口，是指先将EGE内部帧缓冲中的内容输出到窗口帧缓冲上，然后使Windows窗口刷新，这样就把刚才在EGE内部帧缓冲上的内容显示出来了。

2. 渲染模式

  EGE绘图时仅仅是将图形绘制在EGE内部的帧缓冲上，并没有直接输出到窗口帧缓冲中。要想将绘图的内容显示到窗口上，就需要进行刷新，而 EGE的渲染模式就决定了通过何种方式来控制刷新的时间。

2.1 自动渲染模式(不推荐)

  除非是极简单的绘图，否则 不推荐 使用自动渲染模式。

  在自动渲染模式下，程序每隔一段时间(50ms)就会自动刷新窗口，并且可以通过调用延时、阻塞类的函数来刷新窗口，属于 定时+手动 的控制刷新方式。
  由于程序运行过程中，绘图周期和程序内部定时的周期并不一致且定时会有偏差，所以时不时就会有在绘图过程中定时时间到达的情况。此时就会触发窗口刷新，会将没绘制完成的帧显示出来，和前一帧的画面很可能有很大的反差，让人觉得画面闪烁。

2.2 手动渲染模式

  在手动渲染模式下，程序关闭了定时刷新，只有在调用某些延时、阻塞类的函数时，才会刷新窗口，如 delay_ms(0), delay_fps(60) 等，刷新时间完全由用户手动进行控制。
  当我们把这些延时类函数的调用控制在绘图完成后，那么刷新时显示的画面就是完整的一帧，减少闪烁感。

  一般情况下都要开启手动渲染模式，自动渲染模式只在简单绘图时使用，而且使用它也仅仅因为它是默认模式。

2.3 手动渲染的开启

  一般是在 initgraph() 调用时设置，比较简洁，在 mode 参数上添加 INIT_RENDERMANUAL 即可

  手动渲染模式在初始化时设置一次即可，不要多次设置，否则容易引起动画卡顿。

initgraph(640, 480, INIT_RENDERMANUAL);

  也可以在窗口初始化后，调用 setrendermode() 函数设置。

setrendermode(RENDER_MANUAL);

3. 如何主动请求EGE刷新窗口显示内容

  为什么我们需要请求EGE刷新窗口显示内容？
  因为我们的绘图并不是实时更新到屏幕上的，只有在EGE将绘图数据传给窗口后，我们才能看到绘图内容。在调试程序时，经常会在代码中间暂停，此时会因为没有刷新窗口看不到刚刚绘制的内容，而我们又需要知道经过之前的绘图操作后，画面会变得如何，此时就需要在前面插入一些代码，请求EGE刷新窗口显示内容了。同时，有时一些代码耗时过长，如加载资源等，导致窗口内容长时间不刷新，会留下空白期，我们可以主动要求EGE刷新窗口来显示内容，避免长时间的画面等待。

  在调试程序时，简单地加入一个 getch() 即可暂停，此时会自动刷新窗口，按下任意键即可继续执行。

getch();

  而当我们需要程序一直执行，只想在某些代码之间插入一个窗口刷新点时，只需调用 delay_ms(0) 即可。调用后，如果从上一次窗口刷新到执行 delay_ms(0) 这个期间 调用了EGE的绘图函数进行绘图，那么EGE将会刷新窗口，显示内容。(因为将帧缓冲复制到窗口需要时间，所以实际上延时并不是0ms)

delay_ms(0);

  让我们看看 ege.h 头文件中的文字

• 调用 Sleep() 这个API时，或者调用 delay()，实际均会转化为调用 delay_ms()，如必需调用API请使用 api_sleep()
• delay_ms() 能自行判断有没有更新的必要，连续多次但不大量的调用并不会产生帧率的影响
• 调用 delay_ms() , delay_fps(), getch() , getkey() , getmouse() 时，窗口内容可能会更新，这些函数相当于内置了delay_ms(0)，
• 如果你只需要更新窗口，而不想等待，可以用 delay_ms(0) 。注意 delay() 只延时而不更新窗口
• 合理地使用 delay_ms() /delay_fps() 函数，可以减少你的程序占用的CPU，否则一个都没有调用同时也没有 getch() / getmouse() 的话，程序将占满一个CPU的时间

  即调用EGE中的 delay_fps(), delay_jfps(), delay_ms(), getch(), Sleep() 函数，都会刷新一次窗口。

3.1 调用delay_ms(0)

  因为 getch() 会阻塞程序进行，所以一般用的，是调用 delay_ms(0);

delay_ms(0);

  所以有时你明明绘制了图形，但是窗口就是没有显示，可能是窗口没刷新，可以使用 delay_ms(0) 来 要求EGE刷新窗口。这样就能看到你绘制的图形了。
  但是delay_ms(0) 和getch() 有时并不一定会刷新窗口，因为你调用EGE中的绘图函数时，它会用一个标志位标记你有往帧缓存中绘制了图形。当调用 delay_ms(0) 和 getch() 时，会检查标志位，标志位为 true 时才会刷新，刷新后，标志位置为 false 。
  比如，我们直接获取EGE帧缓存的首地址，然后往里面写入，这时是没有通过EGE的绘制函数来进行绘制的，那么这个标志位就没有变为 true，此时调用delay_ms(0) 或 getch(), 将看不到绘制。
  下面是EGE相关的延时函数。

3.2 EGE刷新相关 delay族函数

3.2.1 具有刷新窗口功能的延时函数

强制刷新	绘制后刷新
delay_fps()	delay_ms(0)
delay_jfps()	getch()
delay_ms() (延时时间 > 0)	getkey()
	getmouse()

3.2.2 不具有刷新窗口功能的延时函数

不带刷新的延时函数
delay()
api_sleep()
ege_sleep()

3.2.3 强制刷新的使用

  如同下面的例子： 获取EGE帧缓存的首地址，通过直接对帧缓冲的元素赋值的方法来绘制一条直线。
  长按按键，可以看到窗口内容没有变化，看不到绘制的直线。

  绘图是已经完成了的，只不过图形是绘制到了EGE的帧缓冲中，而EGE并没有将内容上传到窗口。

#include 

int main()
{
	const int windowWidth = 300, windowHeight = 300;
	
	initgraph(windowWidth , windowHeight , 0);
	setbkcolor(WHITE);
	delay_ms(0);	//先显示背景
	
	// 获取窗口帧缓冲首地址
	color_t* buff = getbuffer((PIMAGE)NULL);
	
	for (int x = 0, y = 100; x < windowWidth ; i++) {
		//将坐标为(x, y)的像素点赋值为黑色
		buff[x + y * windowWidth] = BLACK;
		
		getch();
	}

	closegraph();

	return 0;
}

  那这种情况应该如何处理？

强制刷新
  在不通过EGE绘图函数进行绘图的情况下，我们需要进行强制刷新。
  那么我们可以getch()在前面添加一个delay_ms(1), 只要有延时，那必定是强制刷新。因为 getch() 本就是暂停，多延时一点没有区别。

  delay_fps() 也是有强制刷新的功能，所以如果代码本身帧循环结构没有问题，那么通过帧缓冲首地址绘图并不会对界面的显示有影响。

修改后的程序
  长按按键，查看画线操作。
  可以看到，即使不通过EGE绘图函数进行绘图，也能通过强制刷新来显示绘图内容。

#include 

int main()
{
	const int windowWidth = 300, windowHeight = 300;
	
	initgraph(windowWidth , windowHeight , 0);
	setbkcolor(WHITE);
	delay_ms(0);	//先显示背景
	
	// 获取窗口帧缓冲首地址
	color_t* buff = getbuffer((PIMAGE)NULL);
	
	for (int x = 0, y = 100; x < windowWidth ; x++) {
		//将坐标为(x, y)的像素点赋值为黑色
		buff[x + y * windowWidth] = BLACK;
		
		delay_ms(1);			//强制刷新
		getch();
	}

	closegraph();

	return 0;
}

  delay_fps() 属于强制刷新。而 delay_ms(0) 则是根据标志位来决定是否刷新窗口，这个标志位会在调用EGE绘图函数时置为true。
  在我们的帧循环中，一般是调用 delay_fps() 来延时，所以这会强制刷新窗口。

4. 多线程中的延时

  当使用多线程时，如使用多线程单独对鼠标消息和按键消息进行处理，数据处理等，但绘图最好还是只在主线程，因为绘图是需要顺序的，绘制有先后，当顺序错乱时，很可能会出现图像被覆盖，图像显示出错的结果。在多线程中，难以控制各个线程绘制图形的顺序。

  在其它子线程中，如果调用了带有刷新功能的 delay_fps() 之类的函数，将会使窗口在主线程绘制帧的过程中刷新，显示出未完成的一帧，很容易引起画面闪烁，所以在子线程中，延时需要调用不会引起窗口刷新的延时函数。

4.1 子线程中的延时：使用不刷新窗口的 api_sleep()

  在子线程中调用延时函数时，应该使用不带刷新窗口功能的函数，如 api_sleep()，这样不会对主线程的绘制造成影响。

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