QCustomPlot使用心得四：動態曲線和繪圖效率測試

轉自：https://blog.csdn.net/yxy244/article/details/100099876

 

一、先看官方例子

https://www.qcustomplot.com/index.php/demos/realtimedatademo：

 

 

頭文件添加：

    QTimer dataTimer;
private slots:
    void realtimeDataSlot();

 

構造函數里：

    QCustomPlot* customPlot = ui->customPlot_7;
     customPlot->addGraph();
     customPlot->graph(0)->setPen(QPen(QColor(40, 110, 255)));//曲線1藍色
     customPlot->addGraph();
     customPlot->graph(1)->setPen(QPen(QColor(255, 110, 40)));//曲線2紅色
     //坐標軸使用時間刻度
     QSharedPointer<QCPAxisTickerTime> timeTicker(new QCPAxisTickerTime);
     timeTicker->setTimeFormat("%h:%m:%s");
     customPlot->xAxis->setTicker(timeTicker);
     //四邊安上坐標軸
     customPlot->axisRect()->setupFullAxesBox();
     //設置y軸范圍
     customPlot->yAxis->setRange(-1.2, 1.2);
     // 使上下軸、左右軸范圍同步
     connect(customPlot->xAxis, SIGNAL(rangeChanged(QCPRange)), customPlot->xAxis2, SLOT(setRange(QCPRange)));
     connect(customPlot->yAxis, SIGNAL(rangeChanged(QCPRange)), customPlot->yAxis2, SLOT(setRange(QCPRange)));
     //定時器連接槽函數realtimeDataSlot
     connect(&dataTimer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(realtimeDataSlot()));
     dataTimer.start(0); // 間隔時間 0ms表示盡可能快的觸發

 

realtimeDataSlot函數：

 
void MainWindow::realtimeDataSlot()
{
    QCustomPlot* customPlot = ui->customPlot_7;
    static QTime time(QTime::currentTime());
 
    double key = time.elapsed()/1000.0; // 開始到現在的時間，單位秒
    static double lastPointKey = 0;
    if (key-lastPointKey > 0.002) // 大約2ms添加一次數據
    {
      // 添加數據到graph
      customPlot->graph(0)->addData(key, qSin(key)+qrand()/(double)RAND_MAX*1*qSin(key/0.3843));
      customPlot->graph(1)->addData(key, qCos(key)+qrand()/(double)RAND_MAX*0.5*qSin(key/0.4364));
      //記錄當前時刻
      lastPointKey = key;
    }
    // 曲線能動起來的關鍵在這里，設定x軸范圍為最近8個時刻
    customPlot->xAxis->setRange(key, 8, Qt::AlignRight);
    //繪圖
    customPlot->replot();
    //計算幀數
    static double lastFpsKey;
    static int frameCount;
    ++frameCount;
    if (key-lastFpsKey > 2) // 每2秒求一次平均值
    {
        //狀態欄顯示幀數和數據總數
      ui->statusBar->showMessage(
            QString("%1 FPS, Total Data points: %2")
            .arg(frameCount/(key-lastFpsKey), 0, 'f', 0)
            .arg(customPlot->graph(0)->data()->size()+customPlot->graph(1)->data()->size())
            , 0);
      lastFpsKey = key;
      frameCount = 0;
    }
}

 

滾動曲線的關鍵是改變軸范圍，調用
void QCPAxis::setRange (double position, double size, Qt::AlignmentFlag alignment )

第一個參數是軸所在位置，size定義軸范圍的數據點個數，第三個是軸的對齊方式，可以是Qt::AlignLeft、Qt::AlignRight或Qt::AlignCenter。

在這里每次添加數據后調用一次setRange(key, 8, Qt::AlignRight)，最新的數據的key值當做軸顯示在右邊，原來最左邊的數據被擠了出去，看起來曲線整體向左移了，因為x軸設置為時間刻度，所以顯示的范圍是8秒。

二、繪圖性能測試

官網的例程有個不好的地方，曲線刷新太頻繁了，現實中顯示器刷新率一般60Hz，而電影一般才24幀，所有沒必要每添加一個數據就刷新一次，可以采用定時刷新，控制幀數在60幀內就行了，這里做個測試，看看QCustomPlot的性能如何。

博主的電腦CPU是渣渣的I5 6200U，直接先看測試結果：

（1）1條曲線性能很好，每幀10萬點還能保持60fps，1百萬的時候有50多的fps

（2）5條曲線每幀50萬點數據大概有四五十fps

（3）20條曲線的時候fps下降得厲害，每幀10多萬點就40的fps，加到每幀200萬點就只有26fps了

（4）窗口尺寸對性能影響巨大，繪制5條曲線，在小尺寸下能保持60fps，但是拉大后fps下降得厲害

結論：

繪制動態曲線，在曲線數很少的情況下效率很高，即使百萬級也不卡頓，曲線數多了會影響性能；窗口尺寸對性能影響很大，尺寸越大性能下降得厲害。

添加數據和重繪分開，使用定時重繪，重繪時調用customPlot->replot(QCustomPlot::rpQueuedReplot)，而不是replot()，這樣就可以避免多次重復的繪制。

上述測試代碼：

界面兩個spinbox，兩個button

頭文件

    QTimer rePlotTimer;
    QTimer dataTimer;
    bool  m_start;
    int  m_countGraph;
private slots:
    void timeToAddData();
    void timeToRePlot();
    void on_pushButton_clicked();
    void on_btn1_clicked();

 

開始按鈕槽函數：

void MainWindow::on_btn_start_clicked()
{
    QCustomPlot* customPlot = ui->customPlot_7;
 
    if(!m_start)
    {
        customPlot->clearGraphs();//清除所有graph
        m_countGraph = ui->spinBox1->value();
        QPen pen;
        pen.setWidth(1);
        //添加曲線
        for(int i=0;i<m_countGraph;i++)
        {
            customPlot->addGraph();
            //顏色隨機
            pen.setColor(QColor(qrand()%150+100,qrand()%150+100,qrand()%150+100));
            customPlot->graph(i)->setPen(pen);//
        }
        //設置y軸范圍
        customPlot->yAxis->setRange(-1, m_countGraph*2);
        //設置x軸范圍
        int size = ui->spinBox2->value();
        customPlot->xAxis->setRange(0, size, Qt::AlignRight);
        //定時添加和刷新數據
        rePlotTimer.start(16); // 間隔16ms刷新一次
        dataTimer.start(5); // 間隔時間5ms添加一次數據
        m_start = true;
        ui->btn_start->setText("停止");
    }
    else
    {
        rePlotTimer.stop(); // 停止重繪
        dataTimer.stop(); // 停止添加數據
        m_start = false;
        ui->btn_start->setText("開始");
    }
}

添加數據按鈕槽函數：

void MainWindow::on_btn_adddata_clicked()
{
       QCustomPlot* customPlot = ui->customPlot_7;
    //x軸范圍點數
    int size = ui->spinBox2->value();
    for(int i=0;i<customPlot->graphCount();i++)//添加x軸范圍的點數，使波形占滿畫面
    {
        for(int j=0;j<size;j++)
        {
            customPlot->graph(i)->addData(customPlot->graph(i)->dataCount(),qrand()/(double)RAND_MAX + i*2);
        }
    }
}

定時添加數據：

void MainWindow::timeToAddData()
{
    QCustomPlot* customPlot = ui->customPlot_7;
 
    QTime time= QTime::currentTime();
    qsrand(time.msec()+time.second()*1000);//種子
    for(int i=0;i<customPlot->graphCount();i++)
    {
        for(int j=0;j<10;j++)//每次添加10個數據
        {
            customPlot->graph(i)->addData(customPlot->graph(i)->dataCount(),qrand()/(double)RAND_MAX + i*2);
        }
    }
}

定時重繪：

void MainWindow::timeToRePlot()
{
    static QTime time(QTime::currentTime());
    double key = time.elapsed()/1000.0; // time elapsed since start of demo, in seconds
 
    QCustomPlot* customPlot = ui->customPlot_7;
    int size = ui->spinBox2->value();
 
    customPlot->xAxis->setRange(customPlot->graph(0)->dataCount(), size, Qt::AlignRight);
    //重繪
    customPlot->replot(QCustomPlot::rpQueuedReplot);
    //customPlot->replot();
    static double lastFpsKey;
    static int frameCount;
    ++frameCount;
    if (key-lastFpsKey > 1) // 每1s求一次值
    {
        int displaySize = ui->spinBox2->value();//單條顯示點數
        int datasize = customPlot->graph(0)->data()->size();//單條數據總數
        int graphCount= m_countGraph;//曲線條數
        long displaytotal=displaySize*graphCount;//顯示總數
        long datatotal=datasize*graphCount;//數據總數
        QString str_displaytotal;
        QString str_datatotal;
        //顯示的總數不會超過實際點數
        if(displaytotal > datatotal)
        {
            displaytotal = datatotal;
        }
        //顯示點數加單位更直觀
        if(displaytotal>=1e6)//百萬級
        {
           str_displaytotal = QString("%1百萬").arg(displaytotal/1000000.0,0,'f',2);
        }
        else if(displaytotal>=1e4)//萬級
        {
            str_displaytotal = QString("%1萬").arg(displaytotal/10000.0,0,'f',2);
        }
        else
        {
          str_displaytotal=QString("%1").arg(displaytotal);
        }
        //總數加單位更直觀
        if(datatotal>=1e6)//百萬級
        {
           str_datatotal = QString("%1百萬").arg(datatotal/1000000.0,0,'f',2);
        }
        else if(datatotal>=1e4)//萬級
        {
            str_datatotal = QString("%1萬").arg(datatotal/10000.0,0,'f',2);
        }
        else
        {
          str_datatotal=QString("%1").arg(datatotal);
        }
        ui->statusBar->showMessage(
                    QString("FPS:%1，顯示總數:%2*%3=%4，數據總數:%5*%6=%7")
                    .arg(frameCount/(key-lastFpsKey), 0, 'f', 0)
                    .arg(displaySize)
                    .arg(graphCount)
                    .arg(str_displaytotal)
                    .arg(datasize)
                    .arg(graphCount)
                    .arg(str_datatotal)
                    , 0);
        lastFpsKey = key;
        frameCount = 0;
    }
}

三、使能opengl 

QCustomPlot有opengl功能，想試下GPU加速繪圖的效果。

按照提示添加 DEFINES += QCUSTOMPLOT_USE_OPENGL到pro文件，

  代碼里開啟：customPlot->setOpenGl(true);

但是編譯報錯誤

網友提示還要.pro里加入

win32:LIBS += -lOpengl32\
-lglu32 \
-lglut

 

調試輸出顯示是否開啟了opengl

  qDebug()<<"opengl:"<<customPlot->openGl();

glut庫要下載的，dll和lib添加到相應路徑，有興趣的試一下吧，博主就沒試了。

 

四、下載

測試例程