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QCustomPlot使用心得四:动态曲线和绘图效率测试

一、先看官方例子

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

 

头文件添加:

1     QTimer dataTimer;
2 private slots:
3     void realtimeDataSlot();

 

构造函数里:

    QCustomPlot* customPlot = ui->customPlot_7;
     customPlot->addGraph();
     customPlot->graph(0)->setPen(QPen(QColor(40, 110, 255)));//曲线1蓝色
     customPlot->addGraph();
     customPlot->graph(1)->setPen(QPen(QColor(255, 110, 40)));//曲线2红色
     //坐标轴使用时间刻度
     QSharedPointer<QCPAxisTickerTime> timeTicker(new QCPAxisTickerTime);
     timeTicker->setTimeFormat("%h:%m:%s");
     customPlot->xAxis->setTicker(timeTicker);
     //四边安上坐标轴
     customPlot->axisRect()->setupFullAxesBox();
     //设置y轴范围
     customPlot->yAxis->setRange(-1.2, 1.2);
     // 使上下轴、左右轴范围同步
     connect(customPlot->xAxis, SIGNAL(rangeChanged(QCPRange)), customPlot->xAxis2, SLOT(setRange(QCPRange)));
     connect(customPlot->yAxis, SIGNAL(rangeChanged(QCPRange)), customPlot->yAxis2, SLOT(setRange(QCPRange)));
     //定时器连接槽函数realtimeDataSlot
     connect(&dataTimer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(realtimeDataSlot()));
     dataTimer.start(0); // 间隔时间 0ms表示尽可能快的触发

 

realtimeDataSlot函数:

 1  
 2 void MainWindow::realtimeDataSlot()
 3 {
 4     QCustomPlot* customPlot = ui->customPlot_7;
 5     static QTime time(QTime::currentTime());
 6  
 7     double key = time.elapsed()/1000.0; // 开始到现在的时间,单位秒
 8     static double lastPointKey = 0;
 9     if (key-lastPointKey > 0.002) // 大约2ms添加一次数据
10     {
11       // 添加数据到graph
12       customPlot->graph(0)->addData(key, qSin(key)+qrand()/(double)RAND_MAX*1*qSin(key/0.3843));
13       customPlot->graph(1)->addData(key, qCos(key)+qrand()/(double)RAND_MAX*0.5*qSin(key/0.4364));
14       //记录当前时刻
15       lastPointKey = key;
16     }
17     // 曲线能动起来的关键在这里,设定x轴范围为最近8个时刻
18     customPlot->xAxis->setRange(key, 8, Qt::AlignRight);
19     //绘图
20     customPlot->replot();
21     //计算帧数
22     static double lastFpsKey;
23     static int frameCount;
24     ++frameCount;
25     if (key-lastFpsKey > 2) // 每2秒求一次平均值
26     {
27         //状态栏显示帧数和数据总数
28       ui->statusBar->showMessage(
29             QString("%1 FPS, Total Data points: %2")
30             .arg(frameCount/(key-lastFpsKey), 0, 'f', 0)
31             .arg(customPlot->graph(0)->data()->size()+customPlot->graph(1)->data()->size())
32             , 0);
33       lastFpsKey = key;
34       frameCount = 0;
35     }
36 }

 

滚动曲线的关键是改变轴范围,调用
void QCPAxis::setRange (double position, double size, Qt::AlignmentFlag alignment )

第一个参数是轴所在位置,size定义轴范围的数据点个数,第三个是轴的对齐方式,可以是Qt::AlignLeft、Qt::AlignRight或Qt::AlignCenter。

在这里每次添加数据后调用一次setRange(key, 8, Qt::AlignRight),最新的数据的key值当做轴显示在右边,原来最左边的数据被挤了出去,看起来曲线整体向左移了,因为x轴设置为时间刻度,所以显示的范围是8秒。

二、绘图性能测试

官网的例程有个不好的地方,曲线刷新太频繁了,现实中显示器刷新率一般60Hz,而电影一般才24帧,所有没必要每添加一个数据就刷新一次,可以采用定时刷新,控制帧数在60帧内就行了,这里做个测试,看看QCustomPlot的性能如何。

博主的电脑CPU是渣渣的I5 6200U,直接先看测试结果:

(1)1条曲线性能很好,每帧10万点还能保持60fps,1百万的时候有50多的fps

(2)5条曲线每帧50万点数据大概有四五十fps

(3)20条曲线的时候fps下降得厉害,每帧10多万点就40的fps,加到每帧200万点就只有26fps了

(4)窗口尺寸对性能影响巨大,绘制5条曲线,在小尺寸下能保持60fps,但是拉大后fps下降得厉害

结论:

绘制动态曲线,在曲线数很少的情况下效率很高,即使百万级也不卡顿,曲线数多了会影响性能;窗口尺寸对性能影响很大,尺寸越大性能下降得厉害。

添加数据和重绘分开,使用定时重绘,重绘时调用customPlot->replot(QCustomPlot::rpQueuedReplot),而不是replot(),这样就可以避免多次重复的绘制。

上述测试代码:

界面两个spinbox,两个button

头文件

1     QTimer rePlotTimer;
2     QTimer dataTimer;
3     bool  m_start;
4     int  m_countGraph;
5 private slots:
6     void timeToAddData();
7     void timeToRePlot();
8     void on_pushButton_clicked();
9     void on_btn1_clicked();

 

开始按钮槽函数:

 1 void MainWindow::on_btn_start_clicked()
 2 {
 3     QCustomPlot* customPlot = ui->customPlot_7;
 4  
 5     if(!m_start)
 6     {
 7         customPlot->clearGraphs();//清除所有graph
 8         m_countGraph = ui->spinBox1->value();
 9         QPen pen;
10         pen.setWidth(1);
11         //添加曲线
12         for(int i=0;i<m_countGraph;i++)
13         {
14             customPlot->addGraph();
15             //颜色随机
16             pen.setColor(QColor(qrand()%150+100,qrand()%150+100,qrand()%150+100));
17             customPlot->graph(i)->setPen(pen);//
18         }
19         //设置y轴范围
20         customPlot->yAxis->setRange(-1, m_countGraph*2);
21         //设置x轴范围
22         int size = ui->spinBox2->value();
23         customPlot->xAxis->setRange(0, size, Qt::AlignRight);
24         //定时添加和刷新数据
25         rePlotTimer.start(16); // 间隔16ms刷新一次
26         dataTimer.start(5); // 间隔时间5ms添加一次数据
27         m_start = true;
28         ui->btn_start->setText("停止");
29     }
30     else
31     {
32         rePlotTimer.stop(); // 停止重绘
33         dataTimer.stop(); // 停止添加数据
34         m_start = false;
35         ui->btn_start->setText("开始");
36     }
37 }

添加数据按钮槽函数:

void MainWindow::on_btn_adddata_clicked()
{
       QCustomPlot* customPlot = ui->customPlot_7;
    //x轴范围点数
    int size = ui->spinBox2->value();
    for(int i=0;i<customPlot->graphCount();i++)//添加x轴范围的点数,使波形占满画面
    {
        for(int j=0;j<size;j++)
        {
            customPlot->graph(i)->addData(customPlot->graph(i)->dataCount(),qrand()/(double)RAND_MAX + i*2);
        }
    }
}

定时添加数据:

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

定时重绘:

 1 void MainWindow::timeToRePlot()
 2 {
 3     static QTime time(QTime::currentTime());
 4     double key = time.elapsed()/1000.0; // time elapsed since start of demo, in seconds
 5  
 6     QCustomPlot* customPlot = ui->customPlot_7;
 7     int size = ui->spinBox2->value();
 8  
 9     customPlot->xAxis->setRange(customPlot->graph(0)->dataCount(), size, Qt::AlignRight);
10     //重绘
11     customPlot->replot(QCustomPlot::rpQueuedReplot);
12     //customPlot->replot();
13     static double lastFpsKey;
14     static int frameCount;
15     ++frameCount;
16     if (key-lastFpsKey > 1) // 每1s求一次值
17     {
18         int displaySize = ui->spinBox2->value();//单条显示点数
19         int datasize = customPlot->graph(0)->data()->size();//单条数据总数
20         int graphCount= m_countGraph;//曲线条数
21         long displaytotal=displaySize*graphCount;//显示总数
22         long datatotal=datasize*graphCount;//数据总数
23         QString str_displaytotal;
24         QString str_datatotal;
25         //显示的总数不会超过实际点数
26         if(displaytotal > datatotal)
27         {
28             displaytotal = datatotal;
29         }
30         //显示点数加单位更直观
31         if(displaytotal>=1e6)//百万级
32         {
33            str_displaytotal = QString("%1百万").arg(displaytotal/1000000.0,0,'f',2);
34         }
35         else if(displaytotal>=1e4)//万级
36         {
37             str_displaytotal = QString("%1万").arg(displaytotal/10000.0,0,'f',2);
38         }
39         else
40         {
41           str_displaytotal=QString("%1").arg(displaytotal);
42         }
43         //总数加单位更直观
44         if(datatotal>=1e6)//百万级
45         {
46            str_datatotal = QString("%1百万").arg(datatotal/1000000.0,0,'f',2);
47         }
48         else if(datatotal>=1e4)//万级
49         {
50             str_datatotal = QString("%1万").arg(datatotal/10000.0,0,'f',2);
51         }
52         else
53         {
54           str_datatotal=QString("%1").arg(datatotal);
55         }
56         ui->statusBar->showMessage(
57                     QString("FPS:%1,显示总数:%2*%3=%4,数据总数:%5*%6=%7")
58                     .arg(frameCount/(key-lastFpsKey), 0, 'f', 0)
59                     .arg(displaySize)
60                     .arg(graphCount)
61                     .arg(str_displaytotal)
62                     .arg(datasize)
63                     .arg(graphCount)
64                     .arg(str_datatotal)
65                     , 0);
66         lastFpsKey = key;
67         frameCount = 0;
68     }
69 }

三、使能opengl

QCustomPlot有opengl功能,想试下GPU加速绘图的效果。

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

代码里开启:customPlot->setOpenGl(true);

但是编译报错误

网友提示还要.pro里加入

1 win32:LIBS += -lOpengl32\
2 -lglu32 \
3 -lglut

 

调试输出显示是否开启了opengl

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

glut库要下载的,dll和lib添加到相应路径,有兴趣的试一下吧,博主就没试了。

 

四、下载

测试例程

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