作者：billy
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前言
衆所周知，Qt 是一個跨平臺C++圖形用戶界面應用程序開發框架，我們使用 Qt 最多的就是用來開發GUI程序。在HMI開發過程中，最直接影響人們審美的就是程序的流暢程度，即應用程序在交互過程中是否會出現延遲或者卡頓。而這些都涉及到了一個知識點，就是 Qt 中的渲染機制，瞭解 Qt 是如何完成渲染的，會給我們的開發帶來很大的幫助。
瞭解 OpenGL 渲染
GPU（GraphicProcessing Unit）圖形處理器，其最大的作用就是進行各種繪製計算機圖形所需的運算，包括頂點設置、光影、像素操作等。GPU使顯卡減少了對CPU的依賴，並進行部分原本CPU的工作。
實際應用中圖像的生成流程大致如下：
首先從硬盤中讀取模型，CPU分類後將多邊形信息交給GPU，GPU再時時處理成屏幕上可見的多邊形，但是沒有紋理只有線框。CPU計算出模型後，GPU將模型數據放進顯存，顯卡同時也爲模型貼材質，給模型上顏色。CPU相應從顯存中獲取多邊形的信息。然後CPU計算光照後產生的影子的輪廓。等CPU計算出後，顯卡的工作又有了，那就是爲影子中填充深的顏色。周而復始，完成CPU與GPU之間的數據交換。
OpenGL是一個跨平臺的圖形接口，OpenGL是和顯卡有關係的，只有顯卡提供支持，纔可以用OpenGL的，當然OpenGL是和顯卡廠商有協商的。有了OpenGL，我們就可以用顯卡來處理關於圖形圖像的東西，然後交給顯示服務器進行顯示。
這裏有個問題需要注意，就是OpenGL不能直接和顯示服務器進行通信，也就是說我們用OpenGL處理的圖形圖像是不能直接給顯示服務器的，這中間得有一個東西來進行處理，這個中間件根據平臺，windows上叫做wgl，linux上叫做glx，macos上是agl。好了，現在我們就可以用窗口來顯示OpenGL處理的圖形了，也就是我們常說的用OpenGL來進行渲染。
之後爲了將wgl，glx，agl這些東西統一起來，實現平臺統一，就誕生了glfw，glu等東西，這些東西封裝了wgl，glx，agl並且結合了各平臺的顯示服務器來創建窗口，可以讓我們用一套代碼來實現跨平臺使用OpenGL在窗口中進行渲染。
然後問題又來了，因爲OpenGL在各個操作系統上的接口有的不一致，如果在不同平臺上編譯可能不相互兼容。於是又誕生了glew和glad這類東西來實現各個操作系統OpenGL接口的統一，結合上面提到的，就可以實現全面的跨平臺了。
Qt 中的渲染
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QWidget
在Qt5.0之前，GUI開發使用的都是現在的 QWidget，ui描述界面佈局結合C++細節實現，實現效果很好，界面開發的速度還算中肯。但在移動開發面前就不靈了，因爲 QWidget 本質是使用平臺繪圖工具來繪繪製界面，而每個界面的繪製都需要各自有自己的繪製狀態，這個消耗對於手機這類移動平臺來說是不可忽視的 。
在 QWidget 這一類中，基本上控件的實現都是對各個平臺上的對應的控件的封裝。QWidget 中使用 QWindow 來創建窗口，而單獨的 QWindow 內是不能使用系統插件的，只提供窗口，所以理論上 QWindow 中是可以直接用 OpenGL 來進行繪圖的。Qt 爲了以後的發展和2D，3D繪圖性能的提升以應對遊戲等開發需求，在Qt5.0以後將 QWidget 系的東西從gui模塊中單獨抽出來作爲widgets模塊，這也在情理之中。可參考 Qt中 gui 模塊和 widgets 模塊的區別 -
QGraphics
Qt爲了提升針對大量簡單組件的渲染性能，創造了QGraphics這一類東西，但是他們仍然是屬於widgets模塊的，也不一定是用OpenGL渲染，如果想用OpenGL渲染，是需要在 QWidget 和 OpenGL 之間搭一個橋樑，這就是 QGLWidget。 -
QQuick
Qt4 中的 QtQuick 1.x 更接近widget，雖然是Griphics/view，但是渲染更多是優先提交給cpu處理。
自 Qt Quick 2.x 起統一使用OpenGL ES 2.0 或者 OpenGL 2.0來渲染界面。渲染方式更傾向於優先使用顯卡，通過硬件來加速，所以現在使用QML需要良好的顯卡支持，例如正確安裝顯卡驅動。這樣做的好處是，所有要渲染的界面元素均在最後統一提供給OpenGL，極大減少狀態切換時間和渲染時間（相比於之前使用QPainter依次爲每個界面元素渲染，不斷地重複渲染狀態）。舉例來講，就像寫文件，把要寫的內容存在緩存後統一寫入文件，一定比每次寫入都重複打開關閉文件要快。