SDL入門教程（四）：3、SDL的軟、硬件渲染的深入試驗和分析

作者：龍飛

3.1：試驗——硬件渲染下關閉雙緩存。
現象：front圖片出現不斷被“撕裂”的效果。

        雙緩存的概念，是在計算機速度還不足以滿足“即時作圖”的情況下的一種技術。即，在屏幕（即前臺的幀緩存framebuffer）上顯示一幀圖片的同時，在後臺一個幀緩存的映射中作圖。這樣，只有當屏幕畫面需要改變的時候，後臺的緩存才交換到前臺來，這樣就避免了在前臺出現計算機“作圖”的過程。
        關閉雙緩存之後，我們實際上看到的是計算機在不停的“作圖”——blit一次back，然後blit一次front，然後循環，所以被“撕裂”的畫面，實際上是back和front圖片“混合”的效果。
        在軟件渲染的時候，爲什麼沒有雙緩存也不會出現這個問題呢？我的猜想是：圖片的像素數據實際上還是儲存在內存中的，無論是系統內存還是顯存，實際上都是通過一種影射提供給真正“成像”的幀緩存的。所以，實際上，無論軟渲染還是硬渲染，圖片實際上都是被“雙緩存”的，所不同的是，在使用硬件渲染的時候，SDL試圖給我們提供直接訪問硬件的接口，導致我們對創建在hw下的surface的操作，就類似在直接操作幀緩存，但是，我們是不是真的就直接訪問了幀緩存呢？

3.2：試驗——單幀硬件渲染下打開雙緩存。
現象：圖片出現閃爍。

        閃爍實際上是圖片與一個空屏（全黑，0像素）交互顯示的結果。爲了驗證這個猜想，我們可以嘗試blit同一個surface兩次，則可以解決這個問題。這個試驗其實更形象的顯示了什麼是“雙”緩存，兩次blit可以讓兩個緩存都存儲上相同的圖片，渲染時候就不會出現閃爍。

3.3：我們可以直接訪問緩存的地址嗎？

        SDL官方推薦的那篇論文介紹可以通過pScreen->pixels查看像素緩存的地址，並且認爲如果地址改變則映射交換緩存的實質是傳遞了數據結構的指針；而如果不變則是直接拷貝了數據結構的數據——事實真的是這樣嗎？
        我們知道，pScreen是通過SDL_SetVideoMode()函數獲得的。這是一個特殊的surface，因爲它既具有一般surface的屬性，而且也是SDL用於實際顯示的窗口surface。我們建立起pScreen的時候，並沒有賦予他任何的像素數據。
        如果在軟件渲染的環境下，pScreen->pixels可以成功返回一個地址；但是在硬件渲染的環境下，pScreen->pixels則返回了空指針！這意味着什麼？要麼就真是一個空指針（因爲pScreen實際上的像素數據爲空），另外一個可能是——這個地址我們不可以訪問！我其實傾向於後者的解釋，因爲軟件渲染下，同樣爲空像素的pScreen並不返回空指針。所以，我的猜想是，SDL中，幀緩存並不能被直接訪問，但是我們可以訪問幀緩存的映射，並且模擬訪問幀緩存的效果。

3.4：對於雙緩存現象的另外一種解釋。

        在SDL官方推薦的那篇論文中，作者認爲出現“撕裂”現象的原因是硬件加速與軟件的不同步。簡單來說，在軟件渲染情況下，語句被一條條逐步執行，比如：1、blit back；2、blit front；3、flip screen。這3個步驟，即使都需要一定的執行時間，也是有先後秩序的。但在硬件渲染環境下，這3條指令被程序直接仍給了顯卡，有可能前面兩次blit還沒執行完，就flip了。所以，作者認爲，SDL_DOUBLEBUF位標的使用實際上是改變了SDL_Flip()的執行效果：無雙緩存的時候，將直接把當時的情況flip出來；打開雙緩存的時候，flip指令則成爲了遞交了請求，然後不暫定的等待（所謂輪詢），直到所有的“作圖”指令執行完才顯示出來——似乎也說得過去，但是我以爲如此解釋原理過於的複雜的。當然，也可能我對鳥語理解得不對，歡迎大家繼續討論這個話題。