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Qt是一個跨平臺框架，通常用作圖形工具包，它不僅創建CLI應用程序中非常有用。而且它也可以在三種主要的臺式機操作系統以及移動操作系統（如Symbian，Nokia Belle，Meego Harmattan，MeeGo或BB10）以及嵌入式設備，Android（Necessitas）和iOS的端口上運行。現在我們為你提供了免費的試用版。趕快點擊下載Qt最新試用版吧>>

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對于Qt Quick，Qt 5.14中提供了新渲染架構的早期選擇加入預覽，Qt 5.15中進行了一些改進。隨著即將發布的Qt 6.0，讓我們看看自Qt 5.15以來發生了什么。這里不可能涵蓋Qt Quick圖形堆棧改進的每個細節，更不用說深入了解大量Qt Quick 3D功能了，其中許多功能是Qt 6.0中的新增功能或改進功能。相反，其目的僅僅是從今年晚些時候發布Qt 6.0時從圖形堆棧的角度給出預期的概述。

請注意，文檔鏈接引用了Qt 6快照文檔。這樣可以查看最新的C ++和QML API頁面，包括所有已更改的功能和新功能，但是內容也不是最終的。這些鏈接也可能在以后斷開。

QRhi改進

Qhi，Qt渲染硬件接口QRhi，當涉及3D API（例如OpenGL，Vulkan，Metal和Direct 3D）時，是Qt的內部圖形抽象。與5.15相比，6.0的主要改進是在此進行了許多拋光修復，最重要的是，進行了大量性能優化。雖然也使Qt Quick受益，但是當涉及到具有許多可渲染對象的復雜場景時，這些對于Qt Quick 3D尤為重要。

通過一些簡化，Qt 6.0圖形堆棧的主要層可以像這樣可視化：

Shader management

現在，Qt Shader Tools模塊是安裝程序中的可選模塊。對于應用程序來說，這可能是有意義的，因為這是提供qsb命令行工具（不要與qbs混淆）及其相關的CMake構建系統集成的模塊。此外，該模塊目前是Qt Quick 3D的必需依賴項。

Qt 6不再直接使用兼容OpenGL的GLSL源代碼片段。相反，所有著色器都是以Vulkan樣式的GLSL編寫的，然后被反射并翻譯為其他著色語言，最后打包為可序列化的QShader對象，QRhi可以使用該對象。Qt 6中的著色器準備管道如下：

在使用Qt Quick的QML應用程序中，每當使用ShaderEffect或將QSGMaterialShader子類化時，應用程序將需要以.qsb文件的形式提供烘焙的著色器包。這些是由qsb工具生成的。但是，這并不意味著開發人員必須直接開始使用新工具：通過CMake集成，可以通過qt6_add_shaders（）CMake函數輕松地在CMakeLists.txt中列出頂點，片段和計算著色器。調用qsb并將生成的.qsb文件打包到Qt資源系統中，然后由構建系統處理。

Direct OpenGL不再適用于Qt Quick

在Qt 5.14和5.15中，Qt Quick附帶了一個可選的基于QRhi的渲染路徑，可以通過設置環境變量QSG_RHI來啟用它。這樣就可以輕松地嘗試新堆棧，同時將經過戰役測試的傳統OpenGL直接代碼路徑保留為默認值。

在Qt 6.0中，所有此類開關均已消失。無法使用Qt Quick場景將渲染直接轉到OpenGL。相反，新的默認設置是Qt Quick場景圖的基于QRhi的渲染路徑。除了更改默認值外，與Qt 5.15相比，配置哪種QRhi后端以及使用哪種圖形API的方法幾乎沒有變化。

但是有一些影響，盡管許多應用程序不會注意到這些。如果一個應用程序既不使用著色器代碼（ShaderEffect，QSGMaterial），也不直接用OpenGL執行自己的渲染，那么它很有可能完全不需要遷移步驟。(至少不會因為圖形的原因)

直接使用OpenGL的應用程序

那么那些以某種方式直接使用OpenGL，而對其他圖形API的功能不感興趣的應用程序呢？例如，使用QQuickFramebufferObject，或者連接到QQuickWindow::beforeRendering()這樣的信號，在Qt Quick場景下或上面注入自己的OpenGL渲染的應用程序。這時，上面提到的setGraphicsApi()函數就會真正發揮作用：如果應用程序愿意，它可以隨時聲明它只想要OpenGL（或Vulkan，或Metal，或D3D），而不想要其他的。這樣就可以保證Qt Quick要使用相應的QRhi后端（否則會初始化失敗），所以應用程序可以放心地認為直接去使用OpenGL是安全的，因為Qt Quick最終也會通過OpenGL進行渲染。請注意，這并不能免除應用程序必須進行其他類型的移植步驟：例如，如果它另外使用ShaderEffect或創建自己的自定義材質，它仍然需要遷移到處理著色器和材質的新方法。

QSG*和QQuick* API變化
API的變化主要分為3類。這不會是一個詳盡的列表，而只是對一些重要變化的窺探。詳細的變化列表和移植指南預計將在Qt 6.0最終發布時提供。

• 不同的著色器和材質的方法。QSGMaterialShader得到了全面的改版(與現在被移除的QSGMaterialRhiShader在5.14和5.15中的功能多少有些匹配)。ShaderEffect不再允許內聯shader字符串。相反，vertexShader和fragmentShader屬性是URL，類似于Image.source和其他屬性。它們可以引用本地的.qsb文件，或者通過Qt資源系統（qrc）嵌入的.qsb文件。

• 從QQuickWindow、QSGTexture和其他地方刪除OpenGL的特定功能。像 GLuint textureId()、createTextureFromId(GLuint textureId, ...)、setRenderTarget(GLuint fboId)這樣的函數現在已經消失了，這一點也不奇怪。采用（包裝）一個現有的OpenGL紋理、Vulkan圖像、Metal紋理或D3D11紋理，或者訪問QSGTexture的底層原生紋理仍然是完全可能的，但現在是通過一組不同的API來完成的，比如QSGVulkanTexture和其他類似的類，其實例可以從QSGTexure中查詢。

  • 將應用程序自己的自定義渲染與Qt Quick渲染的圖形API整合在一起是完全支持的，不僅是OpenGL，還包括Vulkan、Metal和D3D11。然而由于它們的性質，其中一些API需要的不僅僅是連接到一個單一的信號，比如beforeRendering()或afterRendering()。例如，我們現在還有beforeRenderPassRecording()。更多細節和示例鏈接請參見scenegraph概述文檔中的相關章節。最后，可通過QSGRendererInterface查詢的本地圖形資源的數量已經擴展，現在也涵蓋了Vulkan、Metal和Direct 3D。

• 擴展了對將 Qt Quick 場景重定向到離屏渲染目標的支持。QQuickRenderControl 和相關的基礎架構得到了極大的增強。這不僅是為了能夠像在Qt 5中一樣使用OpenGL以外的圖形API（例如，在沒有屏幕窗口的情況下將Qt Quick場景渲染到Vulkan VkImage中），也是為了能夠與AR/VR框架和API（如OpenXR）集成（結合Vulkan、D3D11或OpenGL中的任何一種）。除了略微改變的QQuickRenderControl接口，我們現在還有一些輔助類來提高QQuickWindow的可配置性。QQuickRenderTarget、QQuickGraphicsDevice 和 QQuickGraphicsConfiguration。在需要更精細控制的場景中，這些都是必不可少的：當涉及到現有的渲染引擎時，與OpenXR等API的集成并不總是直接的，在實例、設備和其他圖形對象的創建、初始化和所有權方面，有很多潛在的雞肋問題。Qt Quick應該使用哪個Vulkan實例，還是應該在第一次初始化場景圖時創建一個新的實例？Qt Quick應該選擇哪個Vulkan物理設備或DXGI適配器，還是繼續使用默認的？除了Qt本身需要的之外，還應該啟用哪些VkDevice擴展？渲染的目標應該是什么2D圖像/貼圖，由誰來創建，何時創建？期待Qt 6.0能夠做好充分的準備，并在Qt 6.x系列的其他版本中為進一步探索AR/VR的世界提供基礎。

在ShaderEffect中處理著色器代碼的新方法

ShaderEffect中的著色器代碼新方法的綜合示例是經典Qt 5 Cinematic Experience演示的Qt 6端口。（GitHub存儲庫）此版本已移植到CMake，并與所有圖形API（包括所有著色器和粒子效果）完全兼容。

查看QML源代碼，例如，簾效果的代碼顯示確實刪除了所有內聯GLSL字符串。

取而代之的是，頂點著色器和片段著色器現在作為源文件中的普通文件存在，不再與應用程序可執行文件捆綁在一起。

現在，由構建系統和Qt Shader Tools來在構建時進行編譯，反映和轉換-著色器編譯錯誤的額外好處是變成了正確的構建錯誤，而不是模糊的運行時問題！-然后將生成的.qsb文件與應用程序捆綁在一起。這就是qt6_add_shaders（）函數在項目的CMakeLists.txt中實現的功能

新的場景圖示例

建議那些對某些較低級別主題感興趣的人，例如直接使用場景圖或將3D渲染代碼與其集成，請查看Qt附帶的場景圖示例的修訂列表，請參閱此處的“場景圖”部分。所有這些都已針對Qt 6.0進行了更新，而其中一些是全新的。

例如，專門介紹了“自定義材質”示例，重點關注如何實現使用其自身材質的自定義QQuickItem。

同樣值得注意的是圖形API特定示例，這些示例遵循Qt 5的openglunderqml示例，現在演示了如何使用Vulkan，Metal和Direct3D 11實現相同的功能。自然地，這些示例僅適用于所涉及的圖形API。查看它們的main（）函數將顯示它們都強制執行了相關的RHI后端。

其中一些方法比經典的底圖/疊加方法更進一步。例如，metaltextureimport和vulkantextureimport示例演示了如何向場景添加QQuickItem，該場景實際上是帶紋理的四邊形，并使用MTLTexture或VkImage進行紋理化，該MTLTexture或VkImage可以創建并渲染到Qt Quick Scenegraph的控件之外。

Qt Quick 3D不再支持Direct OpenGL

在Qt 5.15中，主要新聞是Qt Quick 3D的引入，使3D世界，3D模型和PBR材料成為Qt Quick世界的頭等公民。從許多方面講，這只是Qt 6.0即將發布的預覽。

雖然在Qt 5.15中仍與OpenGL綁定，但Qt 6.0附帶了Qt Quick 3D的新內部組件，現在基于QRhi的基礎結構。如文檔頁面所述，適用于Qt Quick的配置選項也隱式適用于Qt Quick 3D。例如，如果通過設置QSG_RHI_BACKEND = vulkan或使用等效的C ++ API將Qt Quick配置為使用Vulkan，則同樣適用于Qt Quick 3D。

與Qt中如何處理著色器的常規更新一致，自定義材質的概念在Qt 6.0中也經歷了重大轉變。現在，Qt Quick 3D材質系統有了一個全新的擴展，可以創建可編程的材質，其中網格的著色方式由應用程序提供的著色器代碼控制，該代碼以Vulkan兼容的GLSL代碼片段的形式提供，并通過Qt的標準如上所述的著色器管道，因此在運行時可與任何受支持的圖形API一起發揮功能，同時仍被引擎進行修改以執行所有預期的照明，陰影，遮擋和其他步驟，并將場景環境中的所有貢獻與應用程序提供的著色邏輯。

小部件呢？

 QRhi部分中的圖提到了Widgets，盡管乍一看它位于一個奇怪的位置，遠離QRhi和Qt Quick。這試圖表明什么？

通常，所有在Qt 5中工作的東西都可以在Qt 6中工作，但已過時和現在已刪除的功能除外，例如所有帶有QGL前綴的Qt 4時代類（最著名的是QGLWidget）。如果Qt 5應用程序將其自己的OpenGL內容渲染到QWindow中，或使用QOpenGLWidget，它將全部像以前一樣運行。（在最壞的情況下，需要執行一些非常小的遷移步驟，例如，由于QOpenGLWidget移至其自己的模塊openglwidgets而必須更新應用程序項目文件）。

QRhi或新的著色器管道目前在這里不起作用，至少在Qt 6.0中不起作用。小部件的呈現類似于Qt 5，而QOpenGLWindow或QOpenGLWidget中的OpenGL內容繼續直接使用OpenGL API。

QQuickWidget是Qt 6.0中一個有趣的混合體，它將要求應用程序使用OpenGL來強制實施。這是因為盡管Qt Quick可以與其他圖形API一起使用，但小部件（QOpenGLWidget和QQuickWidget所依賴）中的合成架構暫時仍繼續直接使用OpenGL。

一個值得注意的變化是ANGLE的刪除，這意味著ANGLE在Windows上不再與Qt捆綁在一起。除了以某種形式依賴于ANGLE在幕后將OpenGL ES轉換為Direct 3D的應用程序外，這不會影響絕大多數應用程序。根據依賴關系的性質和復雜性，此類應用程序應考慮適當地啟用OpenGL的功能，或考慮直接使用Direct 3D。對于基于Qt Quick和Qt Quick 3D的應用程序，實際上沒有問題可能不是問題，因為Direct3D 11現在是Qt 6中的一流渲染選項。

到此為止。還有更多的Qt 6圖形主題需要討論，但是希望我們上面提供的內容為Qt 6.0中的更改和新功能提供了一個很好的起點。預計在不久的將來會有更多的帖子，特別是在Qt Quick 3D的情況下。

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