如何在 Linux 中查詢 Vsync 相位

Question

我需要創建一個 C++ 函數，它將返回到下一個 Vsync 間隔的秒數作為浮點值。

為什么？

我正在創建顯示跟隨鼠標光標的矩形的程序。 表面上，OpenGL 在 glXSwapBuffers 函數中提供了一個 vsync 機制，但我發現這是不可靠的。 使用某些卡驅動程序，您可以獲得 vsync； 與其他人你不。 在某些情況下，您會獲得 vsync，但也會獲得額外的 2 幀延遲。

但這不是 OpenGL 中的錯誤。 規范故意含糊其辭：“后台緩沖區的內容然后變得未定義。更新通常發生在監視器的垂直回溯期間，而不是在調用 glXSwapBuffers 之后立即發生。” 關鍵詞是“通常”......基本上 glXSwapBuffers 不承諾蹲下 wrt vsync。 去圖。

在我目前解決這個基本問題的嘗試中，我目前猜測初始垂直同步時間，然后假設相位等於經過時間 MOD 1/(59.85Hz)，這似乎與我當前的顯示器同步。 但這並不奏效，因為我實際上並不了解初始階段。 所以我得到一滴眼淚。 至少它不會四處走動。 但我真正需要的是以某種方式測量當前的 vsync 相位。

不，我不想依賴一些 OpenGL 調用來為我做一個 vsync。 由於規范中的含糊不清，這使得 OpenGL 實現可以隨心所欲地增加延遲。

不，我不想依賴某些 SGI 擴展或其他一些必須安裝才能使其工作的東西。 這是圖形 101。Vsync。 只需要一種查詢其狀態的方法。 一些內置的、總是安裝的 API 必須有這個。

也許我可以創建一個以某種方式等待 Vsync 的輔助線程，並記錄發生這種情況的時間？ 但請注意以下順序：

#include <sys/ioctl.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/ioctl.h>
#include <linux/fb.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
  int fb = open("/dev/fb0", O_RDWR);
  assert(fb != -1);
  int zero = 0;
  if (ioctl(fb, FBIO_WAITFORVSYNC, &zero) == -1)
    printf("fb ioctl failed: %s\n", strerror(errno));
}

在 Debian 中不起作用。 結果：

% ./a.out
fb ioctl failed: Inappropriate ioctl for device
% ls -l /dev/fb0
crw-rw-rw- 1 root video 29, 0 Sep  1 20:52 /dev/fb0

必須有某種方法可以從設備或其他一些 OpenGL 調用中讀取相位。 OpenGL 是圖形的重點。 Vsync 是圖形 101。

請幫忙。

Answer 1

當您在 Linux 內核源代碼中搜索FBIO_WAITFORVSYNC時，您可以看到，它僅適用於少數顯卡，而不適用於所有顯卡。

因此，如果您碰巧擁有許多其他卡中的一張，則會收到“設備的 ioctl 不合適”，這僅意味着未針對此顯卡驅動程序實現。

也許如何在 Xlib 應用程序中等待 VSYNC？ 給你一些正確方向的提示。

Answer 2

一個比放棄更好的解決方案的概述：

1. 在 digi-key 上搜索輸出同步信號的 MAX 芯片。

2. 安裝 RS232 卡。

3. 將同步信號連接到 RS232 上的握手線。

4. 使用適用於任何 Linux 的標准 termios API。

5. 將驚人的產品裝入陶瓷環氧樹脂塊中，售價 500 美元。

Answer 3

這是圖形 101。Vsync。 只需要一種查詢其狀態的方法。 一些內置的、總是安裝的 API 必須有這個。

不，“必須”沒有辦法做到這一點。 至少，不是任何暴露給你的東西。 當然不是任何跨平台的東西。

畢竟，您不擁有屏幕。 系統擁有屏幕； 您只是租用了其中的一部分，因此受制於系統。 系統處理vsync； 你的工作是填寫顯示在那里的圖像。

考慮一下 Vulkan，它的級別與您現在將要獲得的級別一樣低，而實際上不是圖形驅動程序。 它的 WSI 接口經過明確設計，以避免允許您執行諸如“等到下一次 vsync”之類的操作。

它的演示系統確實提供了多種模式，但唯一需要實現支持的是 FIFO：嚴格的 vsync，但沒有撕裂。 當然，Vulkan 的 WSI 至少允許您選擇所需的圖像緩沖量。 但是，如果您僅將 FIFO 與雙緩沖區一起使用，並且您遲遲沒有提供該圖像，那么您的交換將在下一次 vsync 之前不可見。

Answer 4

一個簡短的回答是：當視頻緩沖很昂貴時，vsync 曾經在計算機上流行。 如今，隨着雙緩沖動畫的普遍使用，它變得不那么重要了。 在使用 Windowing 系統之前，我曾經從 IBM-PC 上的顯卡訪問 vsync，即使現在也不會介意獲得 VSYNC。 使用雙緩沖，您仍然有可能在將緩沖區寫入視頻內存時發生光柵掃描的風險，因此同步它會很好。 但是，通過雙緩沖，您將消除直接視頻繪制中的許多“閃光”效果和其他偽影，因為您正在執行線性 blt 而不是單個像素操作。

也有可能（如前一張海報所暗示的）兩個緩沖區都存在於視頻內存中的事實，以及顯示管理器可以仔細管理屏幕上的 blts（合成）的想法都可以渲染不存在的效果。

我現在如何處理？ 我保留了一個幀計時器，例如每秒 30 次，用於翻轉緩沖區。 它與顯卡上的實際幀時間並不特別同步。