为什么我的简单Python GTK+Cairo程序运行如此缓慢/卡顿？

Question

我的程序在窗口上画了移动的圆圈。我觉得我可能漏掉了一些基本的gtk/cairo概念，因为它运行起来似乎太慢了，或者说有点卡顿。有没有什么建议？谢谢大家的帮助！

#!/usr/bin/python

import gtk
import gtk.gdk as gdk
import math
import random
import gobject

# The number of circles and the window size.
num = 128
size = 512

# Initialize circle coordinates and velocities.
x = []
y = []
xv = []
yv = []
for i in range(num):
    x.append(random.randint(0, size))
    y.append(random.randint(0, size))
    xv.append(random.randint(-4, 4))
    yv.append(random.randint(-4, 4))


# Draw the circles and update their positions.
def expose(*args):
    cr = darea.window.cairo_create()
    cr.set_line_width(4)
    for i in range(num):
        cr.set_source_rgb(1, 0, 0)
        cr.arc(x[i], y[i], 8, 0, 2 * math.pi)
        cr.stroke_preserve()
        cr.set_source_rgb(1, 1, 1)
        cr.fill()
        x[i] += xv[i]
        y[i] += yv[i]
        if x[i] > size or x[i] < 0:
            xv[i] = -xv[i]
        if y[i] > size or y[i] < 0:
            yv[i] = -yv[i]


# Self-evident?
def timeout():
    darea.queue_draw()
    return True


# Initialize the window.
window = gtk.Window()
window.resize(size, size)
window.connect("destroy", gtk.main_quit)
darea = gtk.DrawingArea()
darea.connect("expose-event", expose)
window.add(darea)
window.show_all()


# Self-evident?
gobject.idle_add(timeout)
gtk.main()

Answer 1

我在用C#写程序的时候也遇到了同样的问题。在你离开Expose事件之前，试着写一下cr.dispose()。

Answer 2

我觉得你的代码没有什么根本性的问题。为了更好地找出问题，我尝试了一种不同的方法，这种方法可能会稍微快一点，但差别几乎可以忽略不计：

class Area(gtk.DrawingArea):
    def do_expose_event(self, event):
        cr = self.window.cairo_create()

        # Restrict Cairo to the exposed area; avoid extra work
        cr.rectangle(event.area.x,
                     event.area.y,
                     event.area.width,
                     event.area.height)
        cr.clip()

        cr.set_line_width(4)
        for i in range(num):
            cr.set_source_rgb(1, 0, 0)
            cr.arc(x[i], y[i], 8, 0, 2 * math.pi)
            cr.stroke_preserve()
            cr.set_source_rgb(1, 1, 1)
            cr.fill()
            x[i] += xv[i]
            y[i] += yv[i]
            if x[i] > size or x[i] < 0:
                xv[i] = -xv[i]
            if y[i] > size or y[i] < 0:
                yv[i] = -yv[i]
        self.queue_draw()

gobject.type_register(Area)

# Initialize the window.
window = gtk.Window()
window.resize(size, size)
window.connect("destroy", gtk.main_quit)
darea = Area()
window.add(darea)
window.show_all()

另外，用一个简单的替代方法来覆盖DrawingArea.draw()也没有太大区别。

我建议你可以试试Cairo的邮件列表，或者看看Clutter或者pygame，这些工具可以帮助你在屏幕上绘制大量的项目。

Answer 3

其中一个问题是，你一直在重复绘制同样的基本对象。我不太确定GTK+的缓冲行为，但要记住，在Python中，基本的函数调用是有成本的。我在你的程序中添加了一个帧计数器，结果我用你的代码最多只能达到30帧每秒。

你可以做几件事情，比如在实际调用任何填充或描边方法之前，先组合更大的路径（也就是说，把所有的弧线放在一次调用中）。另一个更快的解决方案是把你的球体组合在一个屏幕外的缓冲区中，然后再把它反复绘制到屏幕上：

def create_basic_image():
    img = cairo.ImageSurface(cairo.FORMAT_ARGB32, 24, 24)
    c = cairo.Context(img)
    c.set_line_width(4)
    c.arc(12, 12, 8, 0, 2 * math.pi)
    c.set_source_rgb(1, 0, 0)
    c.stroke_preserve()
    c.set_source_rgb(1, 1, 1)
    c.fill()
    return img

def expose(sender, event, img):
    cr = darea.window.cairo_create()
    for i in range(num):
        cr.set_source_surface(img, x[i], y[i])        
        cr.paint()
        ... # your update code here

...
darea.connect("expose-event", expose, create_basic_image())

在我的机器上，这样可以达到大约273帧每秒。因此，你应该考虑使用 gobject.timeout_add，而不是 idle_add。