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Qt是一个跨平台框架，通常用作图形工具包，它不仅创建CLI应用程序中非常有用。而且它也可以在三种主要的台式机操作系统以及移动操作系统（如Symbian，Nokia Belle，Meego Harmattan，MeeGo或BB10）以及嵌入式设备，Android（Necessitas）和iOS的端口上运行。现在我们为你提供了免费的试用版。赶快点击下载Qt最新试用版吧>>

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对于Qt Quick，Qt 5.14中提供了新渲染架构的早期选择加入预览，Qt 5.15中进行了一些改进。随着即将发布的Qt 6.0，让我们看看自Qt 5.15以来发生了什么。这里不可能涵盖Qt Quick图形堆栈改进的每个细节，更不用说深入了解大量Qt Quick 3D功能了，其中许多功能是Qt 6.0中的新增功能或改进功能。相反，其目的仅仅是从今年晚些时候发布Qt 6.0时从图形堆栈的角度给出预期的概述。

请注意，文档链接引用了Qt 6快照文档。这样可以查看最新的C ++和QML API页面，包括所有已更改的功能和新功能，但是内容也不是最终的。这些链接也可能在以后断开。

QRhi改进

Qhi，Qt渲染硬件接口QRhi，当涉及3D API（例如OpenGL，Vulkan，Metal和Direct 3D）时，是Qt的内部图形抽象。与5.15相比，6.0的主要改进是在此进行了许多抛光修复，最重要的是，进行了大量性能优化。虽然也使Qt Quick受益，但是当涉及到具有许多可渲染对象的复杂场景时，这些对于Qt Quick 3D尤为重要。

通过一些简化，Qt 6.0图形堆栈的主要层可以像这样可视化：

Shader management

现在，Qt Shader Tools模块是安装程序中的可选模块。对于应用程序来说，这可能是有意义的，因为这是提供qsb命令行工具（不要与qbs混淆）及其相关的CMake构建系统集成的模块。此外，该模块目前是Qt Quick 3D的必需依赖项。

Qt 6不再直接使用兼容OpenGL的GLSL源代码片段。相反，所有着色器都是以Vulkan样式的GLSL编写的，然后被反射并翻译为其他着色语言，最后打包为可序列化的QShader对象，QRhi可以使用该对象。Qt 6中的着色器准备管道如下：

在使用Qt Quick的QML应用程序中，每当使用ShaderEffect或将QSGMaterialShader子类化时，应用程序将需要以.qsb文件的形式提供烘焙的着色器包。这些是由qsb工具生成的。但是，这并不意味着开发人员必须直接开始使用新工具：通过CMake集成，可以通过qt6_add_shaders（）CMake函数轻松地在CMakeLists.txt中列出顶点，片段和计算着色器。调用qsb并将生成的.qsb文件打包到Qt资源系统中，然后由构建系统处理。

Direct OpenGL不再适用于Qt Quick

在Qt 5.14和5.15中，Qt Quick附带了一个可选的基于QRhi的渲染路径，可以通过设置环境变量QSG_RHI来启用它。这样就可以轻松地尝试新堆栈，同时将经过战役测试的传统OpenGL直接代码路径保留为默认值。

在Qt 6.0中，所有此类开关均已消失。无法使用Qt Quick场景将渲染直接转到OpenGL。相反，新的默认设置是Qt Quick场景图的基于QRhi的渲染路径。除了更改默认值外，与Qt 5.15相比，配置哪种QRhi后端以及使用哪种图形API的方法几乎没有变化。

但是有一些影响，尽管许多应用程序不会注意到这些。如果一个应用程序既不使用着色器代码（ShaderEffect，QSGMaterial），也不直接用OpenGL执行自己的渲染，那么它很有可能完全不需要迁移步骤。(至少不会因为图形的原因)

直接使用OpenGL的应用程序

那么那些以某种方式直接使用OpenGL，而对其他图形API的功能不感兴趣的应用程序呢？例如，使用QQuickFramebufferObject，或者连接到QQuickWindow::beforeRendering()这样的信号，在Qt Quick场景下或上面注入自己的OpenGL渲染的应用程序。这时，上面提到的setGraphicsApi()函数就会真正发挥作用：如果应用程序愿意，它可以随时声明它只想要OpenGL（或Vulkan，或Metal，或D3D），而不想要其他的。这样就可以保证Qt Quick要使用相应的QRhi后端（否则会初始化失败），所以应用程序可以放心地认为直接去使用OpenGL是安全的，因为Qt Quick最终也会通过OpenGL进行渲染。请注意，这并不能免除应用程序必须进行其他类型的移植步骤：例如，如果它另外使用ShaderEffect或创建自己的自定义材质，它仍然需要迁移到处理着色器和材质的新方法。

QSG*和QQuick* API变化
API的变化主要分为3类。这不会是一个详尽的列表，而只是对一些重要变化的窥探。详细的变化列表和移植指南预计将在Qt 6.0最终发布时提供。

• 不同的着色器和材质的方法。QSGMaterialShader得到了全面的改版(与现在被移除的QSGMaterialRhiShader在5.14和5.15中的功能多少有些匹配)。ShaderEffect不再允许内联shader字符串。相反，vertexShader和fragmentShader属性是URL，类似于Image.source和其他属性。它们可以引用本地的.qsb文件，或者通过Qt资源系统（qrc）嵌入的.qsb文件。

• 从QQuickWindow、QSGTexture和其他地方删除OpenGL的特定功能。像 GLuint textureId()、createTextureFromId(GLuint textureId, ...)、setRenderTarget(GLuint fboId)这样的函数现在已经消失了，这一点也不奇怪。采用（包装）一个现有的OpenGL纹理、Vulkan图像、Metal纹理或D3D11纹理，或者访问QSGTexture的底层原生纹理仍然是完全可能的，但现在是通过一组不同的API来完成的，比如QSGVulkanTexture和其他类似的类，其实例可以从QSGTexure中查询。

  • 将应用程序自己的自定义渲染与Qt Quick渲染的图形API整合在一起是完全支持的，不仅是OpenGL，还包括Vulkan、Metal和D3D11。然而由于它们的性质，其中一些API需要的不仅仅是连接到一个单一的信号，比如beforeRendering()或afterRendering()。例如，我们现在还有beforeRenderPassRecording()。更多细节和示例链接请参见scenegraph概述文档中的相关章节。最后，可通过QSGRendererInterface查询的本地图形资源的数量已经扩展，现在也涵盖了Vulkan、Metal和Direct 3D。

• 扩展了对将 Qt Quick 场景重定向到离屏渲染目标的支持。QQuickRenderControl 和相关的基础架构得到了极大的增强。这不仅是为了能够像在Qt 5中一样使用OpenGL以外的图形API（例如，在没有屏幕窗口的情况下将Qt Quick场景渲染到Vulkan VkImage中），也是为了能够与AR/VR框架和API（如OpenXR）集成（结合Vulkan、D3D11或OpenGL中的任何一种）。除了略微改变的QQuickRenderControl接口，我们现在还有一些辅助类来提高QQuickWindow的可配置性。QQuickRenderTarget、QQuickGraphicsDevice 和 QQuickGraphicsConfiguration。在需要更精细控制的场景中，这些都是必不可少的：当涉及到现有的渲染引擎时，与OpenXR等API的集成并不总是直接的，在实例、设备和其他图形对象的创建、初始化和所有权方面，有很多潜在的鸡肋问题。Qt Quick应该使用哪个Vulkan实例，还是应该在第一次初始化场景图时创建一个新的实例？Qt Quick应该选择哪个Vulkan物理设备或DXGI适配器，还是继续使用默认的？除了Qt本身需要的之外，还应该启用哪些VkDevice扩展？渲染的目标应该是什么2D图像/贴图，由谁来创建，何时创建？期待Qt 6.0能够做好充分的准备，并在Qt 6.x系列的其他版本中为进一步探索AR/VR的世界提供基础。

在ShaderEffect中处理着色器代码的新方法

ShaderEffect中的着色器代码新方法的综合示例是经典Qt 5 Cinematic Experience演示的Qt 6端口。（GitHub存储库）此版本已移植到CMake，并与所有图形API（包括所有着色器和粒子效果）完全兼容。

查看QML源代码，例如，帘效果的代码显示确实删除了所有内联GLSL字符串。

取而代之的是，顶点着色器和片段着色器现在作为源文件中的普通文件存在，不再与应用程序可执行文件捆绑在一起。

现在，由构建系统和Qt Shader Tools来在构建时进行编译，反映和转换-着色器编译错误的额外好处是变成了正确的构建错误，而不是模糊的运行时问题！-然后将生成的.qsb文件与应用程序捆绑在一起。这就是qt6_add_shaders（）函数在项目的CMakeLists.txt中实现的功能

新的场景图示例

建议那些对某些较低级别主题感兴趣的人，例如直接使用场景图或将3D渲染代码与其集成，请查看Qt附带的场景图示例的修订列表，请参阅此处的“场景图”部分。所有这些都已针对Qt 6.0进行了更新，而其中一些是全新的。

例如，专门介绍了“自定义材质”示例，重点关注如何实现使用其自身材质的自定义QQuickItem。

同样值得注意的是图形API特定示例，这些示例遵循Qt 5的openglunderqml示例，现在演示了如何使用Vulkan，Metal和Direct3D 11实现相同的功能。自然地，这些示例仅适用于所涉及的图形API。查看它们的main（）函数将显示它们都强制执行了相关的RHI后端。

其中一些方法比经典的底图/叠加方法更进一步。例如，metaltextureimport和vulkantextureimport示例演示了如何向场景添加QQuickItem，该场景实际上是带纹理的四边形，并使用MTLTexture或VkImage进行纹理化，该MTLTexture或VkImage可以创建并渲染到Qt Quick Scenegraph的控件之外。

Qt Quick 3D不再支持Direct OpenGL

在Qt 5.15中，主要新闻是Qt Quick 3D的引入，使3D世界，3D模型和PBR材料成为Qt Quick世界的头等公民。从许多方面讲，这只是Qt 6.0即将发布的预览。

虽然在Qt 5.15中仍与OpenGL绑定，但Qt 6.0附带了Qt Quick 3D的新内部组件，现在基于QRhi的基础结构。如文档页面所述，适用于Qt Quick的配置选项也隐式适用于Qt Quick 3D。例如，如果通过设置QSG_RHI_BACKEND = vulkan或使用等效的C ++ API将Qt Quick配置为使用Vulkan，则同样适用于Qt Quick 3D。

与Qt中如何处理着色器的常规更新一致，自定义材质的概念在Qt 6.0中也经历了重大转变。现在，Qt Quick 3D材质系统有了一个全新的扩展，可以创建可编程的材质，其中网格的着色方式由应用程序提供的着色器代码控制，该代码以Vulkan兼容的GLSL代码片段的形式提供，并通过Qt的标准如上所述的着色器管道，因此在运行时可与任何受支持的图形API一起发挥功能，同时仍被引擎进行修改以执行所有预期的照明，阴影，遮挡和其他步骤，并将场景环境中的所有贡献与应用程序提供的着色逻辑。

小部件呢？

QRhi部分中的图提到了Widgets，尽管乍一看它位于一个奇怪的位置，远离QRhi和Qt Quick。这试图表明什么？

通常，所有在Qt 5中工作的东西都可以在Qt 6中工作，但已过时和现在已删除的功能除外，例如所有带有QGL前缀的Qt 4时代类（最著名的是QGLWidget）。如果Qt 5应用程序将其自己的OpenGL内容渲染到QWindow中，或使用QOpenGLWidget，它将全部像以前一样运行。（在最坏的情况下，需要执行一些非常小的迁移步骤，例如，由于QOpenGLWidget移至其自己的模块openglwidgets而必须更新应用程序项目文件）。

QRhi或新的着色器管道目前在这里不起作用，至少在Qt 6.0中不起作用。小部件的呈现类似于Qt 5，而QOpenGLWindow或QOpenGLWidget中的OpenGL内容继续直接使用OpenGL API。

QQuickWidget是Qt 6.0中一个有趣的混合体，它将要求应用程序使用OpenGL来强制实施。这是因为尽管Qt Quick可以与其他图形API一起使用，但小部件（QOpenGLWidget和QQuickWidget所依赖）中的合成架构暂时仍继续直接使用OpenGL。

一个值得注意的变化是ANGLE的删除，这意味着ANGLE在Windows上不再与Qt捆绑在一起。除了以某种形式依赖于ANGLE在幕后将OpenGL ES转换为Direct 3D的应用程序外，这不会影响绝大多数应用程序。根据依赖关系的性质和复杂性，此类应用程序应考虑适当地启用OpenGL的功能，或考虑直接使用Direct 3D。对于基于Qt Quick和Qt Quick 3D的应用程序，实际上没有问题可能不是问题，因为Direct3D 11现在是Qt 6中的一流渲染选项。

到此为止。还有更多的Qt 6图形主题需要讨论，但是希望我们上面提供的内容为Qt 6.0中的更改和新功能提供了一个很好的起点。预计在不久的将来会有更多的帖子，特别是在Qt Quick 3D的情况下。

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