5.1 KiB
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动态渲染后端拆分计划
目标
将当前强绑定 OpenGL 的渲染实现拆成可动态加载的后端库,使主程序只依赖一个轻量适配器:
- OpenGL 后端封装到私有动态库。
- Vulkan 后端封装到独立动态库。
- 后端库内部继续使用 C++ 实现。
- 后端库对外只导出 C ABI。
- C ABI 使用不透明 handle 表示 C++ 对象。
- 每个 C 函数对应一个后端类成员函数。
- 构造函数导出为特殊 create 函数,析构函数导出为特殊 destroy 函数。
- 主程序适配器构造时按配置显式加载后端库并调用 create/init,析构时调用 destroy 并卸载库。
命名约束
用户期望后端名为 libgl.so 和 libvulkan.so。Linux 系统上 libGL.so/libgl.so 容易和系统 OpenGL loader 混淆,因此工程实现应优先使用私有库名或私有目录,例如:
liboakgl.soliboakvulkan.so- 或
render_backends/libgl.so、render_backends/libvulkan.so
适配器只从 Oak 私有后端目录查找,避免加载到系统图形库。
阶段 1:OpenGL 动态后端骨架
- 新增稳定 C ABI 头:
app/render/backend/renderbackend_c.h。 - 新增
DynamicRenderer适配器,继承现有Renderer,内部用QLibrary加载后端。 - 将现有
OpenGLRenderer包装成 OpenGL 后端导出函数。 RenderManager按GraphicsBackend选择加载 OpenGL 或 Vulkan 后端。- 在 Vulkan 后端未实现前,请求 Vulkan 时加载占位后端或回退 OpenGL,并记录明确 warning。
阶段 2:两层适配器 ABI
本计划不是把 OpenGL 代码用 C 重写。动态库一侧继续保留现有 C++ OpenGLRenderer/未来 VulkanRenderer 实现,只在导出边界增加一层 C wrapper;主程序和渲染进程一侧再用 DynamicRenderer 把 C 函数封回 C++ Renderer 接口。
第一阶段 C ABI 可以用 void * 承载现有 C++ 对象指针,例如 QVariant、VideoParams、ShaderCode、Texture、AcceleratedJob。C 函数内部只做类型转换并调用对应 C++ 成员函数。这样两侧代码都不用大改,但有一个前提:后端库和主程序必须用同一套头文件、编译器 ABI 和 Qt/FFmpeg/OpenFX 依赖构建。
长期要把 ABI 稳定下来时,再逐步引入更明确的 C 结构,避免跨库暴露 Qt/C++ 类型:
- texture handle:
OakBackendTextureHandle - shader handle:
OakBackendShaderHandle - video params C struct:宽、高、depth、pixel format、channel count、linesize
- shader code C struct:vertex/fragment 字符串
- blit job C struct:输入 texture handle、uniform 数组、输出 texture handle
- readback/upload 使用裸指针和 stride
这一步是 ABI 稳定化,不是把后端内部实现改成 C。
阶段 2.5:最小化 OpenGL 后端链接边界
当前工程大量代码和静态依赖被编译进 libolive-editor object 库。直接把整个 object 库塞进 liboakgl.so 会带来两个问题:
- 非 PIC 静态依赖会阻塞共享库链接,例如
KDDockWidgets。 - 主程序和后端库会复制全局状态,增加配置、cache、单例和 Qt meta-object 的一致性风险。
因此动态后端接管默认 renderer 前,需要把 OpenGL 后端库的链接边界收敛到最小集合:
- 后端库只拥有 OpenGL/Vulkan native 操作和必要的后端私有状态。
- 主程序侧保留项目、节点、任务、cache、OpenFX host 等 editor 状态。
- 如果某个后端函数需要主程序创建
Texture或访问 cache,用 C callback table 从后端回调主程序,而不是把完整 editor 链进后端库。 OAK_ENABLE_DYNAMIC_RENDER_BACKEND打开前必须完成最小链接边界拆分并通过 CI。
阶段 3:Vulkan 后端
- 新增 Vulkan 后端库。
- 实现 Vulkan instance/device/swapchain 或 offscreen image 管理。
- 实现 texture 创建、上传、下载、shader 编译/缓存、blit、clear、flush。
- 提供 OpenGL 辅助格式转换函数的 Vulkan 替代版本。
- 确认 CPU readback、proxy preview、scope、thumbnail/cache 输出一致。
阶段 4:Viewer 双后端
- 当前 viewer display 基于 OpenGL widget 和 GL texture id。
- 新增 backend-neutral viewer path。
- OpenGL 使用现有
QOpenGLWidget/QOpenGLWindow。 - Vulkan 使用
QVulkanWindow或 Qt RHI/QRhi 显示路径。 - Viewer 只消费后端 texture handle 或 readback frame,不直接假设 GL texture id。
阶段 5:OpenFX 处理边界
- OpenFX 插件 OpenGL 渲染路径保留 OpenGL 依赖,不强行改写。
- 格式转换、readback、upload 等辅助函数移入后端库。
- Vulkan 后端提供等价辅助函数。
- 如果某个 OFX 插件必须走 OpenGL,则在 Vulkan 项目里明确使用 OpenGL 兼容路径或回退。
完成标准
- 主程序不直接 new
OpenGLRenderer作为默认渲染路径,而是通过动态后端适配器创建。 - OpenGL 后端库可单独构建、加载、初始化、销毁。
- 用户能在配置中选择 OpenGL/Vulkan。
- Vulkan 未实现完整 renderer 前,请求 Vulkan 不崩溃,并有明确回退。
- 手工测试计划覆盖 OpenGL/Vulkan 选择、重启持久化、回退、viewer、proxy、scope、导出。