在Qt中配置TBB以及简单实用

最近本人在写离线光线追踪渲染器，但是Qt::QtConcurrent的功能有限，所以就尝试使用了一下，顺便分享一些经验。
TBB里面的parallel_for非常适合光线追踪渲染器，而QtConcurrent没有这个函数

平台

Qt:Qt 5.9.4 MSVC x64
TBB:Threading Building Blocks 2018 Update 5
CPU:inter i7-3630QM

配置TBB

首先去https://www.threadingbuildingblocks.org/下载TBB，之后会链接到github：https://github.com/01org/tbb/releases。选择对应平台下载。

文件说明

bin：里面的ia32与inter64文件夹分别放着x32与x64的dll文件。虽然网上的教程（配置VS）有所以设置path环境变量与启动路径里设置tbbvars.bat。但是QtCreator貌似做不到这些。

include：c++头文件

lib：里面的ia32与inter64文件夹分别放着x32与x64的lib文件

配置过程

添加库文件：在Qt项目栏中（显示所有工程文件的那栏）的工程图标中右键-添加库-外部库，选择库文件（tbb.lib）。之后在pro文件中将debug模式的文件名从-ltbbd改成-ltbb_debug。
添加头文件：在pro中加入INCLUDEPATH += $$PWD/XXXX/include，也就是tbb里的include文件夹路径。
执行QMake
将bin里对应平台的文件放到生成程序的目录下，即完成所有配置工作。
我的配置
这里我直接新建了一个名为“tbb”的文件夹放在工程目录里了。

INCLUDEPATH += $$PWD/tbb/include

win32:CONFIG(release, debug|release): LIBS += -L$$PWD/tbb/lib/intel64/vc14/ -ltbb
else:win32:CONFIG(debug, debug|release): LIBS += -L$$PWD/tbb/lib/intel64/vc14/ -ltbb_debug

INCLUDEPATH += $$PWD/tbb/lib/intel64/vc14
DEPENDPATH += $$PWD/tbb/lib/intel64/vc14

需要注意的细节

tbb的任务组会使Qt的信号槽不正常，此时把任务组换成QtConcurrent::run，信号槽正常运行。

task_group g;
g.run(
//QtConcurrent::run(
[this](){
    Point2D sp;//采样点坐标
    Point2D pp;//pixel上的采样点
    int nx = setting->imageWidth;
    int ny =  setting->imageHeight;
    int allPixelNum=nx*ny;
    int currentPixelNum=0;

    Vector3D lower_left_corner(-2.0, -1.0, -1.0);
    Vector3D horizontal(4.0, 0.0, 0.0);
    Vector3D vertical(0.0, 2.0, 0.0);
    Point3D origin(0.0, 0.0, 0.0);

    tbb::parallel_for( tbb::blocked_range2d<int>(0, nx, 1, 0, ny, 1),
    [&](const tbb::blocked_range2d<int>& r)
    {
        for( int i=r.rows().begin(); i!=r.rows().end(); ++i ){
            for( int j=r.cols().begin(); j!=r.cols().end(); ++j ) {
                RGBColor pixelColor;
                Ray ray;
                for(int k=0;k<setting->numSamples;k++){
                    sp=setting->samplerPtr->sampleUnitSquare();
                    float u = float(i+sp.x) / float(nx);
                    float v = float(j+sp.y) / float(ny);
                    ray.origin=origin;
                    ray.direction=lower_left_corner+u*horizontal+v*vertical;

                    pixelColor+= tracer_ptr->trace_ray(ray);
                }
                pixelColor/=setting->numSamples;
                currentPixelNum++;

                emit pixelComplete(i,j,currentPixelNum*100/allPixelNum,QColor( int(255.99*pixelColor.r), int(255.99*pixelColor.g), int(255.99*pixelColor.b)));
            }
        }
    });
    g.wait();
    emit renderComplete();});
}

以上代码是在渲染完一个像素后通过信号槽传递到GUI上，更新结果显示，这样做很可能会降低渲染的效率（因为信号槽的机制，这也是Qt的网络库不行的原因之一）。不过渲染每像素时间超过一定量的时候，这种损耗也可以忽略不计（1min以内渲染1024*1024这种明显会降低渲染效率）。

不过因为本人的渲染（测试）的时间不会超过10min，而且可以通过渲染经过时间与像素总数的比值来调整GUI线程更新渲染结果的间隔，从而解决因长时间渲染（30Min以上），GUI线程的无效更新而造成的损耗。

在Qt中配置TBB以及简单实用

平台

配置TBB

文件说明

配置过程

需要注意的细节

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