Cocos2dx-3.x渲染架构解析
发表于2019-03-18
Cocos2dx的时代UI树便利和渲染是没有分开的，遍历UI树的时候就渲染。3dx版本为了分离了ui树的遍历和渲染，先遍历生成渲染命令发到渲染队列，之后遍历渲染命令队列开始渲染。这样做的好处是渲染命令可以重用，单独的渲染可以做优化例如自动批绘制。本篇首先介绍cocos2D-X 3.x版本的渲染结构，之后会深入OpenGL ES。
mainLoop
void DisplayLinkDirector::mainLoop()
｛
if (_purgeDirectorInNextLoop)
｛
//只有一种情况会调用到这里来，就是导演类调用end函数
_purgeDirectorInNextLoop = false;
//清除导演类
purgeDirector();
｝
else if (! _invalid)
｛
//绘制
drawScene();
//清除内存
PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->clear();
｝
｝
分析的起点是mainLoop函数，这是在主线程里面会调用的循环，其中drawScene函数进行绘制。那么就进一步来看drawScene函数。mainLoop实在opengl的ondrawframe调用过来的即平台每帧渲染会调用。
drawScene
void Director::drawScene()
｛
//计算间隔时间
calculateDeltaTime();
//如果间隔时间过小会被忽略
if(_deltaTime < FLT_EPSILON)｛ return;｝
//空函数，也许之后会有作用
if (_openGLView)
｛
_openGLView->pollInputEvents();
｝
//非暂停状态
if (! _paused)
｛
//scheduler更新 会使actionmanager更新和相关的schedule更新 引擎物理模拟都是在绘制之前做的
_scheduler->update(_deltaTime);
_eventDispatcher->dispatchEvent(_eventAfterUpdate);
｝
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
//切换下一场景，必须放在逻辑后绘制前，否则会出bug
if (_nextScene)
｛
setNextScene();
｝
kmGLPushMatrix();
//创建单位矩阵
kmMat4 identity;
kmMat4Identity(&identity);
//绘制场景
if (_runningScene)
｛
//递归的遍历scene中的每个node的visit生成渲染命令放入渲染队列
_runningScene->visit(_renderer, identity, false);
_eventDispatcher->dispatchEvent(_eventAfterVisit);
｝
//绘制观察节点，如果你需要在场景中设立观察节点，请调用摄像机的setNotificationNode函数
if (_notificationNode)
｛
_notificationNode->visit(_renderer, identity, false);//这是一个常驻节点
｝
//绘制屏幕左下角的状态
if (_displayStats)
｛
showStats();
｝
//渲染
_renderer->render();
//渲染后
_eventDispatcher->dispatchEvent(_eventAfterDraw);
kmGLPopMatrix();
_totalFrames++;
if (_openGLView)
｛
_openGLView->swapBuffers(); //交换缓冲区
｝
//计算绘制时间
if (_displayStats)
｛
calculateMPF();
｝
｝
其中和绘制相关的是visit的调用和render的调用，其中visit函数会调用节点的draw函数，在3.x之前的版本中draw函数就会直接调用绘制代码，3.x版本是在draw函数中生成将绘制命令放入到renderer队列中，然后renderer函数去进行真正的绘制，首先来看sprite的draw函数。
渲染命令
void Sprite::draw(Renderer *renderer, const kmMat4 &transform, bool transformUpdated)
｛
//检查是否超出边界，自动裁剪
_insideBounds = transformUpdated ? renderer->checkVisibility(transform, _contentSize) : _insideBounds;
if(_insideBounds)
｛
//初始化
_quadCommand.init(_globalZOrder, _texture->getName(), _shaderProgram, _blendFunc, &_quad, 1, transform);
renderer->addCommand(&_quadCommand);
//物理引擎相关绘制边界
if CC_SPRITE_DEBUG_DRAW
_customDebugDrawCommand.init(_globalZOrder);
//自定义函数
_customDebugDrawCommand.func = CC_CALLBACK_0(Sprite::drawDebugData, this);
renderer->addCommand(&_customDebugDrawCommand);
endif
｝
｝
这里面用了两种不同的绘制命令quadCommand初始化后就可以加入到绘制命令中，customDebugDrawCommand传入了一个回调函数，具体的命令种类会在后面介绍。其中自定义的customDebugDrawCommand命令在初始化的时候只传入了全局z轴坐标，因为它的绘制函数全部都在传入的回调函数里面，_quadCommand则需要传入全局z轴坐标，贴图名称，shader，混合，坐标点集合，坐标点集个数，变换。
Render
void Renderer::render()
｛
_isRendering = true;
if (_glViewAssigned)
｛
//清除
_drawnBatches = _drawnVertices = 0;
//排序
for (auto &renderqueue : _renderGroups)
｛
renderqueue.sort();
｝
//绘制
visitRenderQueue(_renderGroups[0]);
flush();
｝
clean();
_isRendering = false;
｝
Render类中的render函数进行真正的绘制，首先排序，再进行绘制，从列表中的第一个组开始绘制。在visitRenderQueue函数中可以看到五种不同类型的绘制命令类型，分别对应五个类，这五个类都继承自RenderCommand。
绘制命令
1.QUAD_COMMAND：
QuadCommand类绘制精灵等。所有绘制图片的命令都会调用到这里，处理这个类型命令的代码就是绘制贴图的openGL代码，
2.CUSTOM_COMMAND：
自定义绘制，自己定义绘制函数，在调用绘制时只需调用已经传进来的回调函数就可以，裁剪节点，绘制图形节点都采用这个绘制，把绘制函数定义在自己的类里。这种类型的绘制命令不会在处理命令的时候调用任何一句openGL代码，而是调用你写好并设置给func的绘制函数，并自己实现一个自定义的绘制。
3.BATCH_COMMAND：
批处理绘制，批处理精灵和粒子，其实它类似于自定义绘制，也不会再render函数中出现任何一句openGL函数，它调用一个固定的函数。
4.GROUP_COMMAND：
绘制组，一个节点包括两个以上绘制命令的时候，把这个绘制命令存储到另外一个renderGroups中的元素中，并把这个元素的指针作为一个节点存储到renderGroups[0]中。
render流程
void Renderer::addCommand(RenderCommand* command)
｛
//获得栈顶的索引
int renderQueue =_commandGroupStack.top();
//调用真正的addCommand
addCommand(command, renderQueue);
｝
void Renderer::addCommand(RenderCommand* command, int renderQueue)
｛
//将命令加入到数组中
_renderGroups[renderQueue].push_back(command);
｝
addCommand它是获得需要把命令加入到renderGroups位置中的索引，这个索引是从commandGroupStack获得的，commandGroupStack是个栈，当我们创建一个GROUP_COMMAND时，需要调用pushGroup函数，它是把当前这个命令在_renderGroups的索引位置压到栈顶，当addCommand时，调用top，获得这个位置
groupCommand.init(globalZOrder); renderer->addCommand(&_groupCommand); renderer->pushGroup(_groupCommand.getRenderQueueID());
GROUP_COMMAND一般用于绘制的节点有一个以上的绘制命 令，把这些命令组织在一起，无需排定它们之间的顺序，他们作为一个整体被调用，所以一定要记住，栈是push，pop对应的，关于这个节点的所有的绘制命令被添加完成后，请调用pop，将这个值从栈顶弹出，否则后面的命令也会被添加到这里。
为什么调用的起始只需调用为什么只是0，其他的呢？
visitRenderQueue(_renderGroups[0]);
它们会在处理GROUP_COMMAND被调用
else if(RenderCommand::Type::GROUP_COMMAND == commandType) ｛
flush();
int renderQueueID = ((GroupCommand*) command)->getRenderQueueID();
visitRenderQueue(_renderGroups[renderQueueID]);
｝
以上就是3.x渲染架构的全部内容，希望大家看完以后，能加深对其认识。