Cocos2d-x 学习笔记(25) 渲染 绘制 Render

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1. 从步调入口到渲染方法

一个Cocos2d-x项目流程中，在每一帧举行一次渲染，渲染的时机是在调度器update方法实行之后。所渲染的是当前的场景_runningScene，当前场景实行Scene::render()方法举行渲染。

在场景的渲染方法Scene::render()中，对UI树举行中序遍历，遍历到的元素实行其draw方法。对于Sprite，其draw方法是重要语句：

1. _trianglesCommand.init(_globalZOrder,
2. _texture,
3. getGLProgramState(),
4. _blendFunc,
5. _polyInfo.triangles,
6. transform,
7. flags);
9. renderer->addCommand(&_trianglesCommand);

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Sprite有成员变量TrianglesCommand _trianglesCommand，这是该Sprite的渲染命令。渲染命令在初始化后被添加到对应的渲染队列中。末了实行Renderer::render()方法。

从步调入口到Renderer::render()方法与渲染相干流程如下：

2. Renderer::render()

Node的draw方法只是将该Node的渲染命令加入到队列中，渲染的实行由Renderer::render()方法举行。

Renderer类有两个重要成员变量，也是两个容器：

1. std::stack<int> _commandGroupStack;
2. std::vector<RenderQueue> _renderGroups;

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_commandGroupStack是存储ID的栈。

_renderGroups是存储RenderQueue的容器，RenderQueue类实质是一个存储了5种渲染命令的容器：

1. std::vector<RenderCommand*> _commands[QUEUE_COUNT];

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该容器是渲染命令的队列，队列里的命令分为5类分别存储，每类代表不同的含义：

1. enum QUEUE_GROUP
2. {
3. /**Objects with globalZ smaller than 0.*/
4. GLOBALZ_NEG = 0,
5. /**Opaque 3D objects with 0 globalZ.*/
6. OPAQUE_3D = 1,
7. /**Transparent 3D objects with 0 globalZ.*/
8. TRANSPARENT_3D = 2,
9. /**2D objects with 0 globalZ.*/
10. GLOBALZ_ZERO = 3,
11. /**Objects with globalZ bigger than 0.*/
12. GLOBALZ_POS = 4,
13. QUEUE_COUNT = 5,
14. };

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Renderer::render()方法的实行必要渲染命令中的一些数据，对于Sprite，它的渲染命令是TrianglesCommand。

RenderCommand是TrianglesCommand的父类。RenderCommand有成员变量枚举Type，其界说如下：

1. enum class Type
2. {
3. /** Reserved type.*/
4. UNKNOWN_COMMAND,
5. /** Quad command, used for draw quad.*/
6. QUAD_COMMAND,
7. /**Custom command, used for calling callback for rendering.*/
8. CUSTOM_COMMAND,
9. /**Batch command, used for draw batches in texture atlas.*/
10. BATCH_COMMAND,
11. /**Group command, which can group command in a tree hierarchy.*/
12. GROUP_COMMAND,
13. /**Mesh command, used to draw 3D meshes.*/
14. MESH_COMMAND,
15. /**Primitive command, used to draw primitives such as lines, points and triangles.*/
16. PRIMITIVE_COMMAND,
17. /**Triangles command, used to draw triangles.*/
18. TRIANGLES_COMMAND
19. };

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TrianglesCommand的Type值是TRIANGLES_COMMAND。

在Sprite的draw方法中，TrianglesCommand范例的渲染命令通过init方法初始化。

该init方法首先调用父类RenderCommand的init方法设置3个变量：globalOrder, mv, flags。

之后将参数triangles赋给成员_triangles，这是一个结构体，其构成如下：

1. struct Triangles
2. {
3. /**Vertex data pointer.*/
4. V3F_C4B_T2F* verts;
5. /**Index data pointer.*/
6. unsigned short* indices;
7. /**The number of vertices.*/
8. int vertCount;
9. /**The number of indices.*/
10. int indexCount;
11. };

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包罗全部顶点数据容器、索引数据容器、顶点个数、索引个数。顶点数据利用V3F_C4B_T2F结构体存储。

接下来设置矩阵_mv、_textureID 、_blendType、_glProgramState。这里的_textureID是由参数纹理实行getName方法得到的。

init方法末了实行generateMaterialID()方法天生材质ID。该方法是通过四个变量_textureID、_blendType.src、_blendType.dst、_glProgramState，计算哈希值作为材质ID（变量_materialID）。也就是说，当两个渲染命令的四个变量完全划一时，两个渲染命令（两个Sprite）的材质才算是雷同的。

Renderer::render()内的实行流程大致如下：

Renderer::render()方法对_renderGroups里的每个渲染队列实行sort方法排序，对每个队列中的TRANSPARENT_3D范例的渲染命令按Depth从小到大举行排序，对GZOrder小于0的渲染命令、GZOrder大于0的渲染命令按ZOrder从小到大举行排序。此时没有对GZOrder等于0的渲染命令排序，因为这些渲染命令的添加是按照所属的Node的LocalZOrder序次添加的，即已经排好序，无需再次排序。

排序后实行visitRenderQueue(_renderGroups[0])，该方法是按队列里命令分类的序次，依次对每个分类的每个命令实行processRenderCommand方法。

processRenderCommand方法里会对参数命令的Type举行判断。对于Sprite的TrianglesCommand命令，当VBO的buffer已满时，会触发drawBatchedTriangles方法；当没满时，命令会存入到Renderer容器vector _queuedTriangleCommands中。

刚才讲到visitRenderQueue()方法对队列里的每个命令实行processRenderCommand()方法，重要是遍历队列内的每个分类，把命令加到容器中。在当前分类的命令都被遍历之后，实行flush()方法，该方法重要是调用了drawBatchedTriangles()方法。

drawBatchedTriangles()方法对存储命令的容器举行遍历，对每个命令的操纵可分为四个步调：

装载

每个命令实行fillVerticesAndIndices方法，添补Renderer的顶点容器_verts和索引容器_indices，详细做法是：将命令的顶点坐标转为该顶点的世界坐标，再存入到_verts中，再将命令的索引存入到_indices中，末了修改（增长）_filledVertex和_filledIndex的值。

接下来，判断批量渲染的条件是否成立，重要是比力当前命令材质ID和上个命令材质ID。如果可以举行批量绘制，把当前命令的信息加入到容器数组_triBatchesToDraw[]中，下标为前次操纵的容器下标。该容器大致先容如下：

1. TriBatchToDraw* _triBatchesToDraw;
3. // Internal structure that has the information for the batches
4. struct TriBatchToDraw {
5. TrianglesCommand* cmd; // needed for the Material
6. GLsizei indicesToDraw;
7. GLsizei offset;
8. };

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如果该命令不能举行批量绘制，则让容器数组下标加1，新容器存储当前命令的信息。

顶点和索引复制到GL缓存

很简朴。_verts和_indices内的数据被复制到GL对象的缓存里。

绘制

绘制的参数是装载步调时的TriBatchToDraw内的信息。每个TriBatchToDraw举行一次绘制，也导致了每次绘制时DrawCall的值加1。

清算

很简朴，就不先容了。

以上就是渲染的全流程剖析。可以总结出，渲染是在每帧结束进步行的；渲染之前是把每帧的全部元素的绘制用命令统一举行存储，在渲染时读取这些命令，举行绘制；渲染时还会举行批量绘制的判断，这能有用低落DrawCall值。

有关低落DrawCall值的学习在这篇文章里：Cocos2d-x 学习笔记(26) 从源码学习 DrawCall 的低落方法

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