cocos2D-X源码分析之从cocos2D-X学习OpenGL(3)----BATCH_COMMAND

发表于2015-08-13
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这一篇介绍批处理渲染命令BatchCommand,批处理命令的处理在Render中比较简单

  1. else if(commandType == RenderCommand::Type:: BATCH_COMMAND)  
  2. {  
  3.      //将之前缓存的绘制  
  4.      flush();  
  5.      auto cmd = static_cast<BatchCommand*>(command);  
  6.      //调用命令  
  7. cmd->execute()  
  8. }  

首先调用flush将之前缓存的VBO绘制出来,然后调用命令自己的执行函数,这个过程和CUSTOM_COMMAND是一样的,不同的是这里的execute调用的是BatchCommand确定的绘制函数,CUSTOM_COMMAND调用是传入的func函数,这里看一下BatchCommand的execute函数。

  1. void BatchCommand::execute()  
  2. {  
  3.     //设置渲染材质  
  4.     //shader  
  5.     _shader->use();  
  6.     //先取得MV和P,然后将MV和P相乘得到MVP,即模型视图投影矩阵  
  7.     _shader->setUniformsForBuiltins(_mv);  
  8.     //选择纹理单元,建立一个绑定到目标纹理的有名称的纹理  
  9.     GL::bindTexture2D(_textureID);  
  10.     //混合  
  11.     GL::blendFunc(_blendType.src, _blendType.dst);  
  12.     //绘制  
  13.     _textureAtlas->drawQuads();  
  14. }  

首先介绍其中一个重要的概念MVP,MVP即模型(Model)、视图(View)、投影(Projection)。

模型矩阵:所有物体都处于世界空间中,所以绘制和做变换的前提是把物体由模型空间转换到世界空间中,而这个转换就需要乘以模型矩阵。

视图矩阵:下一步需要把世界空间转换到相机空间或者是视角空间中,这需要乘以视图矩阵。

投影矩阵:最后需要将3d的立方体投影到一个2d平面上,需要从观察坐标系到齐次坐标系,需要乘以投影矩阵。整个过程如下图所示:



setUniformsForBuiltins函数

  1. void GLProgram::setUniformsForBuiltins(const kmMat4 &matrixMV)  
  2. {  
  3.     //通过flag中的变量判断是否使用了相关的矩阵,这些标志变量在updateUniforms被设置  
  4.     kmMat4 matrixP;  
  5.       
  6.     kmGLGetMatrix(KM_GL_PROJECTION, &matrixP);  
  7.   
  8.     if(_flags.usesP)  
  9.         setUniformLocationWithMatrix4fv(_uniforms[UNIFORM_P_MATRIX], matrixP.mat, 1);  
  10.   
  11.     if(_flags.usesMV)  
  12.         setUniformLocationWithMatrix4fv(_uniforms[UNIFORM_MV_MATRIX], matrixMV.mat, 1);  
  13.   
  14.     if(_flags.usesMVP) {  
  15.         kmMat4 matrixMVP;  
  16.         kmMat4Multiply(&matrixMVP, &matrixP, &matrixMV);  
  17.         setUniformLocationWithMatrix4fv(_uniforms[UNIFORM_MVP_MATRIX], matrixMVP.mat, 1);  
  18.     }  
  19.   
  20.     if(_flags.usesTime) {  
  21.         Director *director = Director::getInstance();  
  22.         //这里不会使用真实的每帧时间去设置,那样太耗费效率  
  23.         float time = director->getTotalFrames() * director->getAnimationInterval();  
  24.           
  25.         setUniformLocationWith4f(_uniforms[GLProgram::UNIFORM_TIME], time/10.0, time, time*2, time*4);  
  26.         setUniformLocationWith4f(_uniforms[GLProgram::UNIFORM_SIN_TIME], time/8.0, time/4.0, time/2.0, sinf(time));  
  27.         setUniformLocationWith4f(_uniforms[GLProgram::UNIFORM_COS_TIME], time/8.0, time/4.0, time/2.0, cosf(time));  
  28.     }  
  29.       
  30.     if(_flags.usesRandom)  
  31.         setUniformLocationWith4f(_uniforms[GLProgram::UNIFORM_RANDOM01], CCRANDOM_0_1(), CCRANDOM_0_1(), CCRANDOM_0_1(), CCRANDOM_0_1());  
  32. }  

这个函数里,有一个频繁出现的变量名uniforms,uniform是一种和着色器相关的,它必须被声明为全局变量,用于整个图元批次向保持不变的着色器传递数据,对于顶点着色器来说,可能最普遍的统一值就是变换矩阵,它通过调用glUniformXXXX系列函数向着色器传递数据,这里这个函数被封装了,调用setUniformLocationXXXX系列函数可以设置uniforms,这个函数首先通过调用updateUniformLocation函数判断这个uniforms的值是否确实被更新(在一个hash表里存上曾经设置过的键值对),如果确实需要被更新再调用glUniformXXXX更新这个uniforms,节约效率

bindTexture2DN函数主要是调用glActiveTexture和glBindTexture做贴图的绑定

  1. void bindTexture2DN(GLuint textureUnit, GLuint textureId)  
  2. {  
  3. #if CC_ENABLE_GL_STATE_CACHE  
  4.     //做缓存,那么就不用为相同的textureId重复调用了  
  5.     CCASSERT(textureUnit < kMaxActiveTexture, "textureUnit is too big");  
  6.     if (s_currentBoundTexture[textureUnit] != textureId)  
  7.     {  
  8.         s_currentBoundTexture[textureUnit] = textureId;  
  9.         activeTexture(GL_TEXTURE0 + textureUnit);  
  10.         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureId);  
  11.     }  
  12. #else  
  13.       
  14.     glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + textureUnit);  
  15.     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureId);  
  16. #endif  
  17. }  

glActiveTexture选择一个纹理单元,线面的纹理函数将作用于该纹理单元上,参数为符号常量GL_TEXTUREi ,i的取值范围为0~N-1,N是opengl实现支持的最大纹理单元数,这里,因为批处理只有一个纹理,所以textureUnit一直是0,由于使用缓存,只会被调用一次

glBindTexture建立一个绑定到目标纹理的有名称的纹理。比如把一个贴图绑定到一个形状上。

最后调用的绘制函数和上一篇介绍的类似,另外关于shader和混合的问题,将在后面单独开文章介绍

在引擎中使用BatchCommand这个命令的地方有两处ParticleBatchNode和SpriteBatchNode,使用方法很简单。

  1. _batchCommand.init(  
  2.                        _globalZOrder,  
  3.                        _shaderProgram,  
  4.                        _blendFunc,  
  5.                        _textureAtlas,  
  6.                        transform);  
  7. renderer->addCommand(&_batchCommand);  

需要说明的是,在3.0之后的版本中,由于添加了auto-batch功能,ParticleBatchNode和SpriteBatchNode的节约效率的功能已经不那么明显,但是3.0之前的版本中,把精灵放在SpriteBatchNode父节点上和将粒子系统放在ParticleBatchNode,是能够把相同的精灵批处理,对于相同的贴图只调用一次绘制函数,还是对提升效率很有帮助的。

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