Ogre引擎源码——资源之GpuProgram

最新推荐文章于 2017-12-25 18:05:10 发布
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本文详细介绍了Ogre引擎中GpuProgram的实现方式，包括资源的导入、编译、参数管理和资源管理器的运作机制。讨论了GpuProgram与HighLevelGpuProgram的分类，以及如何通过不同类型的RenderSystem插件实现与D3D9、D3D10、D3D11和GL等平台的交互。重点阐述了GpuProgramParameters的复杂结构，包括常量定义、逻辑索引使用和自动绑定参数的管理，并解释了物理索引与逻辑索引在GPU参数中的作用。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

http://blog.youkuaiyun.com/hunter8777/article/details/6237115

GpuProgram在Ogre中是以Resource的形式保存。

GpuProgram部分的头文件涉及如下：

OgreGpuProgram.h

OgreGpuProgramManager.h

OgreGpuProgramParams.h

OgreGpuProgramUsage.h

OgreHighLevelGpuProgram.h

OgreHighLevelGpuProgramManager.h

这些头文件在OgreMain中，由于该部分与RenderSystem有关，Ogre中处理成外部插件的形式，所以外部插件以D3D9,D3D10,D3D11,GL四种类型的GpuProgram与之对应。

由于这部分内容涉及的文件较多，不能逐一分解各个类的成员函数与成员变量，以理清所有类的关系为主。

首先附上GpuProgram与HighLevelGpuProgram部分UML类图。

Ogre_Program

GpuProgram与HighLevelGpuProgram

GpuProgram直接继承于Ogre::Resource，用来表示低层次Gpu语言。

HighLevelGpuProgram正如注释里所写，是高层次的Gpu语言，如Cg、HLSL和GLSL等，高层语言可以编译成低底层的语言。

这两个class是外部RenderSystem插件的重要基类。两者的子类UML图如下

GpuProgram子类：

gpuProgram子类

HighLevelGpuProgram子类：

HighLevelGpuProgram子类

这两个基类的主要作用是提供Gpu语言（以文件或者字符的形式）导入、编译与参数管理。

（i）导入、编译操作由保护型虚函数loadFromSource执行。

该函数在GpuProgram中是纯虚函数。

以D3D9GpuPrgoram为例，loadResource做如下操作：

  • 调用D3DXAssembleShader对读入的shader字符串进行编译生成一个包含该shader的D3DX buffer
  • 再有虚函数loadFromMicrocode根据D3D9GpuPrgoram子类类型（vertex/fragment）创建相应的D3DX buffer（IDirect3DVertexShader9/IDirect3DPixelShader9）

（ii）参数管理部分需要说到GpuProgramParameters，这是一个相对比较复杂的结构。

GpuProgramParametersGpuProgramParameters

图中央的核心类就是GpuProgramParameters，这是一个汇集了所有Gpu参数的类。

大致上Gpu参数可以分为3类：

  • 高级语言使用的参数定义类GpuConstantDefinition及其子类
  • 低级语言使用的参数定义类GpuLogicalIndexUse及其子类
  • 自动绑定的参数类AutoConstantDefinition及其子类（上述两类定义参数属于手动更新）

（1）GpuConstantDefinition

预定义了常量数据类型，物理、逻辑索引，元素和数组长度等，是个基础的常量定义类。

（2）GpuNamedConstants

对GpuConstantDefinitionMap的封装，同时保存了浮点和整型数据所需要的buffer大小。

（3）GpuNamedConstantsSerializer

类如其名，通过遍历GpuConstantDefinitionMap，将GpuConstantDefinition信息进行序列化。

（4）GpuLogicalIndexUse

适用于低级语言的参数定义，包括物理索引，大小等信息。

（5）GpuLogicalBufferStruct

对GpuLogicalIndexUse的一次封装，记录buffer大小。

（6）GpuSharedParameters

一组手动更新的参数集，用于在不同参数集之间进行共享。主要的数据类型是GpuNamedConstants。

（7）GpuSharedParametersUsage

连接GpuProgramParameters与GpuSharedParameters，用来记录shared参数的使用以及参数的相互复制。

（8）AutoConstantType、ACDataType、ElementType

自动绑定参数枚举。

（9）AutoConstantDefinition

自动绑定参数类

（10）AutoConstantEntry

用来记录自动绑定的参数

（11）GpuProgramParameters

核心参数类，在GpuProgram类中用来记录每个program的参数信息。

  • 自动绑定的参数定义是一个静态数组成员AutoConstantDefinition[]
  • 以物理索引保存两个list：FloatConstantList、IntConstantList，分别对应浮点与整型的常量参数
  • 为低级语言保存的GpuLogicalBufferStruct（也分浮点与整型）
  • 为高级语言保存的GpuNamedConstantsPtr
  • 自动绑定参数列表AutoConstantList
  • 大量的成员函数为重载类型以完成设置常量，函数名为setConstant。但在这些函数中最终都是调用了_writeRawConstants函数将参数值写入浮点或者整形缓冲区。在绘制流程中由RenderSystem进行设置。“如果说逻辑索引标志着GPU参数在GPU寄存器中的顺序的话，那么物理索引就指示了GPU参数在缓冲区中的位置。把它们结合起来，就可以让RenderSystem去正确的缓冲区中获取正确的值去调用底层的API。”（此话出自另一个博客，此人应该是位大牛，最后会附上他百度的blog，也是关于这部分代码的解读。）

GpuProgramManager

最后简单提下GpuProgramManager结构

GpuProgramManager

Resource的Manager都是负责创建Resource的。在GpuProgram中也不例外。有些不同的是高级语言中多了HighLevelGpuProgramFactory接口，针对不同的高层语言，HighLevelGpuProgramManager调用相应的Factory来创建Program。看了不少Resource，对Ogre中的ResourceManager与Resource结构应该非常了解了，不再赘述。

最后附上前人的总结http://hi.baidu.com/_%E2d_%B7%B3_%DE%B2%C2%D2/blog/item/4e24e9b78103bbf830add130.html

http://blog.youkuaiyun.com/hunter8777/article/details/6237115

GpuProgram在Ogre中是以Resource的形式保存。

GpuProgram部分的头文件涉及如下：

OgreGpuProgram.h

OgreGpuProgramManager.h

OgreGpuProgramParams.h

OgreGpuProgramUsage.h

OgreHighLevelGpuProgram.h

OgreHighLevelGpuProgramManager.h

这些头文件在OgreMain中，由于该部分与RenderSystem有关，Ogre中处理成外部插件的形式，所以外部插件以D3D9,D3D10,D3D11,GL四种类型的GpuProgram与之对应。

由于这部分内容涉及的文件较多，不能逐一分解各个类的成员函数与成员变量，以理清所有类的关系为主。

首先附上GpuProgram与HighLevelGpuProgram部分UML类图。

Ogre_Program

GpuProgram与HighLevelGpuProgram

GpuProgram直接继承于Ogre::Resource，用来表示低层次Gpu语言。

HighLevelGpuProgram正如注释里所写，是高层次的Gpu语言，如Cg、HLSL和GLSL等，高层语言可以编译成低底层的语言。

这两个class是外部RenderSystem插件的重要基类。两者的子类UML图如下

GpuProgram子类：

gpuProgram子类

HighLevelGpuProgram子类：

HighLevelGpuProgram子类

这两个基类的主要作用是提供Gpu语言（以文件或者字符的形式）导入、编译与参数管理。

（i）导入、编译操作由保护型虚函数loadFromSource执行。

该函数在GpuProgram中是纯虚函数。

以D3D9GpuPrgoram为例，loadResource做如下操作：

  • 调用D3DXAssembleShader对读入的shader字符串进行编译生成一个包含该shader的D3DX buffer
  • 再有虚函数loadFromMicrocode根据D3D9GpuPrgoram子类类型（vertex/fragment）创建相应的D3DX buffer（IDirect3DVertexShader9/IDirect3DPixelShader9）

（ii）参数管理部分需要说到GpuProgramParameters，这是一个相对比较复杂的结构。

GpuProgramParametersGpuProgramParameters

图中央的核心类就是GpuProgramParameters，这是一个汇集了所有Gpu参数的类。

大致上Gpu参数可以分为3类：

  • 高级语言使用的参数定义类GpuConstantDefinition及其子类
  • 低级语言使用的参数定义类GpuLogicalIndexUse及其子类
  • 自动绑定的参数类AutoConstantDefinition及其子类（上述两类定义参数属于手动更新）

（1）GpuConstantDefinition

预定义了常量数据类型，物理、逻辑索引，元素和数组长度等，是个基础的常量定义类。

（2）GpuNamedConstants

对GpuConstantDefinitionMap的封装，同时保存了浮点和整型数据所需要的buffer大小。

（3）GpuNamedConstantsSerializer

类如其名，通过遍历GpuConstantDefinitionMap，将GpuConstantDefinition信息进行序列化。

（4）GpuLogicalIndexUse

适用于低级语言的参数定义，包括物理索引，大小等信息。

（5）GpuLogicalBufferStruct

对GpuLogicalIndexUse的一次封装，记录buffer大小。

（6）GpuSharedParameters

一组手动更新的参数集，用于在不同参数集之间进行共享。主要的数据类型是GpuNamedConstants。

（7）GpuSharedParametersUsage

连接GpuProgramParameters与GpuSharedParameters，用来记录shared参数的使用以及参数的相互复制。

（8）AutoConstantType、ACDataType、ElementType

自动绑定参数枚举。

（9）AutoConstantDefinition

自动绑定参数类

（10）AutoConstantEntry

用来记录自动绑定的参数

（11）GpuProgramParameters

核心参数类，在GpuProgram类中用来记录每个program的参数信息。

  • 自动绑定的参数定义是一个静态数组成员AutoConstantDefinition[]
  • 以物理索引保存两个list：FloatConstantList、IntConstantList，分别对应浮点与整型的常量参数
  • 为低级语言保存的GpuLogicalBufferStruct（也分浮点与整型）
  • 为高级语言保存的GpuNamedConstantsPtr
  • 自动绑定参数列表AutoConstantList
  • 大量的成员函数为重载类型以完成设置常量，函数名为setConstant。但在这些函数中最终都是调用了_writeRawConstants函数将参数值写入浮点或者整形缓冲区。在绘制流程中由RenderSystem进行设置。“如果说逻辑索引标志着GPU参数在GPU寄存器中的顺序的话，那么物理索引就指示了GPU参数在缓冲区中的位置。把它们结合起来，就可以让RenderSystem去正确的缓冲区中获取正确的值去调用底层的API。”（此话出自另一个博客，此人应该是位大牛，最后会附上他百度的blog，也是关于这部分代码的解读。）

GpuProgramManager

最后简单提下GpuProgramManager结构

GpuProgramManager

Resource的Manager都是负责创建Resource的。在GpuProgram中也不例外。有些不同的是高级语言中多了HighLevelGpuProgramFactory接口，针对不同的高层语言，HighLevelGpuProgramManager调用相应的Factory来创建Program。看了不少Resource，对Ogre中的ResourceManager与Resource结构应该非常了解了，不再赘述。

最后附上前人的总结http://hi.baidu.com/_%E2d_%B7%B3_%DE%B2%C2%D2/blog/item/4e24e9b78103bbf830add130.html

GpuProgram在Ogre中是以Resource的形式保存。

GpuProgram部分的头文件涉及如下：

OgreGpuProgram.h

OgreGpuProgramManager.h

OgreGpuProgramParams.h

OgreGpuProgramUsage.h

OgreHighLevelGpuProgram.h

OgreHighLevelGpuProgramManager.h

这些头文件在OgreMain中，由于该部分与RenderSystem有关，Ogre中处理成外部插件的形式，所以外部插件以D3D9,D3D10,D3D11,GL四种类型的GpuProgram与之对应。

由于这部分内容涉及的文件较多，不能逐一分解各个类的成员函数与成员变量，以理清所有类的关系为主。

首先附上GpuProgram与HighLevelGpuProgram部分UML类图。

Ogre_Program

GpuProgram与HighLevelGpuProgram

GpuProgram直接继承于Ogre::Resource，用来表示低层次Gpu语言。

HighLevelGpuProgram正如注释里所写，是高层次的Gpu语言，如Cg、HLSL和GLSL等，高层语言可以编译成低底层的语言。

这两个class是外部RenderSystem插件的重要基类。两者的子类UML图如下

GpuProgram子类：

gpuProgram子类

HighLevelGpuProgram子类：

HighLevelGpuProgram子类

这两个基类的主要作用是提供Gpu语言（以文件或者字符的形式）导入、编译与参数管理。

（i）导入、编译操作由保护型虚函数loadFromSource执行。

该函数在GpuProgram中是纯虚函数。

以D3D9GpuPrgoram为例，loadResource做如下操作：

  • 调用D3DXAssembleShader对读入的shader字符串进行编译生成一个包含该shader的D3DX buffer
  • 再有虚函数loadFromMicrocode根据D3D9GpuPrgoram子类类型（vertex/fragment）创建相应的D3DX buffer（IDirect3DVertexShader9/IDirect3DPixelShader9）

（ii）参数管理部分需要说到GpuProgramParameters，这是一个相对比较复杂的结构。

GpuProgramParametersGpuProgramParameters

图中央的核心类就是GpuProgramParameters，这是一个汇集了所有Gpu参数的类。

大致上Gpu参数可以分为3类：

  • 高级语言使用的参数定义类GpuConstantDefinition及其子类
  • 低级语言使用的参数定义类GpuLogicalIndexUse及其子类
  • 自动绑定的参数类AutoConstantDefinition及其子类（上述两类定义参数属于手动更新）

（1）GpuConstantDefinition

预定义了常量数据类型，物理、逻辑索引，元素和数组长度等，是个基础的常量定义类。

（2）GpuNamedConstants

对GpuConstantDefinitionMap的封装，同时保存了浮点和整型数据所需要的buffer大小。

（3）GpuNamedConstantsSerializer

类如其名，通过遍历GpuConstantDefinitionMap，将GpuConstantDefinition信息进行序列化。

（4）GpuLogicalIndexUse

适用于低级语言的参数定义，包括物理索引，大小等信息。

（5）GpuLogicalBufferStruct

对GpuLogicalIndexUse的一次封装，记录buffer大小。

（6）GpuSharedParameters

一组手动更新的参数集，用于在不同参数集之间进行共享。主要的数据类型是GpuNamedConstants。

（7）GpuSharedParametersUsage

连接GpuProgramParameters与GpuSharedParameters，用来记录shared参数的使用以及参数的相互复制。

（8）AutoConstantType、ACDataType、ElementType

自动绑定参数枚举。

（9）AutoConstantDefinition

自动绑定参数类

（10）AutoConstantEntry

用来记录自动绑定的参数

（11）GpuProgramParameters

核心参数类，在GpuProgram类中用来记录每个program的参数信息。

  • 自动绑定的参数定义是一个静态数组成员AutoConstantDefinition[]
  • 以物理索引保存两个list：FloatConstantList、IntConstantList，分别对应浮点与整型的常量参数
  • 为低级语言保存的GpuLogicalBufferStruct（也分浮点与整型）
  • 为高级语言保存的GpuNamedConstantsPtr
  • 自动绑定参数列表AutoConstantList
  • 大量的成员函数为重载类型以完成设置常量，函数名为setConstant。但在这些函数中最终都是调用了_writeRawConstants函数将参数值写入浮点或者整形缓冲区。在绘制流程中由RenderSystem进行设置。“如果说逻辑索引标志着GPU参数在GPU寄存器中的顺序的话，那么物理索引就指示了GPU参数在缓冲区中的位置。把它们结合起来，就可以让RenderSystem去正确的缓冲区中获取正确的值去调用底层的API。”（此话出自另一个博客，此人应该是位大牛，最后会附上他百度的blog，也是关于这部分代码的解读。）

GpuProgramManager

最后简单提下GpuProgramManager结构

GpuProgramManager

Resource的Manager都是负责创建Resource的。在GpuProgram中也不例外。有些不同的是高级语言中多了HighLevelGpuProgramFactory接口，针对不同的高层语言，HighLevelGpuProgramManager调用相应的Factory来创建Program。看了不少Resource，对Ogre中的ResourceManager与Resource结构应该非常了解了，不再赘述。

最后附上前人的总结http://hi.baidu.com/_%E2d_%B7%B3_%DE%B2%C2%D2/blog/item/4e24e9b78103bbf830add130.html

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