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

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上一篇介绍了QUAD_COMMAND渲染命令，顺带介绍了VAO和VBO，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

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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。

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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

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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

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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。

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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。