三维渲染引擎编辑器的研究

1 引言
    近年来，网络游戏的发展日新月异，这离不开游戏引擎，而游戏引擎中最重要的莫过于渲染引擎，因为它直接影响游戏的画面质量和视觉效果。渲染引擎编辑器是针对某款渲染引擎而开发的工具，通过渲染引擎编辑器，开发人员无需了解渲染引擎的内部构架、工作原理，无需编码便可创作出效果良好的场景供三维应用程序使用，大大提高了开发效率，节省了开发成本。

2 OGRE简介
    开源图形渲染引擎OGRE(Open－source Graphics Rendering Engine)是一款开源的、面向对象的三维图形渲染引擎，由一个小型核心团队编写和维护，并依靠其不断成长的社区提供支持。由于是一款开源引擎，所以得到各种团体组织的改造和扩充，从而能够适应不同的应用领域并拥有更强大的功能。
    OGRE的特点有：平台无关性，它支持Windows和Linux以及Mac OSX平台；可扩展的例子框架，使程序运行更快更简单；接受灵活的网格数据格式。可以从许多三维建模工具中导出模型，包括Milkshape3D，3D Studio Max，Maya，Blender和Wings3D；强大的材质声明语言允许在代码外维护材质资源，支持多材质技术，允许根据显卡能力的不同设计不同的材质，OGRE会自动选择当前显卡支持的使渲染效果最好的技术；高度灵活的场景管理机制，由使用者决定采用何种场景类型，并允许使用者通过插人开发的子类来获取对场景的完全控制，场景图结构化，允许实体对象附加在场景节点上并随节点移动。

3 主要模块介绍
    (1)CAELUM它是OGRE的第三方插件，其目标是生成似照片般效果的大气场景，其中包括天空颜色，云和各种气象效果(雨，雪等)，能绘制太阳、月亮(月相)、星空，并能根据当前时间和摄像机角度实时更新这些对象在场景中的位置和状态。
    (2)ETL可编辑地形管理器它是OGRE的第三方插件库，它能够基于高位图来管理和展示地形，可以作为地形场景管理工具使用，但其更大的优点是能够编辑地形，通过它可以实时的改变或设置地形的高度。该捕件库的设计非常精巧，各个组成部分相互独立，所以使用者可随机选择需要的部分，而不会因为某些部分的缺失而影响整体。

 

   (3)PagedGeometry分页几何体引擎它是OGRE的第三方插件，用来优化渲染覆盖无限区域的巨大数量的微小实体。该引擎非常适合用来渲染户外场景。如拥有成千上万颗树的茂密森林。分页几何体引擎与平面实体引擎相比具有很多优势，其中最重要的是速度，如果细节层次使用得当，由分页几何体管理的户外场景比平面实体渲染速度要快100倍。另一个优势是分页技术的使用，即只有当实体需要立即被显示在场景中时，才会将该页的实体载人内存，这样就可以几乎无限放大虚拟场景。
    (4)Hydrax它也是OGRE的第三方插件，提供一个易用的库用来渲染漂亮的水纹场景。Hydrax提供的所有渲染效果都是可配置的，包括深水效果、平滑过渡效果、泡沫效果及水下光线效果等，这些效果还可以根据需要实时变化。

 

4 系统设计与实现
    系统结构如图1所示。此编辑器是基于插件的针对O-GRE的所见即所得编辑器，通过它能够快速构建一个场景模型，也可以把这些场景作为内容载入OGRE应用程序。

4．1 插件技术原理
    插件的本质在于不修改程序主体(平台)而对软件功能进行扩展与加强。当插件的接口公开后，任何公司或个人都可以制作自己的插件来解决一些操作上的不便或增加新的功能，实现真正意义上的“即插即用”软件开发。“平台+插件软件”结构是将一个待开发的目标软件分为两部分，一部分为程序的主体或主框架，可定义为平台，另一部分为功能扩展或补充模块，即定义为插件。
4．2 插件的实现方法
    该编辑器的插件实现方法是在框架代码中创建接口，这些接口使框架与动态库解耦。插件提供接口的实现。把插件与动态链接库区分开是因为它们的加载方式不同：程序不会直接链接插件，而是在某些目录下查找，如果发现便按照配置文件中定义的方式进行加载。
    插件实现过程涉及很多类。下面仅介绍5个类CBaseEditor，CBaseEditorFactory，OgreEditorRoot，CTerrainEdi-tor，CETLEditorFactory，并列出部分代码阐述捕件实现过程，见图2。

    CBaseEditor是定义的接口，由其派生的CTerrainEditor是接口的实现，即插件。当点击主界面的ETL按钮时，O- greEditorRoot能够监听到点击该按钮事件的发生，随后调用dllStartPlugin函数。dllStartPlugin函数负责调用创建 CTer-rainEditor对象的工厂，由工厂(CETLEditorFactory)编辑器对象(CTerrainEditor)实例。

 

  CTerrainEditor对象创建完成后，dllStartPlugin会向OgreEditorRoot注册该编辑器对象实例。 OgreEditorRoot由Singleton继承而来，为保证程序中只存在一个实例，OgreEditorRoot负责插件的载入和卸载，并提供 RegisterObjectName函数，供编辑器插件注册使用。

5 结束语
    开发三维游戏或其他三维应用程序是非常耗费人力的工作，利用此编辑器可快速构建三维场景供三维应用程序所用，提高开发效率，降低开发成本。基于平台加插件的设计方式能够在不修改编辑器平台的情况下，方便扩展编辑器功能。