cocos渲染引擎分析（三）-----渲染命令之MeshCommand

最新推荐文章于 2024-05-31 09:51:38 发布

wang371372

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分类专栏：图形算法 COCOS

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本文详细解析了Cocos3D引擎中Sprite3D的渲染过程，包括MeshCommand的生成及执行流程，揭示了3D物体的渲染机制，并指出了当前版本中批次渲染的局限性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

cocos的3D部分是在2D部分的基础上加上去，虽然经历很多版本迭代，然而3D部分，只是一个简单架子搭了起来，如果想要譬如高光，阴影，批次渲染等功能，都是需要自己添加的。这里简单讲下3D渲染命令MeshCommand，MeshCommand主要用于渲染Sprite3D 和3D粒子，这里以Sprite3D 的绘制流程为例，记录MeshCommand的渲染流程。

引擎渲染3D场景时，首先遍历场景节点信息，最终调用每个sprite3D节点的draw函数（流程见cocos启动流程），然后遍历调用3D物体的Mesh，生成MeshCommand渲染命令，加入到渲染器Renderer（游戏启动后，只有一个，由Director进行维护）的渲染队列：

void Sprite3D::draw(Renderer *renderer, const Mat4 &transform, uint32_t flags)
{
    const auto& scene = Director::getInstance()->getRunningScene();
     if (usingLight != _shaderUsingLight)
     {
            genMaterial(usingLight);//如果材质不存在，生成新材质
     }
    for (auto mesh: _meshes)
    {
        //调用mesh的draw生成渲染命令
        mesh->draw(.......);
    }
}

Sprite3D与2D物体的差别在于，渲染更加多样，一个物体有多个部位，每个部位的渲染信息也各不相同（然而cocos是相同的，一个物体只有一个材质，后面项目已经改成多材质），因此需要一个物体分成多个MESH进行渲染，并且需要为每个mesh的材质传入自己uniform变量，Mesh的draw函数如下：

void Mesh::draw(Renderer* renderer.......)
{
   //生成渲染指令
    _meshCommand.init(........);
    //每个mesh有多个通道，为每个通道传入shader的uniform值（光照信息，朝向信息等）
    for(const auto pass : technique->_passes)
    {
        auto programState = pass->getGLProgramState();
        programState->setUniformVec4("u_color", color);
        if (scene && scene->getLights().size() > 0 && pass->ifAcceptLight())
            setLightUniforms(pass, scene, color, lightMask);
    }
    //添加到渲染队列
    renderer->addCommand(&_meshCommand);
}

遍历完成后，渲染器访问渲染队列，根据渲染类型（global<0,3D不透明,3D透明,2D,global>0）遍历执行渲染命令，处理MeshCommand的命令如下：

void Renderer::processRenderCommand(RenderCommand* command)
{
    auto commandType = command->getType();
   if (RenderCommand::Type::MESH_COMMAND == commandType)
    {
        auto cmd = static_cast<MeshCommand*>(command);
        if (.......)
        {
            flush3D();
            if(cmd->isSkipBatching())//用于判断是否批次，实际只是判断是否透明，透明物体以及粒子
                cmd->execute();
            else
            {
                cmd->preBatchDraw();
                cmd->batchDraw();
                _lastBatchedMeshCommand = cmd;
            }
        }
        else
            cmd->batchDraw();//不会执行，设计未完成，虽然写着批次渲染，然而并未实现
    }
}

MeshCommand虽然写了批次渲染的接口，只是挂羊头买狗肉，最终都是单个渲染，batchDraw和execute,两边并无区别，代码如下：

void MeshCommand::batchDraw()
{
    if (_material)
    {
        for(const auto& pass: _passes)
        {
            //设置渲染状态以及Uniform，顶点属性变量
            pass->bind(_mv);
            glDrawElements(_primitive, (GLsizei)_indexCount, _indexFormat, 0);
            pass->unbind();
        }
    }
    else
    {
        //设置渲染状态以及Uniform，顶点属性变量
        _glProgramState->applyGLProgram(_mv);
        // set render state
        applyRenderState();
        // Draw
        glDrawElements(_primitive, (GLsizei)_indexCount, _indexFormat, 0);
    }
}

如果要实现3D的批次渲染，需要使用CutomMeshCommand,自己进行批次渲染的合并，3D批次渲染代码太多就不贴了。