cocos creator 2.4.0 渲染流程詳解(三:RenderFlow)

全文共5000+字,分為8個(gè)章節(jié),由本人歷時(shí)一周整理而來。由于篇幅問題,將本文分為8個(gè)章節(jié)分開發(fā)布。全文 () 詳細(xì)描述了cocoscreator 引擎的2.40版本中,web平臺(tái)的js部分引擎的渲染流程。請(qǐng)將文章配合源碼一起食用!

?由于我尚在學(xué)習(xí)引擎源碼中,文章可能有不正確的部分,所以我會(huì)不斷更新內(nèi)容。如有錯(cuò)誤或補(bǔ)充,請(qǐng)留言交流!


全部章節(jié)鏈接:

一:渲染流程中用到的核心類

二 : 渲染流程詳解

三: RenderFlow 的運(yùn)行邏輯

四: Assembler 的作用

五: ModelBatcher 數(shù)據(jù)合批

六: 材質(zhì)系統(tǒng)

七: ForwardRender


三 RenderFlow 的運(yùn)行邏輯

RenderFlow : 渲染流,用以遍歷場(chǎng)景下所有節(jié)點(diǎn),根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的_renderFlag , 處理節(jié)點(diǎn)的位置,顏色,透明度,更新并渲染。

3.1 性能優(yōu)化

在v1.x版本中,每次渲染都會(huì)進(jìn)行很多動(dòng)態(tài)判斷,需要去判斷每個(gè)節(jié)點(diǎn)是否需要更新位置矩陣,是否需要渲染,在這些過程中會(huì)有很多無用分支判斷,消耗性能。
所以在v2.x版本中,RenderFlow根據(jù)渲染過程中調(diào)用的頻繁度劃分出多個(gè)渲染狀態(tài),比如 Transform,Render,Children 等,而每個(gè)渲染狀態(tài)都對(duì)應(yīng)了一個(gè)函數(shù)。在 RenderFlow 的初始化過程中,會(huì)預(yù)先根據(jù)這些狀態(tài)創(chuàng)建好對(duì)應(yīng)的渲染分支,這些分支會(huì)把對(duì)應(yīng)的狀態(tài)依次鏈接在一起。在渲染前會(huì)更新該節(jié)點(diǎn)的_renderFlag ,在渲染該節(jié)點(diǎn)時(shí)就可以直接根據(jù) _renderFlag的值,進(jìn)行相應(yīng)分支的處理,不用進(jìn)行多余的狀態(tài)判斷。
例如一個(gè)節(jié)點(diǎn)在當(dāng)前幀需要更新矩陣,以及需要渲染自己,那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)會(huì)更新他的 flag 為
node._renderFlag = RenderFlow.FLAG_TRANSFORM | RenderFlow.FLAG_RENDER。

更加詳細(xì)的內(nèi)容可見文末的相關(guān)鏈接中 : RenderFlow的性能優(yōu)化.

3.2 RenderFlow 內(nèi)的鏈?zhǔn)椒椒ǖ膭?chuàng)建與調(diào)用

RenderFlow中根據(jù) _renderFlag 獲取渲染流的代碼如下:

function getFlow (flag) {
    let flow = null;
    let tFlag = FINAL;
    while (tFlag > 0) {
        if (tFlag & flag)// 如果flag標(biāo)識(shí)匹配,則添加新的渲染流
            flow = createFlow(tFlag, flow);// 需要把上一步創(chuàng)建flow傳入,作為子流
        tFlag = tFlag >> 1;// 標(biāo)志右移一位
    }
    return flow;
}

createFlow() 中會(huì)根據(jù)flag創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的渲染流,并加入鏈中,代碼如下:

function createFlow (flag, next) {
    let flow = new RenderFlow();
    flow._next = next || EMPTY_FLOW;// 將本次創(chuàng)建的flow加入鏈表首部
    // 根據(jù)不同的flag設(shè)置不同的處理方法
    switch (flag) {
        case DONOTHING: flow._func = flow._doNothing; break;
        case BREAK_FLOW: flow._func = flow._doNothing; break;
        case LOCAL_TRANSFORM: flow._func = flow._localTransform; break;
        case WORLD_TRANSFORM: flow._func = flow._worldTransform; break;
        case OPACITY: flow._func = flow._opacity; break;
        case COLOR: flow._func = flow._color; break;
        case UPDATE_RENDER_DATA: flow._func = flow._updateRenderData; break;
        case RENDER: flow._func = flow._render; break;
        case CHILDREN: flow._func = flow._children; break;
        case POST_RENDER: flow._func = flow._postRender; break;
    }
    return flow;
}

RenderFlow是根據(jù)node節(jié)點(diǎn)上的_renderFlag 來進(jìn)行不同的渲染流程,所以當(dāng)node節(jié)點(diǎn)上的位置,顏色,透明度等參數(shù)改變后,需要同步修改_renderFlag。這樣在渲染時(shí)會(huì)去根據(jù)flag處理對(duì)應(yīng)的流程。

3.3 詳解 RenderFlow 的不同操作

RenderFlow根據(jù) _renderFlag 創(chuàng)建了鏈?zhǔn)戒秩玖鳎鱾€(gè)不同的FLAG對(duì)應(yīng)的方法,都做了些什么,下面會(huì)詳細(xì)說明。

  • _localTransform 方法
    更新本地坐標(biāo)矩陣。(Tips:節(jié)點(diǎn)的位置通過本地坐標(biāo)矩陣和世界坐標(biāo)矩陣管理,通過矩陣叉乘來進(jìn)行高效的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,具體內(nèi)容待繼續(xù)學(xué)習(xí)了解。。。)
  • _worldTransform 方法
    更新世界坐標(biāo)矩陣。
  • _opacity 方法
    處理透明度。
  • _color 方法
    更新 renderCompent 的顏色
  • _updateRenderData 方法
    更新渲染數(shù)據(jù),調(diào)用 Assembler 里的 updateRenderData 方法,主要是更新uv和頂點(diǎn)數(shù)據(jù)。
  • _render 方法
_proto._render = function (node) {
    let comp = node._renderComponent;
    comp._checkBacth(_batcher, node._cullingMask);
    comp._assembler.fillBuffers(comp, _batcher);
    this._next._func(node);
};

調(diào)用 RenderComponent 的 _checkBacth 檢測(cè)合批。
調(diào)用 Assembler 的 fillBuffers 填充數(shù)據(jù)。

  • _children 方法
    遍歷子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行子節(jié)點(diǎn)的渲染流程。
  • _postRender 方法
    (暫時(shí)不理解 todo)

相關(guān)鏈接

  1. 自定義渲染https://docs.cocos.com/creator/manual/zh/advanced-topics/custom-render.html#%E8%87%AA%E5%AE%9A%E4%B9%89-assembler

  2. RenderFlow的性能優(yōu)化http://docs.cocos.com/creator/manual/zh/advanced-topics/render-flow.html#

  3. 自定義渲染合批之自定義頂點(diǎn)格式https://forum.cocos.org/t/demo/95087

  4. 自定義RenderFlow,處理背包等場(chǎng)景下drawcall過多:https://forum.cocos.org/t/ui/80026

  5. 材質(zhì)系統(tǒng)https://docs.cocos.com/creator3d/manual/zh/material-system/overview.html

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