Cocos2d 3.x之后,渲染从UI树进行了分离,想比较2.x而言,新的设计更优雅,灵活,易于拓展。
特点:
draw
中分离出去,添加了绘制命令Command
相关BatchCommand
, 主要针对的是使用相同纹理的UI元素简单的理解其流程就是:
mainLoop
每秒60帧刷新drawScene
绘制屏幕visit
对UI节点树遍历draw
生成绘制命令RenderQueue
队列中,绘制命令排序Cocos2d-x 默认的是每秒60帧(fps)对屏幕进行刷新。
在Application::run
的while循环中, 按照FPS的设定,每帧调用的方法就是mainLoop
void Director::mainLoop() {
if (! _invalid) {
// 绘制场景
drawScene();
// 内存管理相关
PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->clear();
}
}
它主要做的两件事就是:
关于内存管理相关,可参考:cocos2d-x 内存管理机制
通过drawScene
最后会进入到Scene::render
中,绘制的流程简要分为两步:
Node::visit
执行draw
执行void Scene::render(Renderer* renderer, const Mat4* eyeTransforms, const Mat4* eyeProjections, unsigned int multiViewCount) {
auto director = Director::getInstance();
Camera* defaultCamera = nullptr;
// 转换坐标系,将ui元素相对坐标转换为世界坐标
const auto& transform = getNodeToParentTransform();
for (const auto& camera : getCameras()) {
if (!camera->isVisible())
continue;
Camera::_visitingCamera = camera;
if (Camera::_visitingCamera->getCameraFlag() == CameraFlag::DEFAULT) {
defaultCamera = Camera::_visitingCamera;
}
// 遍历场景中UI树,会进入到Node::visit中,进行UI树遍历
visit(renderer, transform, 0);
// 绘制,会进入到Renderer::render中,执行绘制
renderer->render();
camera->restore();
for (unsigned int i = 0; i < multiViewCount; ++i)
director->popProjectionMatrix(i);
}
Camera::_visitingCamera = nullptr;
}
从渲染的角度来说,如上代码做的两件主要事情:
visit
执行节点的UI树遍历render
调用绘制命令相关开始渲染流程UI树节点的遍历,其规则采用的是中序(in-order)深度优先算法
,也就是:
void Node::visit(Renderer* renderer, const Mat4 &parentTransform, uint32_t parentFlags) {
// 如果不可见,则不再绘制
if (!_visible)
return;
uint32_t flags = processParentFlags(parentTransform, parentFlags);
_director->pushMatrix(MATRIX_STACK_TYPE::MATRIX_STACK_MODELVIEW);
_director->loadMatrix(MATRIX_STACK_TYPE::MATRIX_STACK_MODELVIEW, _modelViewTransform);
//
bool visibleByCamera = isVisitableByVisitingCamera();
int i = 0;
if(!_children.empty()) {
// 该接口会根据节点的localZOrder进行排序
sortAllChildren();
// 遍历localZOrder < 0
for(auto size = _children.size(); i < size; ++i) {
auto node = _children.at(i);
if (node && node->_localZOrder < 0)
node->visit(renderer, _modelViewTransform, flags);
else
break;
}
// 绘制自身
if (visibleByCamera)
this->draw(renderer, _modelViewTransform, flags);
// 遍历localZOrder > 0
for(auto it=_children.cbegin()+i, itCend = _children.cend(); it != itCend; ++it)
(*it)->visit(renderer, _modelViewTransform, flags);
} else if (visibleByCamera) {
// 添加到绘制命令中
this->draw(renderer, _modelViewTransform, flags);
}
_director->popMatrix(MATRIX_STACK_TYPE::MATRIX_STACK_MODELVIEW);
}
而针对于于UI树的遍历,主要接口为:
void Node::sortAllChildren() {
if (_reorderChildDirty) {
sortNodes(_children);
_reorderChildDirty = false;
_eventDispatcher->setDirtyForNode(this);
}
}
// 以localZOrder进行遍历
static void sortNodes(cocos2d::Vector<_T*>& nodes) {
std::sort(std::begin(nodes), std::end(nodes), [](_T* n1, _T* n2) {
return (n1->_localZOrder < n2->_localZOrder);
});
}
UI树的遍历,有助于对项目功能的性能优化,比如:
draw
在3.x之后不再执行绘制,而是生成绘制命令,以Sprite::draw
为例:
void Sprite::draw(Renderer *renderer, const Mat4 &transform, uint32_t flags) {
// 检测纹理是否合法
if (_texture == nullptr) {
return;
}
#if CC_USE_CULLING
// Don't calculate the culling if the transform was not updated
auto visitingCamera = Camera::getVisitingCamera();
auto defaultCamera = Camera::getDefaultCamera();
if (visitingCamera == nullptr) {
_insideBounds = true;
}
else if (visitingCamera == defaultCamera) {
_insideBounds = ((flags & FLAGS_TRANSFORM_DIRTY) || visitingCamera->isViewProjectionUpdated()) ? renderer->checkVisibility(transform, _contentSize) : _insideBounds;
}
else {
// XXX: this always return true since
_insideBounds = renderer->checkVisibility(transform, _contentSize);
}
// 检测渲染的纹理是否在视窗区域内
if(_insideBounds)
#endif
{
// 添加绘制命令
_trianglesCommand.init(_globalZOrder,
_texture,
getGLProgramState(),
_blendFunc,
_polyInfo.triangles,
transform,
flags);
renderer->addCommand(&_trianglesCommand);
}
}
通过addCommand
添加的绘制命令队列RenderQueue
中。
void Renderer::addCommand(RenderCommand* command) {
int renderQueueID =_commandGroupStack.top();
addCommand(command, renderQueueID);
}
void Renderer::addCommand(RenderCommand* command, int renderQueueID) {
// std::vector<RenderQueue> _renderGroups; 绘制命令栈
_renderGroups[renderQueueID].push_back(command);
}
等UI元素遍历结束后,会开始执行绘制命令相关
void Renderer::render() {
_isRendering = true;
if (_glViewAssigned) {
for (auto &renderqueue : _renderGroups) {
// 绘制命令遍历,主要针对的是globalZOrder
renderqueue.sort();
}
visitRenderQueue(_renderGroups[0]);
}
clean();
_isRendering = false;
}
绘制前,会对绘制栈中的命令进行遍历
void RenderQueue::sort()
{
// 遍历globalZOrder小于0的
std::stable_sort(std::begin(_commands[QUEUE_GROUP::GLOBALZ_NEG]), std::end(_commands[QUEUE_GROUP::GLOBALZ_NEG]), compareRenderCommand);
// 遍历globalZOrder大于0的
std::stable_sort(std::begin(_commands[QUEUE_GROUP::GLOBALZ_POS]), std::end(_commands[QUEUE_GROUP::GLOBALZ_POS]), compareRenderCommand);
}
static bool compareRenderCommand(RenderCommand* a, RenderCommand* b)
{
return a->getGlobalOrder() < b->getGlobalOrder();
}
针对于globalZOrder
的遍历没有等于0的原因在于:
前面的visit
遍历中,已经对localZOrder
执行了排序, 而在没有设定globalZorder的情况下,它默认就是0.
因此RenderQueue仅需要关注globalZOrder
不为0的排序即可。
另外,关于RenderQueue
的排序,让我们可以认识到globalZOrder
的优劣:
localZOrder
进行排序的在遍历完成后,会通过visitRenderQueue
进入到processRenderCommand
中
void Renderer::processRenderCommand(RenderCommand* command) {
auto commandType = command->getType();
if( RenderCommand::Type::TRIANGLES_COMMAND == commandType) {
flush3D();
auto cmd = static_cast<TrianglesCommand*>(command);
if(_filledVertex + cmd->getVertexCount() > VBO_SIZE || _filledIndex + cmd->getIndexCount() > INDEX_VBO_SIZE) {
drawBatchedTriangles();
}
}
else if(RenderCommand::Type::GROUP_COMMAND == commandType) {
flush();
int renderQueueID = ((GroupCommand*) command)->getRenderQueueID();
CCGL_DEBUG_PUSH_GROUP_MARKER("RENDERER_GROUP_COMMAND");
visitRenderQueue(_renderGroups[renderQueueID]);
CCGL_DEBUG_POP_GROUP_MARKER();
}
else if(RenderCommand::Type::CUSTOM_COMMAND == commandType) {
flush();
auto cmd = static_cast<CustomCommand*>(command);
CCGL_DEBUG_INSERT_EVENT_MARKER("RENDERER_CUSTOM_COMMAND");
cmd->execute();
}
else if(RenderCommand::Type::BATCH_COMMAND == commandType) {
flush();
auto cmd = static_cast<BatchCommand*>(command);
CCGL_DEBUG_INSERT_EVENT_MARKER("RENDERER_BATCH_COMMAND");
cmd->execute();
}
}
不同的UI元素会选择对应的命令执行执行OpenGL ES的渲染,最后将效果绘制到屏幕中。
cocos2d-x 的渲染流程步骤说明下:
Director::mainLoop
Director::drawScene
绘制当前场景Node::visit
按照LocalZOrder进行排序遍历,并生成不同类型的绘制命令这个就是它大概的流程。从项目优化的角度来说,需要我们以后可以明白:
关于绘制命令相关,可以参考博客: cocos2d-x 绘制命令
最后,祝大家学习生活愉快!
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