[游戏开发]游戏引擎Flax Engine分析（七）渲染

2021SC@SDUSC

一、简述

? ? ? ? 上一篇博客将开始渲染的整个流程介绍完毕，这篇博客将对后续渲染服务进行进一步的分析（注：仍然仅关注于2D渲染部分）

二、分析

? ? ? ? 我们接下来分析的部分是结束渲染的操作，也就是Render2D中的End操作：

    RENDER2D_CHECK_RENDERING_STATE;
    ASSERT(Context != nullptr && Output != nullptr);
    ASSERT(GUIShader != nullptr);

????????RENDER2D_CHECK_RENDERING_STATE为预定义的宏，目的是查询2D渲染状态并输出日志信息，通过调用Render2D中的isRendering（）判断渲染状态，若为false（即未处于渲染中），打印日志信息"Calling Render2D is only valid during rendering."。

? ? ? ? ASSERT在之前已经分析过：执行表达式的硬断言，?使引擎崩溃并在表达式失败时插入调试器中断。

? ? ? ? 然后判断绘制调用是否为空，如果没有可绘制的则跳过，函数返回。

GPUShader* shader;
    {
        if (!GUIShader->IsLoaded() && GUIShader->WaitForLoaded())
        {
            DrawCalls.Clear();
            Context = nullptr;
            Output = nullptr;
            return;
        }
        shader = GUIShader->GetShader();
    }

? ? ? ? 准备着色器shader?，着色器未加载且无法加载该资产（失败或已取消）时，清清除绘制调用，返回。若着色器可加载，则为shader分配着色器资源。

? ? ? ? 这里我们重点分析一下资源类（Assert）下的这个WaitForLoaded()函数：

? ? ? ? 函数作用是停止当前线程执行并等待资产加载（加载将失败、成功或被取消）；参数为以毫秒为单位的自定义超时值，缺省值为3000；如果无法加载该资产（失败或已取消），则为真，否则为假。

????????当引擎的某些部分需要等待资产加载结束时（可能会失败但必须结束），该函数会被多次使用。
? ? 但它不能只是一个简单的主动等待循环。
? ? 想象以下情况：
? ? 内容池有 2 个加载线程。
? ? 两者都开始加载需要重新编译的分层材质（Material Generator 工作）。
? ? 这些材料中的每一种都由几层组成。
? ? 加载子层 Material Generator 正在请求内容池完全加载它。
? ? 但是这无法完成，因为 Pool 的线程有限，并且所有线程都可能请求完成更多负载。

? ? 为了解决这个问题，我们有不同的解决方案：
? ? 1) 添加更多加载线程（不好的主意）
? ? 2）内容加载可以使用线程池来排队单个任务（由于排队的任务多且线程池大小有限（需要构建依赖关系图？），仍然存在风险）
? ? 3) 内容加载可以检测来自内容加载器线程的资产加载调用，并无停顿地加载请求的资产
? ? 4) 每个资产都可以公开依赖项，内容系统可以更早地加载所需的依赖项
? ?
? ? 3) 和 4) 是很好的解决方案。 4) 需要更多的工作，但将来需要构建系统来收集游戏包的资产。
? ? 但是 WaitForLoaded 可以检测是否从 Loading Thead 调用并手动加载相关资产。这很容易做到，而且会奏效。

? ? ?接下来我们看具体是怎么做的：

? ? ?如果资产已经加载，则提前退出（如果在主线程上运行，可以刷新资产“已加载”事件），返回false。

? ? ?检查是否缺少加载任务，若加载任务为空，打印日志信息：”加载资产...失败，未附加加载任务且未加载资产”，返回true。

?????检查是否从 Loading Thread 进行调用并且尚未执行任务。获取Loading Thread：

? ? ? 1）?若Loading Thread不为空，注意：要重现这种情况，只需将材料包含到材料中（使用分层）。因此在加载第一个材料期间，它将等待调用此函数的子材料加载。

????????尝试执行内容任务，从加载队列中取出任务，若取出的任务为加载任务，运行取出的任务，否则压入本地队列；若取出失败，队列中没有任务但它已排队，因此其他线程可能已将其窃取到自己的本地队列中，结束函数。

? ? ? ? 若本地队列不为空，放回排队的任务。

????????检查任务是否完成。如果没问题，则等待下一个任务；失败或取消，因此此等待也失败。

? ? ?2）若Loading Thread为空。等待任务结束。

? ? ?最后返回isLoaded为0。

? ? ? ? 我们回到结束渲染：

? ? ? ? 接下来刷新几何缓冲区：

    VB.Flush(Context);
    IB.Flush(Context);

????????设置输出：

    Context->ResetSR();
    Context->SetRenderTarget(DepthBuffer, Output);
    Context->SetViewportAndScissors(View);
    Context->FlushState();

????????准备恒定缓冲：

    GPUConstantBuffer* constantBuffer = shader->GetCB(0);
    Data data;
    Matrix::Transpose(ViewProjection, data.ViewProjection);
    Context->UpdateCB(constantBuffer, &data);
    Context->BindCB(0, constantBuffer);

????????准备 PSO （管线状态对象）。

????????刷新绘制调用。弹出绘制调用，检查是否无法将元素添加到批处理中，若不能，刷新批处理元素，将元素添加到批处理。

? ? ? ? 刷新全部批处理元素至结束。

 if (batchSize != 0)
    {
        DrawBatch(batchStart, batchSize);
    }

? ? ? ? 最后清楚绘图调用、GPU上下文设置为空、GPU纹理视图（输出）设置为空。

    DrawCalls.Clear();
    Context = nullptr;
    Output = nullptr;

? ? ? ? ?这篇博客就分析到这里，主要介绍了结束渲染时所做的处理，下一篇博客将继续分析后续2D渲染服务。