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大家好，皮皮哥又来了，上次的源码分析系列文章已经过去好久，最近比较闲，可以这段时间写一些东西，附上上次的第一篇
creator源码阅读系列之第一篇源码总览
渲染还是引擎的重中之重，通过本系列你可以学习到，引擎如何检测合批，2.0系列的渲染相比老的2dx有了哪些大的变化，渲染的核心代码讲解，本人不才，可能会有疏漏和错误的地方，希望大家认真指出，当然本篇文章也会由于我的理解的深入，逐步进行修改
我们先来看看渲染的代码在哪里
一 渲染流程中用到的核心类
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Assembler : 处理渲染组件顶点数据的方法，为 RenderComponent 使用以处理不同的顶点数据数量以及不同的填充规则。
核心方法有：updateRenderData 用以准备顶点数据，fillBuffers 用以将准备好的顶点数据填充进VetexBuffer 和 IndiceBuffer 中。
子类有：2d图片使用的：SimpleSpriteAssembler 普通渲染使用，SlicedAssembler 九宫格填充，TiledAssembler 平铺模式，BarFilledAssembler 和 RadialFilledAssembler是横向和径向的填充模式。
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RenderComponent: 所有直接渲染组件的基类，如cc.Sprite,cc.Label, cc.Graphics等。渲染组件的 _assembler 为其对应关联的 Assembler 来进行渲染数据的更新和提交。
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RenderFlow ： 渲染流，用以遍历场景下所有节点，根据每个节点的_renderFlag , 处理节点的位置，颜色，透明度，更新并渲染。
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ModelBatcher : 用以管理渲染数据model，渲染批次合并，从而减少drawcall，提升性能。
5.ForwardRenderer ： 持有的device是真正的使用gl函数将顶点数据，纹理等绘制到屏幕上。在 cc.render 下的 initWebGL 和 initCanvas 是根据不同设备情况下，创建ForwardRenderer的入口。
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RenderData ：Assembler 中持有的渲染数据，用以保存顶点数据，顶点索引数据。
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Material ： 材质，RenderComponent 中用于控制渲染组件的视觉效果，有Effect属性。
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Effect ： 可定义GLSL脚本。
首先分析Assembler,主要代码如下:
Assembler.register(Label, {
getConstructor(label) {
let ctor = TTF;
if (label.font instanceof cc.BitmapFont) {
ctor = Bmfont;
} else if (label.cacheMode === Label.CacheMode.CHAR) {
cc.warn('sorry, canvas mode does not support CHAR mode currently!');
}
return ctor;
},
TTF,
Bmfont
});
export default class Assembler {
constructor () {
this._extendNative && this._extendNative();
}
// 负责初始化渲染数据及一些局部参数
init (renderComp) {
this._renderComp = renderComp;
}
// 负责在渲染组件的顶点数据有变化时进行更新修改
updateRenderData (comp) {
}
// 负责在渲染时进行顶点数据的 Buffer 填充
// 将顶点坐标数据、uv数据和颜色数据添加到buffer后。核心点!此处是_assembler、_renderData和InputAssembler三者发生关系的地方
fillBuffers (comp, renderer) {
}
getVfmt () {
return vfmtPosUvColor;
}
}
// renderCompCtor 渲染组件类//assembler 组件装配类Assembler.register = function (renderCompCtor, assembler) {
renderCompCtor.__assembler__ = assembler;// 注册组件装配类到渲染组件类
};
Assembler.init = function (renderComp) {
let renderCompCtor = renderComp.constructor;
let assemblerCtor = renderCompCtor.__assembler__;//取得组件装配类
while (!assemblerCtor) {
renderCompCtor = renderCompCtor.$super;
if (!renderCompCtor) {
cc.warn(`Can not find assembler for render component : [${cc.js.getClassName(renderComp)}]`);
return;
}
assemblerCtor = renderCompCtor.__assembler__;
}
if (assemblerCtor.getConstructor) {
assemblerCtor = assemblerCtor.getConstructor(renderComp);
}
if (!renderComp._assembler || renderComp._assembler.constructor !== assemblerCtor) {
let assembler = assemblerPool.get(assemblerCtor);
assembler.init(renderComp);// 调用具体组件装配实例对组件实例进行初始化
renderComp._assembler = assembler;
}
};
渲染组件通过 Assembler.register注册到引擎中，比如图形渲染组件的注册代码为 Assembler.register(cc.Graphics, GraphicsAssembler)，cc.Graphics为图形类，GraphicsAssembler继承自Assembler类，渲染组件持有_assembler,_assembler持有_renderData,_renderData和InputAssembler都是数据容器，_assembler是数据操作,_assembler可以创建和updateRenderData，更新verts,InputAssembler是在渲染时用到的，用于组织传入GPU的数据.
渲染代码流程详解
2.1 初始入口
渲染流程会在每帧调用，所以可以在 CCDirector 的 mainLoop 中找到渲染的入口：
(CCDirector之前的我就不提了，大家可以调试了看堆栈)
// Render
this.emit(cc.Director.EVENT_BEFORE_DRAW);
renderer.render(this._scene, this._deltaTime);
// After draw
this.emit(cc.Director.EVENT_AFTER_DRAW);
renderer的定义在 \cocos2d\core\renderer\index.js 中。
2.2 cc.renderer.render()
render (ecScene, dt) {
this.device.resetDrawCalls();
if (ecScene) {
// walk entity component scene to generate models
this._flow.render(ecScene, dt);
this.drawCalls = this.device.getDrawCalls();
}
},
关于 _flow, 在 cc.renderer 的 initWebGL 和 initCanvas 中可以看到：
this._flow = cc.RenderFlow;
所以下一步进入到 cc.RenderFlow.render()。
2.3 cc.RenderFlow.render()
render方法定义在 cocos2d\core\renderer\render-flow.js 中。 这10行代码包含了渲染的整个流程：1.遍历节点获取数据，2.渲染到屏幕。代码如下
RenderFlow.render = function (rootNode, dt) {
_batcher.reset();
_batcher.walking = true;
// 遍历渲染场景节点的所有子节点
RenderFlow.visitRootNode(rootNode);
_batcher.terminate();
_batcher.walking = false;
// 将batcher中的渲染数据，渲染到屏幕
_forward.render(_batcher._renderScene, dt);
};
这个方法里有_batcher 和 _forward 2个变量， 是在方法 RenderFlow.init 中初始化。而 RenderFlow.init 也是在在 cc.renderer 的 initWebGL 和 initCanvas 中调用，代码如下。
this._forward = new ForwardRenderer(this.device, builtins);
this._handle = new ModelBatcher(this.device, this.scene);
// 调用了 cc.RenderFlow.init
this._flow.init(this._handle, this._forward);
由此可知，变量名字和变量类型有关联性，方便我们能快速了解各个变量的类型：
_batcher 类型是 ModelBatcher，用以渲染合批。
_forward 类型是 ForwardRenderer，用以渲染数据到设备的屏幕中。
搞清楚各个变量的定义类型后，下面会逐步了解，如何获取到各个节点和组件上需要渲染的数据。
三 RenderFlow 的运行逻辑
RenderFlow ： 渲染流，用以遍历场景下所有节点，根据每个节点的_renderFlag , 处理节点的位置，颜色，透明度，更新并渲染。
3.1 性能优化
在v1.x版本中，每次渲染都会进行很多动态判断，需要去判断每个节点是否需要更新位置矩阵，是否需要渲染，在这些过程中会有很多无用分支判断，消耗性能。
所以在v2.x版本中，RenderFlow根据渲染过程中调用的频繁度划分出多个渲染状态，比如 Transform，Render，Children 等，而每个渲染状态都对应了一个函数。在 RenderFlow 的初始化过程中，会预先根据这些状态创建好对应的渲染分支，这些分支会把对应的状态依次链接在一起。在渲染前会更新该节点的_renderFlag ,在渲染该节点时就可以直接根据 _renderFlag的值，进行相应分支的处理，不用进行多余的状态判断。
例如一个节点在当前帧需要更新矩阵，以及需要渲染自己，那么这个节点会更新他的 flag 为
node._renderFlag = RenderFlow.FLAG_TRANSFORM | RenderFlow.FLAG_RENDER。
更加详细的内容可见文末的相关链接中 : RenderFlow的性能优化.
3.2 RenderFlow 内的链式方法的创建与调用
RenderFlow中根据 _renderFlag 获取渲染流的代码如下:
function getFlow (flag) {
let flow = null;
let tFlag = FINAL;
while (tFlag > 0) {
if (tFlag & flag)// 如果flag标识匹配，则添加新的渲染流
flow = createFlow(tFlag, flow);// 需要把上一步创建flow传入，作为子流
tFlag = tFlag >> 1;// 标志右移一位
}
return flow;
}
createFlow() 中会根据flag创建对应的渲染流，并加入链中，代码如下：
function createFlow (flag, next) {
let flow = new RenderFlow();
flow._next = next || EMPTY_FLOW;// 将本次创建的flow加入链表首部
// 根据不同的flag设置不同的处理方法
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是根据node节点上的_renderFlag 来进行不同的渲染流程，所以当node节点上的位置，颜色，透明度等参数改变后，需要同步修改_renderFlag。这样在渲染时会去根据flag处理对应的流程。
3.3 详解 RenderFlow 的不同操作
RenderFlow根据 _renderFlag 创建了链式渲染流，但各个不同的FLAG对应的方法，都做了些什么，下面会详细说明。
_localTransform 方法
更新本地坐标矩阵。(Tips:节点的位置通过本地坐标矩阵和世界坐标矩阵管理，通过矩阵叉乘来进行高效的坐标转换，具体内容待继续学习了解。。。)
_worldTransform 方法
更新世界坐标矩阵。
_opacity 方法
处理透明度。
_color 方法
更新 renderCompent 的颜色
_updateRenderData 方法
更新渲染数据，调用 Assembler 里的 updateRenderData 方法，主要是更新uv和顶点数据。
_render 方法
调用 RenderComponent 的 _checkBacth 检测合批。
调用 Assembler 的 fillBuffers 填充数据。
_children 方法
遍历子节点进行子节点的渲染流程。
_postRender 方法
看一最终渲染调用栈：
渲染核心逻辑见上图
这次先讲这么多，想了想还是分成两部分去写，下次讲介绍ModelBatcher数据合批，材质系统和ForwardRender
