LayaBox引擎3D源码阅读(一、从继承链开始学习)

前言

在转到3D游戏开发的时候，始终会有所不适，首先最难让人不习惯的就是，空间的转换没办法那么快的就转换过来。另一个始终是分不清纹理，材质，网格，贴图这些名词之间到底什么关系。

正文

不管3D游戏还是2D游戏，对于游戏引擎来说都是把显示对象绘制到屏幕上。我们首先来了解Laya3D有哪些显示对象（3D精灵）

Sprite3D作为3D显示对象基类，有三个子类，分别是RenderableSprite3D，BaseCamera以及LightSprite

RenderableSprite3D

RenderableSprite3D是可渲染对象基类，它的子类都是可以被Laya引擎渲染的。其中每个子类对应一个Render对象

1. MeshSprite3D是静态网格精灵，常用于美术预制的网格数据渲染模型。比如游戏场景中的建筑，装饰物
2. ShuriKenParticle3D是粒子特效精灵。与2D粒子特效的用法差不多
3. PixelLineSprite3D是像素线精灵，是由线段在3维空间组成的网格数据
4. SkinnedMeshSprite3D是蒙皮网格精灵，一般用于人物模型网格数据
5. TrailSprite3D是拖尾精灵

BaseCamera

BaseCamera只有一个子类Camera，是3D场景中的摄像机对象。摄像机是一个3D场景必备的对象，否者也不会渲染出任何对象。
摄像机主要作用就是确认哪些对象是需要渲染的，哪些对象是不需要渲染的。并且在帧循环中对视窗内的对象进行渲染。
一个场景中可以存在多个摄像机，每个摄像机的渲染逻辑都是单独计算的，因此每增加一个摄像机，渲染负担也同时增加一倍。

LightSprite

LightSprite是灯光对象的基类，灯光分为如下几类

1. DirectionLight是平行光，用于模拟太阳光，固定一个方向，光照不会衰减。
2. PointLight是点光源，可以用于模拟灯泡，蜡烛灯，有强度，颜色，衰减半径属性。
3. SpotLight是聚光灯，可以用于模拟手电灯，光照区域边缘有衰减现象，区域也被随距离越来越大。

在了解了显示对象之后，再来看看对于显示对象处理的Render函数有哪些。

BaseRender是所有渲染器的基类，持有所需要渲染的材质引用及包围盒对象。看到这里我们就可以理解为Sprite3D是材质纹理的一个显示容器，Render是Sprite3D持有的可以渲染到屏幕的逻辑处理器。

1. PixelLineRenderer是PixelLineSprite3D持有的渲染器。用于渲染像素线精灵。
2. MeshRenderer是MeshSprite3D持有的渲染器，用于渲染静态网格精灵。
3. ShurikenParticleRenderer是ShuriKenParticle3D持有的渲染器，用于渲染3D粒子
4. TrailRenderer是TrailSprite3D所持有的渲染器，用于渲染拖尾精灵。

刚刚有说Sprite3D是显示对象容器，被Render逻辑处理渲染，那它处理的对象就是我们的资源资产对象Resource。下面来看看Resource对象的继承链。

上图的Resource继承链，我只写了3D相关的资源类型，2D的资源就暂时忽略了。
可以看到Resource资源类型可以分为Mesh网格，Material材质类型，Avatar骨骼映射数据，AnimationClip动画数据。
可以说一个Sprite3D也是由这些资产数据所组成。

1. Mesh是模型数据，在Laya中一般是.lm后缀文件。
2. Material分类很多，一般文件后缀为.lmat文件，是Unity中为模型设置的材质信息。加载.ls或者.lh文件时会自动加载.lmat文件来产生材质。

材质分类

1. BlinnPhongMaterial材质是LayaAir3D中标准材质。
2. EffectMaterial材质是特效材质，靠混合模式产生光效，这种材质常用于特效制作。
3. UnlitMaterial材质是不受光材质。这种材质最大的特点就是不受光照影响，且最省性能。这种材质直接显示原贴图的样式。
4. PBRStandardMaterial材质基于物理普通反射材质，一般用于粗糙质感的材质。
5. PBRStandardMaterial材质基于高光，常用于光滑金属质感。
6. WaterPrimaryMaterial材质水初级材质。
   每个材质都会对应着Sprite3D的使用。所以可以这么说Laya中每个3D资产单元都会对应从管理到渲染的一套逻辑。

纹理，材质，网格之间的关系

通过阅读代码，可以理解，纹理是材质中的一项属性，通常是Texure对象，材质还包含处理纹理的很多属性。
网格是一个模型在3D空间的组成点数据合成。