cocos2dx渲染架构

2dx的时代UI树便利和渲染是没有分开的，遍历UI树的时候就渲染.3dx版本为了分离了ui树的遍历和渲染，先遍历生成渲染命令发到渲染队列，之后遍历渲染命令队列开始渲染.这样做的好处是渲染命令可以重用，单独的渲染可以做优化例如自动批绘制.本篇首先介绍cocos2D-X 3.x版本的渲染结构，之后会深入opengl es.

mainLoop

void DisplayLinkDirector::mainLoop()
{
	if (_purgeDirectorInNextLoop)
	{
    	//只有一种情况会调用到这里来，就是导演类调用end函数
        _purgeDirectorInNextLoop = false;
        //清除导演类
        purgeDirector();
    }
    else if (! _invalid)
    {
        //绘制
        drawScene();
        //清除内存
        PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->clear();
    }
}

分析的起点是mainLoop函数，这是在主线程里面会调用的循环，其中drawScene函数进行绘制。那么就进一步来看drawScene函数。mainLoop实在opengl的ondrawframe调用过来的即平台每帧渲染会调用.

drawScene

void Director::drawScene()
{
    //计算间隔时间
    calculateDeltaTime();
    //如果间隔时间过小会被忽略
    if(_deltaTime < FLT_EPSILON){ return;}
    //空函数，也许之后会有作用
    if (_openGLView)
    {
        _openGLView->pollInputEvents();
    }

    //非暂停状态
    if (! _paused)
    {
        //scheduler更新 会使actionmanager更新和相关的schedule更新 引擎物理模拟都是在绘制之前做的
        _scheduler->update(_deltaTime);
        _eventDispatcher->dispatchEvent(_eventAfterUpdate);
    }

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    //切换下一场景，必须放在逻辑后绘制前，否则会出bug
    if (_nextScene)
    {
        setNextScene();
    }

    kmGLPushMatrix();
    //创建单位矩阵
    kmMat4 identity;
    kmMat4Identity(&identity);

    //绘制场景
    if (_runningScene)
    {
        //递归的遍历scene中的每个node的visit生成渲染命令放入渲染队列
        _runningScene->visit(_renderer, identity, false);
        _eventDispatcher->dispatchEvent(_eventAfterVisit);
    }

    //绘制观察节点，如果你需要在场景中设立观察节点，请调用摄像机的setNotificationNode函数 
    if (_notificationNode)
    {
        _notificationNode->visit(_renderer, identity, false);//这是一个常驻节点
    }
    //绘制屏幕左下角的状态
    if (_displayStats)
    {
        showStats();
    }
    //渲染
    _renderer->render();
    //渲染后
    _eventDispatcher->dispatchEvent(_eventAfterDraw);

    kmGLPopMatrix();

    _totalFrames++;

    if (_openGLView)
    {
        _openGLView->swapBuffers(); //交换缓冲区
    }
    //计算绘制时间
    if (_displayStats)
    {
        calculateMPF();
    }
}

其中和绘制相关的是visit的调用和render的调用，其中visit函数会调用节点的draw函数，在3.x之前的版本中draw函数就会直接调用绘制代码，3.x版本是在draw函数中生成将绘制命令放入到renderer队列中，然后renderer函数去进行真正的绘制，首先来看sprite的draw函数.

渲染命令

void Sprite::draw(Renderer *renderer, const kmMat4 &transform, bool transformUpdated)
{
    //检查是否超出边界，自动裁剪
    _insideBounds = transformUpdated ? renderer->checkVisibility(transform, _contentSize) : _insideBounds;

    if(_insideBounds)
    {
        //初始化
        _quadCommand.init(_globalZOrder, _texture->getName(), _shaderProgram, _blendFunc, &_quad, 1, transform);
        renderer->addCommand(&_quadCommand);

        //物理引擎相关绘制边界
if CC_SPRITE_DEBUG_DRAW
        _customDebugDrawCommand.init(_globalZOrder);
        //自定义函数
        _customDebugDrawCommand.func = CC_CALLBACK_0(Sprite::drawDebugData, this);
        renderer->addCommand(&_customDebugDrawCommand);
endif
    }
}

这里面用了两种不同的绘制命令quadCommand初始化后就可以加入到绘制命令中，customDebugDrawCommand传入了一个回调函数，具体的命令种类会在后面介绍。其中自定义的customDebugDrawCommand命令在初始化的时候只传入了全局z轴坐标，因为它的绘制函数全部都在传入的回调函数里面，_quadCommand则需要传入全局z轴坐标，贴图名称，shader，混合，坐标点集合，坐标点集个数，变换。

Render

void Renderer::render()
{
    _isRendering = true;
    if (_glViewAssigned)
    {
        //清除
        _drawnBatches = _drawnVertices = 0;
     
        //排序
        for (auto &renderqueue : _renderGroups)
        {
            renderqueue.sort();
        }
        //绘制
        visitRenderQueue(_renderGroups[0]);
        flush();
    }
    clean();
    _isRendering = false;

}

Render类中的render函数进行真正的绘制，首先排序，再进行绘制，从列表中的第一个组开始绘制。在visitRenderQueue函数中可以看到五种不同类型的绘制命令类型，分别对应五个类，这五个类都继承自RenderCommand。

绘制命令

1. QUAD_COMMAND：

   QuadCommand类绘制精灵等。所有绘制图片的命令都会调用到这里，处理这个类型命令的代码就是绘制贴图的openGL代码，

2. CUSTOM_COMMAND：

   自定义绘制，自己定义绘制函数，在调用绘制时只需调用已经传进来的回调函数就可以，裁剪节点，绘制图形节点都采用这个绘制，把绘制函数定义在自己的类里。这种类型的绘制命令不会在处理命令的时候调用任何一句openGL代码，而是调用你写好并设置给func的绘制函数，并自己实现一个自定义的绘制。

3. BATCH_COMMAND：

   批处理绘制，批处理精灵和粒子,其实它类似于自定义绘制，也不会再render函数中出现任何一句openGL函数，它调用一个固定的函数。

4. GROUP_COMMAND：

   绘制组，一个节点包括两个以上绘制命令的时候，把这个绘制命令存储到另外一个renderGroups中的元素中，并把这个元素的指针作为一个节点存储到renderGroups[0]中。

render流程

void Renderer::addCommand(RenderCommand* command)
{
    //获得栈顶的索引
    int renderQueue =_commandGroupStack.top();
    //调用真正的addCommand
    addCommand(command, renderQueue);
}

void Renderer::addCommand(RenderCommand* command, int renderQueue)
{
    //将命令加入到数组中
    _renderGroups[renderQueue].push_back(command);
}

addCommand它是获得需要把命令加入到renderGroups位置中的索引，这个索引是从commandGroupStack获得的，commandGroupStack是个栈，当我们创建一个GROUP_COMMAND时，需要调用pushGroup函数，它是把当前这个命令在_renderGroups的索引位置压到栈顶，当addCommand时，调用top，获得这个位置

groupCommand.init(globalZOrder);
renderer->addCommand(&_groupCommand);
renderer->pushGroup(_groupCommand.getRenderQueueID());

GROUP_COMMAND一般用于绘制的节点有一个以上的绘制命 令，把这些命令组织在一起，无需排定它们之间的顺序，他们作为一个整体被调用，所以一定要记住，栈是push，pop对应的，关于这个节点的所有的绘制命令被添加完成后，请调用pop，将这个值从栈顶弹出，否则后面的命令也会被添加到这里。

为什么调用的起始只需调用为什么只是0，其他的呢？

visitRenderQueue(_renderGroups[0]);

它们会在处理GROUP_COMMAND被调用

else if(RenderCommand::Type::GROUP_COMMAND == commandType) {
    flush();
    int renderQueueID = ((GroupCommand*) command)->getRenderQueueID();
    visitRenderQueue(_renderGroups[renderQueueID]);
}