从0开发3D引擎（一）：开篇

介绍

大家好，本系列带读者踏上Web 3D编程之旅～

本系列是实战类型，从0开始带领读者写出“良好架构、良好扩展性、优秀的性能、最小功能集合(MVP)” 的3D引擎。

本系列的素材来自我们的产品:Wonder-WebGL 3D引擎和编辑器 的整个开发过程。

本系列是我正在写的书的预览版。详情请见：Wonder暂停开发，开始写书

本系列与我的“用函数式编程，从0开发3D引擎和编辑器”系列博文的区别：

• 本系列是它的重写版

• 本系列是实战类型，而它是经验总结类型

• 本系列只写引擎，而它既写引擎又写编辑器

为什么本系列只写引擎？

• 因为大部分人更关心引擎

• 为了加快写作速度，省略需要较多篇幅的编辑器

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从0开发3D引擎：目录

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从0开发3D引擎（二）：准备预备知识

本系列特色

1.完全从0开始，强调实战

2.保持精简，只实现最小功能，重点强调架构、扩展、性能

3.完全、彻底地使用函数式编程

现在3D领域使用函数式编程的资料很少，主流还是使用面向对象。
我以前也是用面向对象，不过自从我开始接触函数式编程，就拥抱了它。
希望能通过本系列，向读者展示函数式编程的魅力，扩展读者的视野和思维。

能给读者带来什么收益？

1.手把手教读者如何从0开发3D引擎
2.学习函数式编程及其在3D领域的应用
3.学习3D编程中基础的功能实现，如纹理、光照、模型等
4.学习引擎的设计和架构，如Data Oriented、多线程等

读者如何学习本系列

本系列从第三部分开始，会开始写程序，开发引擎。建议读者从这部分开始，不要按照文中给出的程序实现，自己再一行一行地重写一遍。因为这样效率低下，而且有可能会出错（虽然“程序实现”试图给出完整的代码，但仍然有可能遗漏了一些细节。这会导致读者如果自己照着写的话，自己写的程序可能会运行失败），所以建议读者阅读每篇文章，理解程序的实现，然后在文末查看该文的完整项目代码。

本系列技术选型

• 使用Reason语言（函数式编程语言，可编译为Javascript）

Reason是在Ocaml语言的基础上修改而来，专门提供给前端开发者使用。

Reason是函数式编程语言，使用Bucklescript编译器编译成javascript语言。

在我看来，至少有两大优点：
1.编译后的javascript优化得非常好，让我们能够高性能地使用函数式编程。
2.强类型和类型推导，让我们既不用向Typescript那样定义很多类型（Reason会帮我们推导类型），又可以享受强类型约束的好处（编译时能检查更多的错误）。

我们Wonder已经使用Reason两年的时间了，所有产品，包括前端后端，都用Reason语言写，非常好用。

Reason的相关评价详见：
如何评价 reasonml ? -> Wonder的回答
如何评价 Facebook 推出的编程语言 Reason?

• 使用WebGL 1.0作为底层API

为了引擎能跑在移动端，我们选择WebGL 1.0而不是WebGL 2.0。

引擎的特色

• 函数式编程

• 使用“函数式反应式编程”（FRP）实现异步

• 多线程渲染

• Data Oriented

• 契约检查

• 基于job的可扩展的渲染管道

引擎支持的运行环境

重点支持桌面端浏览器（引擎的多线程渲染等功能只能在桌面端开启）：

• Chrome
• Firefox
• 360 browser(v10.0及以上)
• qq browser(v10.4及以上)

也能够支持移动端浏览器：

• 微信浏览器（安卓4.4及以上、ios 8及以上）

内容规划

本系列分成六个部分：

第一部分：准备（已完成）

主要内容：

• 准备预备知识
• 搭建开发环境
• 搭建测试环境

第二部分：基础（已完成）

主要内容：

• 学习函数式编程

• 学习函数式反应式编程

• 学习Reason

第三部分：搭建雏形（已经开始写）

主要内容：

• 编写最小的3D程序

• 从中提炼引擎

• 改进引擎架构

第四部分：增加功能（没有开始写）

主要内容：

• 增加基础功能

• 加入Scene Graph

第五部分：增强扩展性（没有开始写）

主要内容：

• 加入脚本组件

• 加入自定义材质

• 加入其它可能的扩展，如ui扩展等

第六部分：应用（没有开始写）

主要内容：

• 通过引擎支持的扩展，加入实际应用需要的功能（如picking等）

• 实现几个完整的3D应用

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本文介绍我在实际的前端项目中的架构设计，展示因为需求变化而导致架构变化的过程。
全文分为三个阶段，分别对应三次需求的变化，给出了对应的架构设计。
在第一个阶段中，我使用面向过程设计；在第二个阶段和在第三个阶段中，我使用面向对象设计。

本文参考资料

Wonder-WebGL 3D引擎和编辑器
“用函数式编程，从0开发3D引擎和编辑器”系列博文