从Demo到Engine(一) -- IRenderable
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从普通demo到engine(为了方便讨论，本文的engine仅仅指render engine)，最重要的一部就是抽象和批处理。这样的说法可能不太容易理解，看以下代码：
object2.Draw();
object3.Draw();
这是我们写demo时最常出现的情况，从OO的角度来说，这是非常好的设计方案，每个对象都知道如何绘制自己，把所有渲染相关的数据方法都封装在内部，与设计模式中shape,circle,rectangle的例子不谋而合。但你应该已经猜到，我之所以写这篇文章，那么肯定这种方法是不好的，让我们来看看这段代码有什么问题。
1. 性能。编写图形程序时，性能永远是第一位的考虑。对于object.Draw来说，为了保证正确渲染对象，Draw内部必须正确设置所有状态（render state，vertex declaration，stream source，etc..）, 如果前后渲染的物体有很多状态都相同，显然，冗余的状态设置会影响性能。其次，众所周知，GPU更善于一次渲染大量三角形而不是渲染很多次少量三角形，因此常常需要把小几何体打包为一个整体渲染。
2. 可维护性。这段代码非常难于扩展，每次添加新的ojbect，就必须编写Draw。此外，更重要的是底层函数会遍布所有代码，一旦底层发生变化，几乎所有代码都要重写。举例来说，每个object都需要保存了Device引用，并直接调用DrawPrimitive绘图，当程序从DX9升级到DX10，或者从DX迁移到OpengGL，所有Draw函数中与渲染相关的代码都要重写。
如果你已经意识到了这些问题，恭喜，你已经有初步的引擎思想了。回到文章开头，解决以上问题的关键就是把所有object抽象为一种统一的对象，之后在renderer中以批的方式组织，渲染，比如下面这样：
renderer.AddRenderable(obj2);
renderer.AddRenderable(obj3);
renderer.DrawScene();
这里，把所有可渲染对象抽象为Renderable对象。乍一看，把所有可渲染对象都统一为一个类/接口似乎不是那么简单的事，但仔细分析，其实并不复杂。渲染一个物体的最少必要元素有哪些呢？1. 几何体信息，包括vertex/index buffer, vertex declaration；2，材质信息，包括shader，render state，texture；3，变换信息，通常就是matrix。还有吗？没了，对就是那么简单，已经可以立即写出renderable的原型了：
{
GetGeometryPackage();
GetMaterial();
GetMatrix();
}
Renderer负责设置geometryPackage, material,matrix，IRenderable不再依赖于底层API了。再进一步，GeometryPackage应该如何设计呢？为了方便讨论，假设我们的几何数据只会用到一个stream，可以写出类似的代码：
{
packageType;
vertexDecl;
}
class BufferedPackage:GeometryPackage
{
vertexBuffer;
}
class IndexedBufferedPackage: BufferedPackage
{
indexBuffer;
}
class Renderer
{
switch(packageType)
case: buffered : drawPrimitive;
case: indexedBufferd: drawIndexPrimitive;
}
GeometryPackage是一个抽象类，根据不同的几何数据，派生出不同子类。你大概会说，这不是和object3.Draw需要为每个类实现Draw一样了吗？非也，这里的关键在于GeometryPackage只可能有有限的几个子类，由于硬件在很长一段时间内都不会发生变化，这些有限的子类相对是比较稳定的。但GeometryPackage用到底层类型（vertexBuffer）了，也有可能变化啊。对，可更重要的是我们已经把可能遍布所有object中的顶点数据，集中到GeometryPackage中几个有限的子类中了，即使底层函数变化，修改起来也非常快，并且所有接口仍然可以运行。Renderer需要根据packageType判断调用哪个函数，重构告诉我们switch是bad smell？如前所述，这里的packageType基本是稳定有限的，因此也不会有太多副作用，反而整个程序只会在Renderer才会出现drawPrimitive等函数了，以后维护起来将非常方便。
关于GetMatrix，没有太多可说的，但上面代码中隐藏了一个比较重要的地方，Matrix[] GetMatrix()才是完整的写法，这样，无论对简单还是带骨骼动画的物体都适用。
至于Material，就比较复杂了，咱下回再说吧，呵呵J
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老早就想写一些关于renderer，material设计的文章，可惜一直没想好怎么写，今天有空，索性想到什么写什么吧..........
