QUAKE 3源代碼審查：渲染器

QUAKE 3源代碼評論：RENDERER（第2部分，共5部分）>>

Quake III渲染器是Quake II硬件加速渲染器的演變：經典部分是建立在“二進制分區”/“潛在可見集”架構上，但兩個新的關鍵方面是顯着的：

• 一個基於OpenGL 1.X固定管道的着色器系統。這在1999年是相當成就的。它在現在無處不在的頂點，幾何和片段着色器之前的一個時代提供了大量的創新空間。
• 支持多核架構：OpenGL客戶機/服務器模型在某些方法上阻塞，線程系統部分消除了此問題。

結構

渲染器完全包含在renderer.lib靜態鏈接中quake3.exe：

渲染器的整體構架是Quake Classic：它依賴於着名的BSP / PVS / Lightmap組合：

• 預處理：
  1. 遊戲設計師使用QRadiant創建並保存.map。
  2. q3bsp.exe通過二進制空間分區對地圖進行切片。我在Quake1渲染器審查中寫了這個。
  3. 在BSP之外，生成門戶系統：我在Doom3 Dmap工具中寫了這個。
  4. q3vis.exe使用門戶系統併爲每次休假生成PVS（潛在可見集）。每個PVS被壓縮並存儲在一個bsp文件中，就像我之前的文章中描述的那樣。
  5. 門戶系統被丟棄。
  6. q3light.exe 計算地圖中每個多邊形的所有照明，並將結果作爲光照貼圖存儲在bsp文件中。
  7. 此時，所有預處理（PVS和Lightmaps）都存儲在.bsp文件中。
• 運行時刻：
  1. 引擎加載地圖和bsp。
  2. 要求轉載時：
  3. 引擎解壓PVS作爲當前休假，確定實際上是可見的。
  4. 對於每個多邊形，它通過多重打印將光線圖與顏色相結合。

當引擎被修改爲僅顯示一個或另一個引擎時，可以清楚地看到多重貼圖和光照圖步驟：

由水平設計師/藝術家繪製的紋理：由下列生成

的光照圖q3light.exe：

通過多紋理在運行時組合時的最終結果：

渲染Brian Hook在1999年遊戲開發者大會上討論了架構。不幸的是，GDC Vault視頻目前正在關閉:(！

着色器

着色器系統建立在OpenGL 1.X固定管道之上，因此非常昂貴。開發人員可以編程頂點修改，但也可以添加紋理過程。這是在“地震3着色器聖經”中描述的：

多核渲染器和SMP（對稱多處理）

對許多人來說是未知的：Quake III Arena 通過cvariable 發送SMP支持 r_smp。前端和後端通過標準的生產者/消費者設計進行通信。當r_smp設置爲1時，繪圖表面交替存儲在位於RAM中的雙緩衝區中。前端（在本示例中稱爲主線程）或者寫入緩衝區之一，而另一個由後端讀取（在本示例中稱爲渲染器線程）。

說明事情如何運作的一個例子：

從t0到t1：

• 主線程決定繪製和寫入surfacebuffer1的曲面。
• 渲染器線程正在捱餓，因此鎖定。
• GPU線程也不做任何事情。

從t1到t2：事情開始移動到整個地方：

• 主線程正在決定下一幀可見的內容。它將surface寫入surfacebuffer2：這是Double Buffering的典型示例。
• 同時，渲染器線程使OpenGL調用並耐心等待，直到GPU線程將所有內容複製到安全的空間。
• GPU線程從Renderer線程指向的地方讀取表面。

請注意，在t2：

• 渲染器線程仍然將數據傳輸到GPU：SurfaceBuffer1正在使用中。
• 主線程完成寫入SurfaceBuffer2 ...但無法開始寫入SurfaceBuffer1：它被鎖定

這種情況（渲染器線程鎖定主線程）實際上是玩Quake III時最常見的：它說明了OpenGL API中某些方法的阻止限制，

t2：

• 渲染器線程一旦完成了SurfaceBuffer1（t3），它就會從SurfaceBuffer2開始抽取曲面。
• 一旦解鎖（在t3），主線程開始在下一幀工作，寫入SurfaceBuffer1。
• GPU幾乎不會空閒這個配置。

注意：通過執行同步 Windows事件對象 在 winglimp.c（在底部SMP加速區間）。

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