CocosCreator2.1.0渲染流程与shader
CocosCreator2.1.0版本正式支持导入3D模型
对于2.5D游戏的开发来说有着重要意义
自己此前在写捕鱼游戏时了解过自定义shader
并实现了4种不同的水波效果
但经过CocosCreator版本的不断升级
尤其是1.10和2.0两个版本
旧的渲染器被抛弃了
因此老的shader特效也全都不能用了
直到最近正好有时间,花了几天把原先写的特效升级到了最新的2.1.0版本
下面记录一下自定义shader实现方法的改变
以及新的渲染器的理解
过往自定义shader的实现依赖
cc.gl
cc.GLProgram
cc.GLProgramState
CCSprite._sgNode
CCTexture2D.setTexParameters
这些统统都不能用了!
取而代之的是新的渲染结构
显然又是多层封装咯
最上层的material关联到sprite组件
最底层的pass关联到具体的vert和frag着色器代码,也就是Shader层
其实Shader层才应该是最底层的
从底向上一层层来看
Shader
系统默认的shader是通过以下方法保存在lib对象中的
而lib对象所在的位置比较奇怪,可能往后的版本会变更
cc.renderer._forward._programLib
着色器代码也需要稍作修改
以往的CC_Texture0等固定变量都不存在了
Pass
Pass的构造函数传入的name就是与着色器同名的name
所以Pass是直接关联shader的
另外Pass还包含了混合参数、深度测试参数、模板测试参数等等
Base.prototype._draw = function _draw (item) {var this$1 = this;var device = this._device;var programLib = this._programLib;var node = item.node;var ia = item.ia;var effect = item.effect;var technique = item.technique;var defines = item.defines;// reset the pool// NOTE: we can use drawCounter optimize this// TODO: should be configurable _float2_pool.reset();_float3_pool.reset();_float4_pool.reset();_float9_pool.reset();_float16_pool.reset();_float64_pool.reset();_int2_pool.reset();_int3_pool.reset();_int4_pool.reset();_int64_pool.reset();// set common uniforms// TODO: try commit this depends on effect// {node.getWorldMatrix(_m4_tmp$2);device.setUniform('model', mat4.array(_float16_pool.add(), _m4_tmp$2));var inverse = mat3.invert(_m3_tmp$1, mat3.fromMat4(_m3_tmp$1, _m4_tmp$2));if (inverse) {mat3.transpose(_m3_tmp$1, inverse);device.setUniform('normalMatrix', mat3.array(_float9_pool.add(), _m3_tmp$1));}// }// set technique uniformsfor (var i = 0; i < technique._parameters.length; ++i) { // 这里遍历technique._parameters // 再从effect找到参数的值 // 因此参数必须在technique中声明并同时在effect中定义 // 若不在technique中声明,则不会遍历不会走到device.setUniform这一步var prop = technique._parameters[i];var param = effect.getProperty(prop.name);// 若未在effect中赋值,则从technique中找默认if (param === undefined) {param = prop.val;}// 默认也找不到,就给个该类型的default值if (param === undefined) {param = this$1._type2defaultValue[prop.type];}if (param === undefined) {console.warn(("Failed to set technique property " + (prop.name) + ", value not found."));continue;}if (prop.type === enums.PARAM_TEXTURE_2D ||prop.type === enums.PARAM_TEXTURE_CUBE) {if (prop.size !== undefined) {if (prop.size !== param.length) {console.error(("The length of texture array (" + (param.length) + ") is not corrent(expect " + (prop.size) + ")."));continue;}var slots = _int64_pool.add();for (var index = 0; index < param.length; ++index) {slots[index] = this$1._allocTextuerUnit();}device.setTextureArray(prop.name, param, slots);} else {device.setTexture(prop.name, param, this$1._allocTextuerUnit());}} else {var convertedValue = (void 0);if (param instanceof Float32Array || param instanceof Int32Array) {convertedValue = param;}else if (prop.size !== undefined) {var convertArray = _type2uniformArrayValue[prop.type];if (convertArray.func === undefined) {console.error('Uniform array of color3/int3/float3/mat3 can not be supportted!');continue;}if (prop.size * convertArray.size > 64) {console.error('Uniform array is too long!');continue;}convertedValue = convertArray.func(param);} else {var convertFn = _type2uniformValue[prop.type];convertedValue = convertFn(param);}device.setUniform(prop.name, convertedValue);}}// for each passfor (var i$1 = 0; i$1 < technique._passes.length; ++i$1) {var pass = technique._passes[i$1];var count = ia.getPrimitiveCount();// set vertex bufferdevice.setVertexBuffer(0, ia._vertexBuffer);// set index bufferif (ia._indexBuffer) {device.setIndexBuffer(ia._indexBuffer);}// set primitive type device.setPrimitiveType(ia._primitiveType);// set program (通过pass里保存的program名字找到着色器program!)var program = programLib.getProgram(pass._programName, defines);device.setProgram(program);// cull mode device.setCullMode(pass._cullMode);// blendif (pass._blend) {device.enableBlend();device.setBlendFuncSep(pass._blendSrc,pass._blendDst,pass._blendSrcAlpha,pass._blendDstAlpha);device.setBlendEqSep(pass._blendEq,pass._blendAlphaEq);device.setBlendColor32(pass._blendColor);}// depth test & writeif (pass._depthTest) {device.enableDepthTest();device.setDepthFunc(pass._depthFunc);}if (pass._depthWrite) {device.enableDepthWrite();}// stencilif (pass._stencilTest) {device.enableStencilTest();// front device.setStencilFuncFront(pass._stencilFuncFront,pass._stencilRefFront,pass._stencilMaskFront);device.setStencilOpFront(pass._stencilFailOpFront,pass._stencilZFailOpFront,pass._stencilZPassOpFront,pass._stencilWriteMaskFront);// back device.setStencilFuncBack(pass._stencilFuncBack,pass._stencilRefBack,pass._stencilMaskBack);device.setStencilOpBack(pass._stencilFailOpBack,pass._stencilZFailOpBack,pass._stencilZPassOpBack,pass._stencilWriteMaskBack);}// draw pass device.draw(ia._start, count);this$1._resetTextuerUnit();} };
Technique
Technique的构造函数如下
var Technique = function Technique(stages, parameters, passes, layer) {
stages不太了解
parameters声明了注入shader代码中的参数名和类型
未声明的参数即使写在shader里面也是无法使用的
passes可以指定多个,是否意味着多次渲染
以下是默认的SpriteMaterial中的Technique
var mainTech = new renderer.Technique(['transparent'],[{ name: 'texture', type: renderer.PARAM_TEXTURE_2D },{ name: 'color', type: renderer.PARAM_COLOR4 } ],[pass] );
可以看到只设置了两个参数
因此在着色器中可以使用texture纹理采样
同时使用节点颜色color
Effect
Effect的构造函数如下
var Effect = function Effect(techniques, properties, defines) {
以下是默认的SpriteMaterial中的Effect
this._effect = new renderer.Effect([mainTech ],{'color': this._color},[{ name: 'useTexture', value: true },{ name: 'useModel', value: false },{ name: 'alphaTest', value: false },{ name: 'useColor', value: true } ] );
在自定义材质中properties直接传空对象{}即可
如果是不变的uniform参数可以在technique中赋值默认val
如果是变化的uniform参数,如time、衰减因子、点击位置等等
通过以下方法来更新变量的值即可
Effect.prototype.setProperty = function setProperty (name, value) {
Material
自定义材质可以继承自默认材质
也可以类比SpriteMaterial来写
但我觉得那样太麻烦了,直接继承Material把几个有用的参数填进去就行了
而材质与sprite的绑定也简化为两行代码
原本CCSprite._activateMaterial统统省去
当纹理和顶点信息不改变的情况下
我认为以下两句是可以省略的
this.markForUpdateRenderData(true);
this.markForRender(true);
class CustomMaterial extends cc.renderer.renderEngine.Material{constructor(name , vert , frag , uniforms = [] , defines = []){super(false);this.name = namelet lib = cc.renderer._forward._programLib;!lib._templates[name] && lib.define(name, vert, frag, defines);this.init(name , uniforms);}use(sprite){// cc.dynamicAtlasManager.enabled = false;// 设置基本纹理和颜色let texture = sprite.spriteFrame.getTexture();let color = sprite.node.colorthis.setTexture(texture);this.setUniform('color' , { r: color.r / 255, g: color.g / 255, b: color.b / 255, a: sprite.node.opacity / 255 })this.updateHash();// 指定sprite的材质sprite._material = this;sprite._renderData._material = this;sprite._state = cc.Sprite.State.CUSTOM;}init(name , uniforms) {let renderer = cc.renderer.renderEngine.renderer;let gfx = cc.renderer.renderEngine.gfx;let pass = new renderer.Pass(name);pass.setDepth(false, false);pass.setCullMode(gfx.CULL_NONE);pass.setBlend(gfx.BLEND_FUNC_ADD,gfx.BLEND_SRC_ALPHA, gfx.BLEND_ONE_MINUS_SRC_ALPHA,gfx.BLEND_FUNC_ADD,gfx.BLEND_SRC_ALPHA, gfx.BLEND_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);let mainTech = new renderer.Technique(['transparent'],[...uniforms,{ name: 'texture', type: renderer.PARAM_TEXTURE_2D /*, val : '默认值'*/},{ name: 'color', type: renderer.PARAM_COLOR4 /*, val : '默认值'*/},],[pass]);this._texture = null;this._effect = this.effect = new renderer.Effect([mainTech], {}, []);this._mainTech = mainTech;} };
Render
可渲染节点如包含CCSprite组件的node
渲染组件CCSprite继承自RenderComponent
渲染组件onEnable时会为node赋值渲染组件的索引
this.node._renderComponent = this;
CCDirector.mainLoop中发起渲染命令
RenderComponentWalker.visit遍历场景节点
RenderFlow._children方法中会过滤点!active和全透明的节点
if (!c._activeInHierarchy || c._opacity === 0) continue;
RenderComponentWalker._commitComp中比较material的hash值
这也是updateHash的意义所在(若不调用updateHash很可能会报错,比如当节点是首个渲染节点时)
若hash值相同会使用上一个材质(流水线操作)
_commitComp (comp, assembler, cullingMask) {if (this.material._hash !== comp._material._hash || this.cullingMask !== cullingMask) {this._flush();this.node = assembler.useModel ? comp.node : this._dummyNode;this.material = comp._material;this.cullingMask = cullingMask;}assembler.fillBuffers(comp, this);},
RenderComponentWalker._flush
Scene.prototype.addModel添加至渲染模型数组
Base.prototype._render会遍历模型数组
显然model中是包含material等全部渲染信息的
再由Base.prototype._draw渲染每一个显示模型
最后由Device.prototype.draw调用opengl命令完成绘制~
贴一张微信小游戏的水波点击效果图(H5、安卓原生效果一致)
参考文献
https://forum.cocos.com/t/cocos-creator-2-x-shader/69098
转载于:https://www.cnblogs.com/billyrun/articles/10383935.html
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