Ogre 监听类与渲染流程

　　Ogre中有许多监听类,我们可以简单理解成C#中的事件,这些类作用都不小,说大点可能改变流程,说小点修改参数等,下面列举一些常用的监听类.

• FrameListener:由Ogre中的Root负责维护,主要针对所有RenderTarget监听
  • frameStarted:在一桢开始的时候,所有RenderTarget更新之前.
  • frameRenderingQueued:所有RenderTarget更新之后,但是还没交换缓冲区.(意思屏幕上显示没变)
  • frameEnded:所有RenderTarget更新并交换了缓冲区数据.
• RenderTargetListener:由RenderTarget负责维护,主要针对当前RenderTarget监听
  • preRenderTargetUpdate:在Viewport开始更新之前,可以用来根据不同的RenderTarget改变Renderable的可见性,摄像机位置.或是捕获当前RenderTarget做别的处理.
  • postRenderTargetUpdate:在Viewport更新之后,一般用来还原在preRenderTargetUpdate做的处理.
  • preViewportUpdate:在上面的preRenderTargetUpdate之后,SceneManger开始渲染之前.可以针对viewport修改.
  • postViewportUpdate:在postRenderTargetUpdate之前,可以还原preViewportUpdate所做更改.
• SceneManager::Listener:由SceneManager负责维护,针对场景节点更新,场景模型可见,阴影
  • preUpdateSceneGraph:在上面viewport开始更新后,SceneManager开始更新结果,由RootSceneNode递归更新.
  • postUpdateSceneGraph:如上所有节点更新完后.在去查找模型可见之前.
  • preFindVisibleObjects:更新节点后,开始查找Renderable可见之前.
  • postFindVisibleObjects:在所有可见的Renderable添加见渲染通道之后.
  • shadowTexturesUpdated:以及下面的几个方法主要是关于阴影的更新,这里不细说,以后细说阴影部分.
• MaterialManager::Listener:由MaterialManager负责维护,能针对Viewport提供多方案.
  • handleSchemeNotFound:在查找所有可见的Renderable中,也就是添加在渲染通道的时候,查找对应Renderable的材质,是否和当前的方案一致,如不一致发生.
• RenderQueueListener:由SceneManager负责维护,提供针对每组渲染通道设置.
  • preRenderQueues:开始渲染通道里的Renderable.所有通道组开始渲染之前.
  • postRenderQueues:所有渲染通道里的Renderable都渲染之后.
  • renderQueueStarted:同组的渲染通道开始渲染.preRenderQueues有多组渲染通道,在之后针对每组渲染.
  • renderQueueEnded:当前组的渲染通道渲染完后.
• RenderObjectListener:由SceneManager负责维护,提供渲染时当前Renderable与Pass.
  • notifyRenderSingleObject:,在进入通道后,在渲染Renderable之前.其中RTSS就用来更新当前着色器参数.
• CompositorInstance::Listener:由CompositorInstance负责维护,主要用于修改当前合成器的着色器参数.
  • notifyMaterialSetup:在RenderSystemOperation刚创建时,一般用于修改不变的着色器参数.
  • notifyMaterialRender:RenderSystemOperation每次更新调用,一般用来每桢要更新参数.
  • createResources:在createResources(创建当前CompositorInstance中的RenderTexture)后.
• Viewport::Listener:由Viewport负责维护,主要检查当前viewport一些变化.
  • viewportCameraChanged:当前Viewport上摄像机变化后.
  • viewportDimensionsChanged:当前Viewport尺寸变化.
  • viewportDestroyed:当前Viewport析构时发生.

　　如上这些是一些基本的监听类,还有一些没有列举出来.上面虽然大致说了那些监听事件在那调用,但是大家肯定也感觉不清晰,如下结合渲染流程来说,大家就会有个比较清楚的认识.

　　如下是正常的渲染流程,大致说下主要过程,Root调用srartRendering开始渲染,每桢更新,在每桢中查找当前所有的RenderTarget,更新当前RenderTarget,然后交给viewport,camera到SceneManager,场景首先更新根节点下所有节点位置, 更新参数mAutoParamDataSource一部分已知参数,然后检查所有节点上的MovableObject是否可见,如果可见,把MovableObject对应的Renderable和pass根据渲染等级加入渲染通道组.(说下渲染等级RenderQueueGroupID,一般是从0到105,0是背景,100是UI,就是说RenderQueueGroupID越大,越在上面显示.)然后由渲染等级由低到高开始渲染通道内的Renderable,然后结束本桢.如下是一些主要的渲染过程.

1. Root::startRendering->Root::renderOneFrame 开始当前桢渲染
2. Root::_fireFrameStarted(FrameListener::frameStarted)
3. Root::_updateAllRenderTargets 开始更新所有RenderTarget
   1. RenderSystem::_updateAllRenderTargets
      1. RenderTarget::update->RenderTarget::updateImpl 更新当前的RenderTarget
      2. RenderTarget::_beginUpdate(RenderTargetListener::preRenderTargetUpdate)
      3. RenderTarget::_updateViewport 更新当前RenderTarget的当前Viewport
         1. RenderTarget::fireViewportPreUpdate(RenderTargetListener::preViewportUpdate) 可以针对Viewport修改
         2. Viewport::update->Camera::_renderScene 转交给Camera
            1. Camera::Listener::cameraPreRenderScene 可以针对当前Camera修改
            2. SceneManger::_renderScene 场景接管渲染
               1. SceneManger::_updateSceneGraph 更新场景中所有节点
                  1. SceneManger::firePreUpdateSceneGraph(SceneManager::Listener::preUpdateSceneGraph) 当前场景与摄像机
                  2. Node::processQueuedUpdate 标记所有需要更新的节点
                  3. RootSceneNode::_update(true,false) 更新所有需要更新的节点 递归RootSceneNode
                  4. SceneManger::firePostUpdateSceneGraph(SceneManager::Listener::postUpdateSceneGraph) 节点更新完后
               2. SceneManager::setViewport 设置当前viewport
                  1. RenderSystem::_setViewport
                     1. RenderSystem::_setRenderTarget (设定渲染系统的RenderTarget)
                  2. MaterialManager::setActiveScheme 把当前viewport方案给MaterialManager知道
               3. SceneManger::firePreFindVisibleObjects(SceneManager::Listener::preFindVisibleObjects) 在查找所有模型可见前
               4. SceneManger::_findVisibleObjects(父节点,第一次为根节点) 
                  1. SceneNode::_findVisibleObjects 开始查找当前节点下模型
                  2. RenderQueue::processVisibleObject 查找模型MovableObject是否在当前摄像机下可见
                  3. MovableObject::_notifyCurrentCamera 通知MovableObject当前模型机在查找
                  4. Renderable::Visitor::visitor 当前MovableObject关联的Renderable的访问者执行
                  5. MovableObject::_updateRenderQueue 当前MovableObject关联的Renderable添加到渲染通道
                  6. RenderQueue::addRenderable 添加Renderable，RenderQueue里开始根据RenderQueueGroupID开始分组成RenderQueueGroup
                  7. Renderable::getTechnique 添加到RenderQueueGroup时要找到对应技术(如果没找到当前方案,执行下面二句)
                  8. MaterialManager:: _arbitrateMissingTechniqueForActiveScheme 找所有的MaterialManager::Listener
                  9. MaterialManager::Listener::handleSchemeNotFound 当前材质，Renderable,方案
                  10. QueuedRenderableCollection::addRenderable(Pass,Renderable) RenderQueueGroup根据优先级分成RenderPriorityGroup,根据投射阴影，接收阴影，透明等继续分组，添加技术下各个Pass到QueuedRenderableCollection
                      
                  11. SceneNode:: _findVisibleObjects (子节点) 递归子节点
               5. SceneManger::firePostFindVisibleObjects(SceneManager::Listener::postFindVisibleObjects) 结束查找所有节点下模型可见
               6. RenderSystem::_beginFrame RenderSystem开始渲染准备
               7. SceneManager::_renderVisibleObjects SceneManager开始渲染可见物体
                  1. SceneManager::firePreRenderQueues(RenderQueueListener::preRenderQueues) 通知用户开始渲染通道里的所有通道组
                  2. SceneManager::fireRenderQueueStarted(RenderQueueListener::renderQueueStarted) 通知用户开始渲染当前通道组
                     1. SceneMangger::renderObjects ->QueuedRenderableCollection::acceptVisitorGrouped 渲染当前通道组各优先级通道
                        1. SceneManager::SceneMgrQueuedRenderableVisitor::visit 访问当前QueuedRenderableCollection下的各个RenderablePass
                        2. SceneManager::renderSingleObject 渲染当前的Renderable与pass
                           1. RenderSystem::fireRenderSingleObject(RenderObjectListener::notifyRenderSingleObject) 通知用户
                           2. SceneManager::updateGpuProgramParameters 更新当前pass下着色器代码参数
                           3. Renderable::getRenderOperation 获取当前Renderable的缓冲区对象数据
                           4. Renderable::preRender 开始渲染当前Renderable
                           5. RenderSystem::_render 交给RenderSystem渲染了
                           6. Renderable::postRender 结束渲染当前Renderable
                  3. SceneManager::fireRenderQueueEnded(RenderQueueListener::renderQueueEnded) 通知用户结束了当前通道组
                  4. SceneManager::firePostRenderQueues(RenderQueueListener::postRenderQueues) 通知用户结束了所有通道组
               8. RenderSystem::_endFrame RenderSystem结束渲染
            3. Camera::Listener::cameraPostRenderScene 通知用户当前桢摄像机结束渲染
         3. RenderTarget::fireViewportPostUpdate(RenderTargetListener::postViewportUpdate) 当前桢视图结束渲染
      4. RenderTarget::_endUpdate(RenderTargetListener::postRenderTargetUpdate) 当前桢RenderTarget结束渲染
   2. Root::_fireFrameRenderingQueued(FrameListener:: frameRenderingQueued) 当前桢结束渲染
   3. RenderSystem::_swapAllRenderTargetBuffers 交换所有RenderTarget的桢缓冲
4. Root::_fireFrameEnded(FrameListener:: frameEnded) 当前桢结束

　　如果Ogre启用Compositor后,有些位置需要改变了,前篇Ogre Compositor解析里有简单介绍过CompositorChain实现了接口RenderTargetListener与Viewport::Listener,那么在上面3.1.2 RenderTarget::_beginUpdate中就捕捉到当前的RenderTarget,并且调用CompositorChain的compile,生成当前TargetOperation列表,RenderSystemOperation列表,在TargetOperation的RenderTarget更新时,指定对应的TargetOperation到RenderQueueListener中,这样在渲染通道时,执行当前TargetOperation下的所有RenderSystemOperation,然后开始渲染.

1. RenderTarget::_beginUpdate(RenderTargetListener::preRenderTargetUpdate)
   1. CompositorChain::_compile
      1. CompositorChain::_complieTargetOperations
         1. CompositorChain::_complieTargetOperations (compiledState收集TargetOperation)
         2. CompositorChain::collectPasses (queueRenderSystemOp收集RenderSystemOperation)
            1. new RenderSystemOperation (根据CompositionTargetPass的type传入生成不同对象)
            2. CompositorInstance::_fireNotifyMaterialSetup (CompositorInstance::Listener::notifyMaterialSetup)
   2. TargetOperation->RenderTarget::update (一个CompositorChain里有多个TargetOperation)
      1. CompositorChain::preTargetOperation (指定当前TargetOperation, RenderSystemOperation到CompositorChain::RQListener)
      2. 同上面流程RenderTarget::update 到SceneManager::_renderVisibleObjects
      3. SceneManager::firePreRenderQueues (RenderQueueListener::preRenderQueues)
      4. SceneManager::fireRenderQueueStarted (RenderQueueListener::renderQueueStarted)
         1. CompositorChain::RQListener::flushUpTo (执行所有RenderSystemOperation)
            1. RenderSystemOperation::execute
               1. CompositorInstance:: _fireNotifyMaterialRender (CompositorInstance::Listener:: notifyMaterialRender)
      5. 检查skipThisQueue == true -> 跳过本级别(同RenderQueueGroupID)的SceneMangger::renderObjects,否则同原过程一样.
      6. SceneManager::firePostRenderQueues (RenderQueueListener::postRenderQueues)
   3. TargetOperation->RenderTarget::swapBuffers-> (如果选用RTT用FBO)GLFBORenderTexture::swapBuffers
2. RenderTarget::_endUpdate (RenderTargetListener::postRenderTargetUpdate)　　

　　以上渲染过程都只是一般情况下的,不是固定的,我们本身就可以修改其中一些过程,还有用户可以自己手动渲染Renderable,这些都会造成原来渲染流程变化.

　　本文比较简单,但是相关流程是整个Ogre的核心,掌握上面的流程与监听事件,我们才能更好的使用Ogre.