SDL2:渲染引擎设计

Question

我正在创建基于SDL2库的简单游戏渲染引擎。我的设计看起来类似于这个ASCII图表。

DrawTarget     RenderTarget
    |                |
    |                |
    +---> Window <---+

DrawTarget是一个适用于SDL_Surface blitting的绘制目标的抽象类。RenderTarget是适用于SDL_Texture的渲染对象的抽象类。Window是管理SDL_Window、SDL_Renderer以及所有绘制和渲染函数的派生类。

Renderable
  |  |  |
  |  |  |
  |  |  +-> Player
  |  |         ^
  |  |         |
  |  +----> Animation
  |            ^
  |            |
  +-------> Texture

Renderable就是一切，它可以呈现在屏幕上或其他RenderTarget上。Texture是SDL_Texture实现。纹理不应该知道自己的位置。Animation有一个私有纹理成员，允许设置动画帧。动画本身不应该知道渲染位置。Player有一个私人的动画成员。玩家应该知道当前的位置。

在这个时候，我有一个SDL_Renderer的每个窗口，并传递它周围的纹理，动画等纹理是与SDL_Renderer渲染本身到屏幕的知识。但我不认为总是调用Texture->draw( x，y)是高效的，也不是对缓存友好的。

我喜欢SFML呈现的方式。所有可渲染的对象都有draw方法，它只调用窗口的draw方法。我想实现类似的系统。

这将打破我的要求有些可渲染对象知道它们的渲染位置，有些则不知道。

例如，类Player不应该有render( x, y )方法，因为它知道自己的位置。另一方面，纹理类不应该有render( void )方法，因为它不是它的位置。

我的问题是:如何以尽可能少的开销设计出适合SDL2的渲染引擎？

Answer 1

回答你的问题：“我的问题是:如何用尽可能少的开销设计合适的SDL2渲染引擎？”

快速解释一下用于最小化SDL2渲染器开销的可伸缩、惰性渲染器方案：

“层”由具有相同z属性的所有纹理组成。只要修改图层中的纹理，该图层就会被标记为无效。层是在渲染器运行时管理的，该渲染器处于设定的帧率。跟踪最大层和最高无效层。渲染器从最高的无效层开始，在最大层结束。将每个层设置为渲染器目标并清除。然后将上一层复制到当前层。然后，它遍历图层中的每个纹理，重新绘制标记为无效的纹理，并将每个纹理复制到当前图层的顶部。结果是前一层是背景，而当前层绘制在它的顶部。当层被标记为无效时，该纹理将被缓存并失效。运行完任何无效的层后，将渲染目标设置回默认(null)，将最高纹理复制到屏幕上，然后显示。

在具有层的2d用户界面类型的环境中，上面的是可伸缩的和惰性的。在我的低端赛扬n2830上，我的测试应用程序空闲，cpu使用率为0%。即使我添加了100个测试层，它也或多或少地保持了这种状态。由于它只从向上更改的层中提取，并且所有更改都以合理的帧率排队，因此实际完成的工作很少。迭代通过无效层到最大层看起来比每次迭代所有层要友好得多。以设定的时间间隔运行渲染器并完成所有绘制，这有助于节省时间，因为它将忽略本来看不到的多余更改。使用一些应用程序代码来避免绘制东西和复制纹理是值得的。这些往往比一些if检查和属性查找花费更长的时间。

请注意，这种设计是为具有层的2d设计的，就像用户界面一样。有些原则可能在其他环境中不一定能很好地工作。

此外，上面只支持纹理，而不支持表面。对我来说，将两者混合在一起并不值得这么复杂。让sdl2渲染器绘制到特定的纹理需要一些工作，但仅满足我的需求就足够了。如果将两者混合在一起，似乎很难避免一些额外的工作。加上纹理受益于gpu，这增加了cpu时间方面的效率优势。

在我的系统中，窗口对象有一个绘图方法。此方法使用渲染器将绘制操作排入队列，而不是立即绘制它们。窗口对象具有面积属性。要支持没有area属性的对象，也许可以对没有area属性的对象应用一个包装器。这样，当提示输入一个区域时，它仍然可以提供一个区域，即使它内部没有一个区域。或者可以使用将对象映射到区域的表，或者使用跟踪其纹理的任何对象的方法调用。我不确定这种限制的性质。

请注意，此绘制方法是对象绘制本身和渲染器绘制对象的混合方法。对象看起来是自己绘制的，而渲染器实际上是在做这项工作。

简而言之：

当批量processing

• cache纹理绘制时，
• 纹理的绘制和复制操作比批量绘制和复制操作快得多
• 将所有纹理复制到缓存图层后
• 使用缓存来避免将除无效图层以外的所有图层渲染到最大图层

Answer 2

在我看来，您所说的是您希望实体只知道它们的位置，但对于渲染，您希望它是完全独立的。每个实体都需要存储某种渲染数据。我会说你应该看看基于组件的实体系统。位置、渲染器数据、输入等有不同的类。请尝试Component Based Entity System