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3D 图形渲染引擎 OGRE 体系结构

作者:
刘鹏

日期:

2009-03-07

OGRE 是一个开源图形渲染引擎，本文给出了它的总体类图和绘制一帧图形的序列图，读者从中可以体会 OpenGL 等底层图形库是怎么封装的，以及如何设计一个图形渲染引擎。

简介

OGRE (Object-Oriented Graphics
Rendering Engine)，即面向对象图形渲染引
擎，是一个面向场景管理的 3D 图形引擎，它基于 C++ 开发，帮助开发人员更
容易的开发带硬件加速的 3D 图形程序。它的类库封装了底层图形库(Direct3D
和 OpenGL)的所有细节，提供了基于世界对象的接口和类。
下图是 OGRE 的核心对象图：

OGRE 核心对象图(from OGRE website)

最上面是 Root 对象，你主要通过 Root 对象来使用 OGRE 系统，它包含了
SceneManager、RenderSystem 等其它对象的引用，Root 是所有对象的组织者。

从功能上看，剩下的类可分成三种：

场景管理，它负责管理场景中的内容，怎样组织它们，从 camera 中如何观
察它们等等；

资源管理，所有的渲染都需要资源，如几何图形、纹理、字体等等。资源管
理模块负责这些资源的装载、复用、卸载等；

渲染，它负责将对象绘制到屏幕上。

另外还有些插件，它们增强了 OGRE 的可扩展性。OGRE 中的很多类可以被继承
和扩展，如引入一个自定义 SceneManager、增加一个新的渲染系统实现(OpenGL
或者 DirectX)，从数据库装载资源等。

High level overview

从较高的层次看，OGRE 的类图如下所示：

OGRE 类图 (from OGRE Wiki)

该图显示了 Root 类与负责访问其它子系统的管理类之间的关系：

Root 类包含一个 SceneManager 对象和一个 enumerator 对象，前者是当前的
SceneManager，后者负责装载其它类型的场景图形；

RenderSystem 是一个抽象类，它将 Root 跟具体的底层图形库(OpenGL 或者
Direct3D)分离；

ResourceManager 是一个抽象类，很多处理资源 (纹理、材质、字体等) 的
管理器继承自它；

类图中除了 RenderSystem, SceneManager 和 RenderWindow 之外，其它的类都
使用了单件模板，以保证每个类只有一个实例。

绘制一帧图形的序列图

OGRE 序列图 (from OGRE Wiki)

Reference

OGRE Website

OGRE Wiki

OGRE Manual