Cocos2d-x 3.x 图形学渲染系列十

笔者介绍：姜雪伟，IT公司技术合伙人，IT高级讲师，CSDN社区专家，特邀编辑，畅销书作者，国家专利发明人;已出版书籍：《手把手教你架构3D游戏引擎》电子工业出版社和《Unity3D实战核心技术详解》电子工业出版社等。

每个3D引擎都有对外提供的接口类，这个类主要是用于创建挂接场景中的所有物体，形成场景的树状结构。在Cocos2D-x引擎中，2d使用的是Sprite类，在3D模块中为了区分2D的Sprite类，新增加了Sprite3D类。该类是用于挂接场景中的3D物体，3D游戏场景中物体组织是树状结构，在逻辑编写中使用的非常多。首先开发者要用Sprite3D类对象创建场景中的物体，3D场景中的物体都是Sprite3D精灵，引擎要做的第一件事情是创建精灵，实现的函数内容如下所示：

Sprite3D* Sprite3D::create(const std::string& modelPath)
{
CCASSERT(modelPath.length() >= 4, "invalid filename for Sprite3D");

auto sprite = new (std::nothrow) Sprite3D();
if (sprite && sprite->initWithFile(modelPath))
{
sprite->_contentSize = sprite->getBoundingBox().size;
sprite->autorelease();
return sprite;
}
CC_SAFE_DELETE(sprite);
return nullptr;
}
Sprite3D* Sprite3D::create(const std::string& modelPath, const std::string& texturePath)
{
auto sprite = create(modelPath);
if (sprite)
{
sprite->setTexture(texturePath);
}

return sprite;
}

create函数在创建模型时经常用到，创建出可显示的模型，第一个函数的参数是模型的加载路径，第二个函数是模型的加载路径和纹理贴图名字，可更换模型贴图材质。后面会用案例给读者介绍，在上面的函数中提供了初始化模型文件信息函数initWithFile如下所示：

bool Sprite3D::initWithFile(const std::string& path)
{
_aabbDirty = true;
_meshes.clear();
_meshVertexDatas.clear();
CC_SAFE_RELEASE_NULL(_skeleton);
removeAllAttachNode();

if (loadFromCache(path))
return true;

MeshDatas* meshdatas = new (std::nothrow) MeshDatas();
MaterialDatas* materialdatas = new (std::nothrow) MaterialDatas();
NodeDatas* nodeDatas = new (std::nothrow) NodeDatas();
if (loadFromFile(path, nodeDatas, meshdatas, materialdatas))
{
if (initFrom(*nodeDatas, *meshdatas, *materialdatas))
{
//加到缓存
auto data = new (std::nothrow) Sprite3DCache::Sprite3DData();
data->materialdatas = materialdatas;
data->nodedatas = nodeDatas;
data->meshVertexDatas = _meshVertexDatas;
for (const auto mesh :_meshes) {
data->glProgramStates.pushBack(mesh->getGLProgramState());
}

Sprite3DCache::getInstance()->addSprite3DData(path, data);
CC_SAFE_DELETE(meshdatas);
_contentSize = getBoundingBox().size;
return true;
}
}
CC_SAFE_DELETE(meshdatas);
CC_SAFE_DELETE(materialdatas);
CC_SAFE_DELETE(nodeDatas);

return false;
}

initWithFile函数是引擎提供的加载模型对外接口，函数功能是实现了加载模型信息比如：材质信息，模型数据信息等。在加载模型之前需要先申请存放模型顶点数据信息，材质信息，模型的结点信息，这些信息具体实现是在loadFromFile函数中实现的，函数如下所示：

bool Sprite3D::loadFromFile(const std::string& path, NodeDatas* nodedatas, MeshDatas* meshdatas,  MaterialDatas* materialdatas)
{
std::string fullPath = FileUtils::getInstance()->fullPathForFilename(path);

std::string ext = FileUtils::getInstance()->getFileExtension(path);
if (ext == ".obj")
{
return Bundle3D::loadObj(*meshdatas, *materialdatas, *nodedatas, fullPath);
}
else if (ext == ".c3b" || ext == ".c3t")
{
//加载模型文件 .c3b 或者 .c3t
auto bundle = Bundle3D::createBundle();
if(!bundle->load(fullPath))
{
Bundle3D::destroyBundle(bundle);
return false;
}

auto ret = bundle->loadMeshDatas(*meshdatas)
&& bundle->loadMaterials(*materialdatas) &&		bundle->loadNodes(*nodedatas);
Bundle3D::destroyBundle(bundle);

return ret;
}
return false;
}

loadFromFile函数提供了加载Cocos2d-x引擎支持的三类模型：obj模型，c3t模型，c3b模型，以c3b或者c3t为例，模型文件是二进制和json文件，数据的加载是在Bundle3D类实现的，调用的接口是load函数，函数接口实现如下：
bool Bundle3D::load(const std::string& path)
{
if (path.empty())
return false;

if (_path == path)
return true;

getModelRelativePath(path);

bool ret = false;
std::string ext = FileUtils::getInstance()->getFileExtension(path);
if (ext == ".c3t")
{
_isBinary = false;
ret = loadJson(path);
}
else if (ext == ".c3b")
{
_isBinary = true;
ret = loadBinary(path);
}
else
{
CCLOG("warning: %s is invalid file formate", path.c_str());
}

ret?(_path = path):(_path = "");

return ret;
}

load函数实现的是利用Bundle3D类提供的加载函数读取模型文件内容，这样利用Sprite3D类提供的接口就可以把模型加载显示出来。

以上展示的函数，开发者在编写逻辑时经常调用到，当然Sprite3D类不仅只是提供这几个函数接口。在后面的章节中会详细给读者讲解。下面通过案例给读者展示如何使用Sprite3D类的接口加载模型的代码片段：

Sprite3DForceDepthTest::Sprite3DForceDepthTest()
{
auto orc = cocos2d::Sprite3D::create("Sprite3DTest/orc.c3b");
orc->setScale(5);
orc->setNormalizedPosition(Vec2(.5f,.3f));
orc->setPositionZ(40);
orc->setRotation3D(Vec3(0,180,0));
orc->setGlobalZOrder(-1);

addChild(orc);

auto ship = Sprite3D::create("Sprite3DTest/boss1.obj");
ship->setScale(5);
ship->setTexture("Sprite3DTest/boss.png");
ship->setNormalizedPosition(Vec2(.5,.5));
ship->setRotation3D(Vec3(90,0,0));
ship->setForceDepthWrite(true);

addChild(ship);
}

在Sprite3DForceDepthTest函数中首先调用Sprite3D类的接口create函数创建出模型，创建出的模型在场景中是无法显示出来的，接下来设置它的大小、位置、旋转角度以及设置它的Z深度值，目的是设置场景中的模型层次关系或者说是遮挡关系，这样多个模型显示时才有会有前后关系。这些参数设置好了后，最后的工作是将模型在场景中显示出来，显示模型需要将模型挂接到场景中作为场景的孩子结点，换句话说就是将模型结点加入到场景树中，调用函数addchild既可实现。在场景中实现的效果如下图：



在Cocos2D-x引擎中凡是涉及到创建模型对象都会与Sprite3D精灵有关系。