QUAKE 3源代码审查：渲染器

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Quake III渲染器是Quake II硬件加速渲染器的演变：经典部分是建立在“二进制分区”/“潜在可见集”架构上，但两个新的关键方面是显着的：

• 一个基于OpenGL 1.X固定管道的着色器系统。这在1999年是相当成就的。它在现在无处不在的顶点，几何和片段着色器之前的一个时代提供了大量的创新空间。
• 支持多核架构：OpenGL客户机/服务器模型在某些方法上阻塞，线程系统部分消除了此问题。

结构

渲染器完全包含在renderer.lib静态链接中quake3.exe：

渲染器的整体构架是Quake Classic：它依赖于着名的BSP / PVS / Lightmap组合：

• 预处理：
  1. 游戏设计师使用QRadiant创建并保存.map。
  2. q3bsp.exe通过二进制空间分区对地图进行切片。我在Quake1渲染器审查中写了这个。
  3. 在BSP之外，生成门户系统：我在Doom3 Dmap工具中写了这个。
  4. q3vis.exe使用门户系统并为每次休假生成PVS（潜在可见集）。每个PVS被压缩并存储在一个bsp文件中，就像我之前的文章中描述的那样。
  5. 门户系统被丢弃。
  6. q3light.exe 计算地图中每个多边形的所有照明，并将结果作为光照贴图存储在bsp文件中。
  7. 此时，所有预处理（PVS和Lightmaps）都存储在.bsp文件中。
• 运行时刻：
  1. 引擎加载地图和bsp。
  2. 要求转载时：
  3. 引擎解压PVS作为当前休假，确定实际上是可见的。
  4. 对于每个多边形，它通过多重打印将光线图与颜色相结合。

当引擎被修改为仅显示一个或另一个引擎时，可以清楚地看到多重贴图和光照图步骤：

由水平设计师/艺术家绘制的纹理：由下列生成

的光照图q3light.exe：

通过多纹理在运行时组合时的最终结果：

渲染Brian Hook在1999年游戏开发者大会上讨论了架构。不幸的是，GDC Vault视频目前正在关闭:(！

着色器

着色器系统建立在OpenGL 1.X固定管道之上，因此非常昂贵。开发人员可以编程顶点修改，但也可以添加纹理过程。这是在“地震3着色器圣经”中描述的：

多核渲染器和SMP（对称多处理）

对许多人来说是未知的：Quake III Arena 通过cvariable 发送SMP支持 r_smp。前端和后端通过标准的生产者/消费者设计进行通信。当r_smp设置为1时，绘图表面交替存储在位于RAM中的双缓冲区中。前端（在本示例中称为主线程）或者写入缓冲区之一，而另一个由后端读取（在本示例中称为渲染器线程）。

说明事情如何运作的一个例子：

从t0到t1：

• 主线程决定绘制和写入surfacebuffer1的曲面。
• 渲染器线程正在挨饿，因此锁定。
• GPU线程也不做任何事情。

从t1到t2：事情开始移动到整个地方：

• 主线程正在决定下一帧可见的内容。它将surface写入surfacebuffer2：这是Double Buffering的典型示例。
• 同时，渲染器线程使OpenGL调用并耐心等待，直到GPU线程将所有内容复制到安全的空间。
• GPU线程从Renderer线程指向的地方读取表面。

请注意，在t2：

• 渲染器线程仍然将数据传输到GPU：SurfaceBuffer1正在使用中。
• 主线程完成写入SurfaceBuffer2 ...但无法开始写入SurfaceBuffer1：它被锁定

这种情况（渲染器线程锁定主线程）实际上是玩Quake III时最常见的：它说明了OpenGL API中某些方法的阻止限制，

t2：

• 渲染器线程一旦完成了SurfaceBuffer1（t3），它就会从SurfaceBuffer2开始抽取曲面。
• 一旦解锁（在t3），主线程开始在下一帧工作，写入SurfaceBuffer1。
• GPU几乎不会空闲这个配置。

注意：通过执行同步 Windows事件对象 在 winglimp.c（在底部SMP加速区间）。

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