irrlicht引擎源码剖析1 - 引擎概览

irrlicht是跨平台，支持多种图形库的开源3d引擎。irrlicht的设计很好的体现了接口和实现分离的原则，整个框架设计精巧清晰，是学习3d引擎设计的不错的教材。

先看下名字空间的划分，可以看到irr具有非常清晰的结构:

irr	Everything in the Irrlicht Engine can be found in this namespace
irr::core	In this namespace can be found basic classes like vectors, planes, arrays, lists and so on
irr::gui	The gui namespace contains useful classes for easy creation of a graphical user interface
irr::io
irr::scene
irr::scene::quake3
irr::video	The video namespace contains classes for accessing the video driver. All 2d and 3d rendering is done here

irr空间中提供了引擎的一些底层构架的支持，如事件处理系统，操作系统抽象，引用计数，设备抽象等。
irr::core空间中提供了基础的数学和数据结构构件，如向量，矩阵，四元数，列表，数组，红黑树等。
irr::io空间提供了io操作的构件并提供对象属性序列化和xml支持。
irr::video空间包含了3d图形功能接口和构件。如对图形驱动，材质渲染的抽象。
irr::scene空间包含了基于scene graph的3d引擎渲染和管理，并提供了camera,骨骼动画，粒子系统等的丰富支持。
irr::gui空间包含了irrlicht的GUI模块，同样也是基于接口的设计。

我 想重点剖析的是irr::video和irr::scene，这是3d引擎的核心部分，目的是分析irrlicht是如何将不同的图形API进行抽象的， 以及如何使用scene graph-material体系进行引擎的运转，并将各种3d技术融入到这个体系中的。另外irr如何做到跨平台支持的也会进行剖析。

作为引擎的概览，首先看下文档中的short example：

IrrlichtDevice *device = createDevice (video::EDT_DIRECT3D8 , core::dimension2d(640,480)); video::IVideoDriver* driver = device->getVideoDriver();
scene::ISceneManager* scenemgr = device->getSceneManager();

这三句代码显示了irrlicht最基本的三个对象-设备，图形驱动和场景管理器。简单看来，通过全局函数createDevice根据指定的驱动类型创建一个设备，之后可通过设备对象得到驱动对象以及场景管理器对象。

device->setWindowCaption(L"Hello World!" );

设备对象具有一些设备相关的能力，比如这儿可以设置窗口标题。

// load and show quake2 .md2 model
scene::ISceneNode* node=scenemgr->addAnimatedMeshSceneNode(scenemgr->getMesh("quake2model.md2" ));
// if everything worked, add a texture and disable lighting
if (node)
{
    node->setMaterialTexture(0, driver->getTexture("texture.bmp" ));
    node->setMaterialFlag(video::EMF_LIGHTING , false );
}
// add a first person shooter style user controlled camera
scenemgr->addCameraSceneNodeFPS();

这几行代码显示了scene graph体系，ISceneNode是irrlicht场景中基础组成部分节点的抽象，这儿添加了一个动画mesh节点，和一个camera节点。节点 具有材质属性（当然camera并不需要材质，但是ISceneNode作为一个抽象要尽量兼顾各种节点，为了让接口的层次简单些，这样做也是一个实用的 方法）

// draw everything
while (device->run() && driver)
{
    driver->beginScene(true , true , video::SColor(255,0,0,255));
    scenemgr->drawAll();
    driver->endScene();
}
这几行是引擎运转的过程，首先引擎运转的条件是设备仍然在运转：device->run(),可通过closeDevice关闭设备。 scenemgr->drawAll()执行了所有节点的渲染，节点的渲染不仅仅是draw,节点的transform计算，动画计算（包括骨骼动 画），camera这种特殊节点的操作（特殊的节点还有光源等），都包含在渲染的范畴中，在drawAll中统一调用，各种节点实现各自的渲染，最终由 scenemgr统一管理（如排序）绘制，这正是基于scene graph架构的引擎的特点之一。

device->drop();
这一句体现了irrlicht的引用计数机制，通过grab,drop管理对象引用次数。这儿如果一切正常应该是引用drop为0，device销毁自己，退出程序。

从 这个很短的例子可以看到irrlicht的基本构件和运行过程。irrlicht提供了scene的管理机制，并提供了大量预定义好的scene nodes，实现了很多的功能，这样你就可以很方便的使用引擎。并且这种机制的好处是，节点可以不断的扩展，并可以在以后的项目中复用。

当然，irrlicht引擎不是完美的，我准备在这个源码剖析的系列的最后，分析一下irrlicht的一些具体问题和不足，当然作为一个开源引擎，irrlicht已经非常好了，我的主要目的正是通过分析学习irrlicht给自己设计3d引擎打一个基础。