Ogre引擎源码——资源之Material

Ogre中资源有以下几种：Texture、Compositor、Font、GpuProgram、Material、Mesh、Skeleton、BspLevel

本文聚焦于材质资源Material。DirectX、Opengl中的材质含义为物体的光学属性，如高光和漫反射光的颜色等。但在Ogre中，材质类所包含的概念更大，涵盖了纹理等设置的信息。从某种意思上来说，Ogre中的Material更接近于Shader 的概念。

 

Ogre中的材质资源相关头文件如下：

OgreMaterial.h

OgreMaterialManager.h

OgrePass.h

OgreTechnique.h

 

 

Material、Technique和Pass的UML关系图如下

从图中可以看出，Ogre中的材质是按三个层次来管理的。

最底层的是Pass（通路），Pass是Ogre最基本的绘制单元。

管理Pass的是Technique（技术），Technique是一组用来绘制一个特定材质的方法。

管理Technique的就是Material了，Material封装了对于一个物体而言的所有可视效果。

 

下面就逐一来解读下Ogre的材质结构。

 

（1）Pass

在Ogre中，Pass是最基本的绘制单元，同时也是Renderable（可绘制对象）用来标识自己绘制状态的基本单元。

Pass中与自身在材质结构中相关的成员变量有

Technique* mParent; unsigned short mIndex; // pass index String mName; // optional name for the pass uint32 mHash; // pass hash bool mHashDirtyQueued; // needs to be dirtied when next loaded

mParent是指向父类Technique的指针。

index用来表示，在父类的pass集合中，自身的序列号。

生成的hash是用来对pass分组排序的。需要提高绘制效率，我们就需要安排尽可能高效的绘制批次（batching）。为了减少绘制批次，我们具有相同绘制状态的绘制请求一起进行。对pass的合理组合，是有效地提高绘制效率的手段。

 

Pass的成员变量非常多，绝大部分都是绘制状态的设置。

大致有以下几类：

• 颜色
• 混合
• 深度缓冲
• alpha测试
• 剔除（Culling）模式
• 光照
• Shading方式
• 雾
• 纹理单元
• shader
• 点大小及衰减 

（2）Technique

Technique是对Pass的集中管理，在Technique中，引入了硬件的考量。也就是说，Pass的设置能否在当前硬件上运行，Technique会给出考量后的结果。比如：在一个Pass中，所请求的纹理单元过多了，那么Technique就会自动地进行Pass的分割，使得Pass能够符合硬件的运行要求。

Technique的主要数据结构有

typedef vector<Pass*>::type Passes; /// List of primary passes Passes mPasses;

这是所管理的Pass集合。

 

/// LOD level unsigned short mLodIndex; /// Scheme unsigned short mSchemeIndex;

Lod和Scheme是上层Material用来区分不同Technique的度量方式。

 

还有两个比较重要的数据结构体GPUVendorRule和GPUDeviceNameRule。

顾名思义，从硬件获取的信息，通过这两个struct保存，并在编译Pass的过程中使用。

 

（3）Material

Material是管理的Technique的类，主要通过设定Scheme（方案）来进行度量。这里Scheme更符合我们平时对于绘制质量的理解，比如：高质量，中等质量，低质量等。划分好Scheme后，我们就可以把相应的Technique归入其中的一类，在切换Scheme的时候，就可以使用相应的Technique来进行绘制了。

还有一个度量就是Lod（细节等级）。有了相应的Scheme之后，在Technique执行时还需要考虑Lod的影响，根据视点与物体的距离来选择相应的Technique，是Ogre提供的材质绘制策略。

 

上述这两个度量的数据结构如下：

typedef map<unsigned short, Technique*>::type LodTechniques; typedef map<unsigned short, LodTechniques*>::type BestTechniquesBySchemeList;

 

LodTechniques是将距离与相应的Technique进行绑定。

BestTechniquesBySchemeList则是将Scheme与相应的LodTechniques绑定。

 

Material中管理Technique的数据结构如下：

typedef vector<Technique*>::type Techniques; /// All techniques, supported and unsupported Techniques mTechniques; /// Supported techniques of any sort Techniques mSupportedTechniques;

可以看到，Material保存两份Technique的集合，mTechniques是当资源导入以后就保存的一份集合。而mSupportedTechniques则在每次编译之前清空，根据当前硬件的环境要求，来选择硬件支持的Technique。

 

还值得一提的是，在Pass、Technique和Material中，大部分的成员函数就是用来设置Pass中的绘制状态。设置的过程往往是从上至下传递的，也就是从Material->Technique->Pass的流程进行设置。当底层有需要进行重新编译的请求，都会发送给Material，然后再从Material至下，一步一步地编译所有材质资源。

 

（4）MaterialManager

继承自ResourceManager，对Material进行管理。主要实现了对纹理过滤的设置、Scheme的管理，设置相应的监听等操作。还负责读取材质脚本、初始化材质资源。