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转:Ogre源代码浅析——脚本及其解析(一)
Ogre的许多外部资源数据都有着相应的脚本格式,现例举如下:
- Material(材质):Ogre使用的是“大材质”的概念。狭义的“材质”概念往往是与“贴图”等概念区分开的,比如在Lambert光照模型中,它一般用来指物体表面对模拟光的环境分量、漫反射分量和镜面反射分量的作用的响应属性。而在Ogre中,“材质”既包括了上述狭义的材质含义,又包括对要使用的贴图的描述,还可以包括要使用的shader的相关信息。这些都是用Ogre的材质脚本来描述的。其实仔细思考一下就会发现,Ogre对材质概念的定义是恰当的,因为贴图实际上是图形学为了模拟光照效果的一种方法;而后期引入的shader其原意也是为了让程序员能更自由、更精确地表达各种光照效果;再结合狭义的材质概念就可以明白,在Ogre中,所谓的“材质”实际上就是物体表面对光照的响应最终结果的整体描述,它综合了现有图形学的各种技术手段。材质脚本是以.material为后缀的文本文件。
- Program:各种shader语言都有自身的定义和表达方式,但不论用哪种语言写的shader,从调用者的角度看来,都需要知道shader的源文件在哪儿?是什么类型的?用的是什么版本?入口函数是什么?等方面的内容。Program脚本就负责回答这些问题,实际上program脚本是为Material脚本服务的,它们之间是“被引用者”和“引用者”之间的关系。Program脚本是以.program为后缀的文本文件。program脚本中定义的内容,有时也直接写在Material文本文件里。
- Particle:Ogre中的粒子系统的实例化即是以此脚本文件为基础的。Particle脚本是以.particle为后缀的文本文件。
- Compositor:游戏场景中的一些特殊光照效果,有时需要以不同的方式对场景进行多次渲染然后综合处理;有时要在上次渲染的结果上作进一步的图像处理,并把处理结果作为下一次处理的输入数据;或者用多次渲染与重复处理组合起来行成一个渲染链,渲染链的输出就是最后要的光照效果(比如常见的"Bloom"、"Flur"等)。这大概也是Ogre为什么把这种处理方法定义为Compositor的原因吧。底层的图形渲染引擎如DirectX,OpenGL等只提供对场景数据的直接渲染的支持,对这种特殊光效的处理过程鲜有现成的接口可以调用,而Ogre为了实现这种功能所引入的Compositor的概念,就是用来实现以上的组合渲染过程的。Compositor脚本是以.compositor为后缀的文本文件。
- Overlay:作为覆盖层的Overlay的用途是多方面的。在渲染过程中,Overlay渲染队列是被放在最后进行处理的,所以Overlay对象总是会覆盖整个场景而显示在最前面。Overlay常用作系统中二维对象或特殊对象的显示,比如UI界面、游戏场景中的HUD(Head Up Display)等。Overlay中的contain对象可以相互叠加或嵌套。对场景中要显示的Overlay对象内容及其相互关系,Ogre用overlay脚本对其进行描述。overlay脚本是以.overlay为后缀的文本文件。
- Font:在Ogre中显示的文字,都是以纹理的方式来处理的。其处理方法大致有两种,第一种是把要显示的文字内容处理成图片,然后作为贴图资源进行加载和处理;第二种方法是使用操作系统提供的或第三方提供的字库,Ogre会根据字库和用户要显示的内容,自动在内部渲染为纹理。如果要使用第二种方法,就要用Ogre提供的Font脚本。Font脚本是以.fontdef为后缀的文本文件。
- 其他。Ogre还为脚本的扩展提供了可能。Ogre的某些插件使用的资源可以有自已的脚本格式,对这些脚本文件的解析同样可以依靠Ogre原有的脚本解析机制。
Ogre的资源管理器都是从ResourceManager派生出来的,而ResourceManager又以ScriptLoader为基类。有相应脚本的的资源管理器,在其构造函数中会调用ResourceGroupManager::_registerScriptLoader()函数,将资源管理器对象指针保存到ResourceGroupManager的mScriptLoaderOrderMap容器中。在之后的资源初始化过程中(见前面相关文章的讨论),ResourceGroupManager::initialiseResourceGroup()会调用ResourceGroupManager::parseResourceGroupScripts()函数,对相应ResourceGroup中的脚本文件进行解析。新版本的Ogre引入了ScriptCompilerManager类后,以“.material”、“.program”、“.particle”和“.compositor”为后缀的文件都统一由ScriptCompilerManager类型对象统一进行管理和解析(而原来各自对应的资源管理器不再注册到mScriptLoaderOrderMap中)。ScriptCompilerManager自身也是以ScriptLoader为基类的,Oger在初始化Root对象时,会创建一个ScriptCompilerManager对象,并通过ResourceGroupManager::_registerScriptLoader()函数,将它的指针保存到ResourceGroupManager的mScriptLoaderOrderMap容器中。因此,新版本的ResourceGroupManager的mScriptLoaderOrderMap中保存的第一个ScriptLoader对象,实际上就是ScriptCompilerManager的对象指针。
ResourceGroupManager::parseResourceGroupScripts()函数的代码如下:
1 void ResourceGroupManager::parseResourceGroupScripts(ResourceGroup* grp) 2 { 3 4 LogManager::getSingleton().logMessage( 5 "Parsing scripts for resource group " + grp->name); 6 7 // Count up the number of scripts we have to parse 8 typedef list<FileInfoListPtr>::type FileListList; 9 typedef SharedPtr<FileListList> FileListListPtr;10 typedef std::pair<ScriptLoader*, FileListListPtr> LoaderFileListPair;11 typedef list<LoaderFileListPair>::type ScriptLoaderFileList;12 ScriptLoaderFileList scriptLoaderFileList;13 size_t scriptCount = 0;14 // Iterate over script users in loading order and get streams15 ScriptLoaderOrderMap::iterator oi;16 for (oi = mScriptLoaderOrderMap.begin();17 oi != mScriptLoaderOrderMap.end(); ++oi)18 {19 ScriptLoader* su = oi->second;20 // MEMCATEGORY_GENERAL is the only category supported for SharedPtr21 FileListListPtr fileListList(OGRE_NEW_T(FileListList, MEMCATEGORY_GENERAL)(), SPFM_DELETE_T);22 23 // Get all the patterns and search them24 const StringVector& patterns = su->getScriptPatterns();25 for (StringVector::const_iterator p = patterns.begin(); p != patterns.end(); ++p)26 {27 FileInfoListPtr fileList = findResourceFileInfo(grp->name, *p);28 scriptCount += fileList->size();29 fileListList->push_back(fileList);30 }31 scriptLoaderFileList.push_back(32 LoaderFileListPair(su, fileListList));33 }34 // Fire scripting event35 fireResourceGroupScriptingStarted(grp->name, scriptCount);36 37 // Iterate over scripts and parse38 // Note we respect original ordering39 for (ScriptLoaderFileList::iterator slfli = scriptLoaderFileList.begin();40 slfli != scriptLoaderFileList.end(); ++slfli)41 {42 ScriptLoader* su = slfli->first;43 // Iterate over each list44 for (FileListList::iterator flli = slfli->second->begin(); flli != slfli->second->end(); ++flli)45 {46 // Iterate over each item in the list47 for (FileInfoList::iterator fii = (*flli)->begin(); fii != (*flli)->end(); ++fii)48 {49 bool skipScript = false;50 fireScriptStarted(fii->filename, skipScript);51 if(skipScript)52 {53 LogManager::getSingleton().logMessage(54 "Skipping script " + fii->filename);55 }56 else57 {58 LogManager::getSingleton().logMessage(59 "Parsing script " + fii->filename);60 DataStreamPtr stream = fii->archive->open(fii->filename);61 if (!stream.isNull())62 {63 if (mLoadingListener)64 mLoadingListener->resourceStreamOpened(fii->filename, grp->name, 0, stream);65 66 if(fii->archive->getType() == "FileSystem" && stream->size() <= 1024 * 1024)67 {68 DataStreamPtr cachedCopy;69 cachedCopy.bind(OGRE_NEW MemoryDataStream(stream->getName(), stream));70 su->parseScript(cachedCopy, grp->name);71 }72 else73 su->parseScript(stream, grp->name);74 }75 }76 fireScriptEnded(fii->filename, skipScript);77 }78 }79 }80 81 fireResourceGroupScriptingEnded(grp->name);82 LogManager::getSingleton().logMessage(83 "Finished parsing scripts for resource group " + grp->name);84 }
ScriptCompilerManager对象有一个StringVector mScriptPatterns成员,它里面主要保存着待解析的脚本文件类型信息,在ScriptCompilerManager被创建时,“.material”、“.program”、“.particle”、“.compositor”四个字符串会被保存在内。第27行的findResourceFileInfo()函数的代码展开如下:
1 FileInfoListPtr ResourceGroupManager::findResourceFileInfo(const String& groupName, 2 const String& pattern, bool dirs) 3 { 4 OGRE_LOCK_AUTO_MUTEX 5 // MEMCATEGORY_GENERAL is the only category supported for SharedPtr 6 FileInfoListPtr vec(OGRE_NEW_T(FileInfoList, MEMCATEGORY_GENERAL)(), SPFM_DELETE_T); 7 8 // Try to find in resource index first 9 ResourceGroup* grp = getResourceGroup(groupName);10 if (!grp)11 {12 OGRE_EXCEPT(Exception::ERR_ITEM_NOT_FOUND, 13 "Cannot locate a resource group called ‘" + groupName + "‘", 14 "ResourceGroupManager::findResourceFileInfo");15 }16 17 OGRE_LOCK_MUTEX(grp->OGRE_AUTO_MUTEX_NAME) // lock group mutex18 19 // Iterate over the archives20 LocationList::iterator i, iend;21 iend = grp->locationList.end();22 for (i = grp->locationList.begin(); i != iend; ++i)23 {24 FileInfoListPtr lst = (*i)->archive->findFileInfo(pattern, (*i)->recursive, dirs);25 vec->insert(vec->end(), lst->begin(), lst->end());26 }27 28 return vec;29 }
以FileSystemArchive为例,在findResourceFileInfo()函数中的第24行将会形成如下调用链:
1. FileSystemArchive::findFileInfo || \/2. FileSystemArchive::findFiles(const String& pattern, bool recursive, bool dirs, StringVector* simpleList, FileInfoList* detailList)
其中的调用“结点2”——findFiles()函数展开后为:
1 void FileSystemArchive::findFiles(const String& pattern, bool recursive, 2 bool dirs, StringVector* simpleList, FileInfoList* detailList) const 3 { 4 intptr_t lHandle, res; 5 struct _finddata_t tagData; 6 7 // pattern can contain a directory name, separate it from mask 8 size_t pos1 = pattern.rfind (‘/‘); 9 size_t pos2 = pattern.rfind (‘\\‘);10 if (pos1 == pattern.npos || ((pos2 != pattern.npos) && (pos1 < pos2)))11 pos1 = pos2;12 String directory;13 if (pos1 != pattern.npos)14 directory = pattern.substr (0, pos1 + 1);15 16 String full_pattern = concatenate_path(mName, pattern);17 18 lHandle = _findfirst(full_pattern.c_str(), &tagData);19 res = 0;20 while (lHandle != -1 && res != -1)21 {22 if ((dirs == ((tagData.attrib & _A_SUBDIR) != 0)) &&23 ( !msIgnoreHidden || (tagData.attrib & _A_HIDDEN) == 0 ) &&24 (!dirs || !is_reserved_dir (tagData.name)))25 {26 if (simpleList)27 {28 simpleList->push_back(directory + tagData.name);29 }30 else if (detailList)31 {32 FileInfo fi;33 fi.archive = this;34 fi.filename = directory + tagData.name;35 fi.basename = tagData.name;36 fi.path = directory;37 fi.compressedSize = tagData.size;38 fi.uncompressedSize = tagData.size;39 detailList->push_back(fi);40 }41 }42 res = _findnext( lHandle, &tagData );43 }44 // Close if we found any files45 if(lHandle != -1)46 _findclose(lHandle);47 48 // Now find directories49 if (recursive)50 {51 String base_dir = mName;52 if (!directory.empty ())53 {54 base_dir = concatenate_path(mName, directory);55 // Remove the last ‘/‘56 base_dir.erase (base_dir.length () - 1);57 }58 base_dir.append ("/*");59 60 // Remove directory name from pattern61 String mask ("/");62 if (pos1 != pattern.npos)63 mask.append (pattern.substr (pos1 + 1));64 else65 mask.append (pattern);66 67 lHandle = _findfirst(base_dir.c_str (), &tagData);68 res = 0;69 while (lHandle != -1 && res != -1)70 {71 if ((tagData.attrib & _A_SUBDIR) &&72 ( !msIgnoreHidden || (tagData.attrib & _A_HIDDEN) == 0 ) &&73 !is_reserved_dir (tagData.name))74 {75 // recurse76 base_dir = directory;77 base_dir.append (tagData.name).append (mask);78 findFiles(base_dir, recursive, dirs, simpleList, detailList);79 }80 res = _findnext( lHandle, &tagData );81 }82 // Close if we found any files83 if(lHandle != -1)84 _findclose(lHandle);85 }86 }
其作用是在本Archive指定的目录下搜索以pattern(findFiles的第一个参数)为后缀名的文件,并将满足条件的所有文件的相关信息(包括文件名、相应Archive对象指针、路径名及是否为压缩文件等)添加到名为detailList的FileInfoList中去并返回给调用函数。而ResourceGroupManager::findResourceFileInfo()函数会对保存在本group的locationList中的所有Archive对象进行如上操作(findResourceFileInfo()函数22-26行)。
因此,回到最开始的ResourceGroupManager::parseResourceGroupScripts()函数,可以知道第16-33行的作用是:对指定的resourceGroup进行搜索,并将保存在locationList中的所有Archive对象对应目录下,后缀名为资源管理器指定的文件类型(由mScriptPatterns来指定,对ScriptCompilerManager来说mScriptPattern中的值为:“.material”、“.program”、“.particle”、“.compositor”)的文件的相关信息,以文件为单位保存到scriptLoaderFileList(在第12行中定义)列表中。
ResourceGroupManager::parseResourceGroupScripts()函数的第39-79行,则实现了对保存在scriptLoaderFileList列表中对应的脚本文件的解析。其中最核心的逻辑是DataStreamPtr stream = fii->archive->open(fii->filename)(60行)和su->parseScript()(70、73行)。第60行用于打开待解析的脚本文件,而su->parseScript()函数则会调用相应资源管理器的parseScript(DataStreamPtr& stream, const String& groupName)函数。以ScriptCompilerManager为例,其代码为:
1 void ScriptCompilerManager::parseScript(DataStreamPtr& stream, const String& groupName) 2 { 3 #if OGRE_THREAD_SUPPORT 4 // check we have an instance for this thread (should always have one for main thread) 5 if (!OGRE_THREAD_POINTER_GET(mScriptCompiler)) 6 { 7 // create a new instance for this thread - will get deleted when 8 // the thread dies 9 OGRE_THREAD_POINTER_SET(mScriptCompiler, OGRE_NEW ScriptCompiler());10 }11 #endif12 // Set the listener on the compiler before we continue13 {14 OGRE_LOCK_AUTO_MUTEX15 OGRE_THREAD_POINTER_GET(mScriptCompiler)->setListener(mListener);16 }17 OGRE_THREAD_POINTER_GET(mScriptCompiler)->compile(stream->getAsString(), stream->getName(), groupName);18 }
其中,stream->getAsString()用来将脚本文件中的内容以字符串的形式加载到内存;stream->getName()用来返回待解析脚本文件的文件名。
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