irrlicht引擎源碼剖析 – 引擎概覽

irrlicht是跨平台，支援多種圖形庫的開源3d引擎。irrlicht的設計很好的體現了介面和實現分離的原則，整個架構設計精巧清晰，是學習3d引擎設計的不錯的教材。

先看下名字空間的劃分，可以看到irr具有非常清晰的結構:

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空間中提供了引擎的一些底層構架的支援，如事件處理系統，作業系統抽象，引用計數，裝置抽象等。
irr::core空間中提供了基礎的數學和資料結構構件，如向量，矩陣，四元數，列表，數組，紅/黑樹狀結構等。
irr::io空間提供了io操作的構件並提供對象屬性序列化和xml支援。
irr::video空間包含了3d圖形功能介面和構件。如對圖形驅動，材質渲染的抽象。
irr::scene空間包含了基於scene graph的3d引擎渲染和管理，並提供了camera,骨骼動畫，粒子系統等的豐富支援。
irr::gui空間包含了irrlicht的GUI模組，同樣也是基於介面的設計。

 我想重點剖析的是irr::video和irr::scene，這是3d引擎的核心部分，目的是分析irrlicht是如何將不同的圖形API進行抽象的，以及如何使用scene graph-material體系進行引擎的運轉，並將各種3d技術融入到這個體系中的。另外irr如何做到跨平台支援的也會進行剖析。

作為引擎的概覽，首先看下文檔中的short example：

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

這三句代碼顯示了irrlicht最基本的三個對象-裝置，圖形驅動和情境管理器。簡單看來，通過全域函數createDevice根據指定的驅動類型建立一個裝置，之後可通過裝置對象得到驅動對象以及情境管理器對象。

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

裝置對象具有一些裝置相關的能力，比如這兒可以設定視窗標題。

// 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();

這幾行代碼顯示了scene graph體系，ISceneNode是irrlicht情境中基礎組成部分節點的抽象，這兒添加了一個動畫mesh節點，和一個camera節點。節點具有材質屬性（當然camera並不需要材質，但是ISceneNode作為一個抽象要盡量兼顧各種節點，為了讓介面的層次簡單些，這樣做也是一個實用的方法）

// draw everything
while (device->run() && driver)
{
    driver->beginScene(true , true , video::SColor(255,0,0,255));
    scenemgr->drawAll();
    driver->endScene();
}
這幾行是引擎運轉的過程，首先引擎運轉的條件是裝置仍然在運轉：device->run(),可通過closeDevice關閉裝置。 scenemgr->drawAll()執行了所有節點的渲染，節點的渲染不僅僅是draw,節點的transform計算，動畫計算（包括骨骼動畫），camera這種特殊節點的操作（特殊的節點還有光源等），都包含在渲染的範疇中，在drawAll中統一調用，各種節點實現各自的渲染，最終由 scenemgr統一管理（如排序）繪製，這正是基於scene graph架構的引擎的特點之一。

device->drop();
這一句體現了irrlicht的引用計數機制，通過grab,drop管理對象引用次數。這兒如果一切正常應該是引用drop為0，device銷毀自己，退出程式。

從這個很短的例子可以看到irrlicht的基本構件和運行過程。irrlicht提供了scene的管理機制，並提供了大量預定義好的scene nodes，實現了很多的功能，這樣你就可以很方便的使用引擎。並且這種機制的好處是，節點可以不斷的擴充，並可以在以後的項目中複用。

當然，irrlicht引擎不是完美的，我準備在這個源碼剖析的系列的最後，分析一下irrlicht的一些具體問題和不足，當然作為一個開源引擎，irrlicht已經非常好了，我的主要目的正是通過分析學習irrlicht給自己設計3d引擎打一個基礎。

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