Question

目前正在使用C＃开发3D媒体引擎，我遇到了一个小难题。我找到了我的rending循环，我有一个很棒的插件架构和内容管理系统，甚至还有一个计划好的材料管道。然后引擎计划使用DirectX和OpenGL（通过'渲染器'插件），以及两个API的可编程管线。

无论如何，在本周初，我开始研究用于处理顶点的引擎抽象层（我现在已经担心这几周了）。正如你们中的一些人所知，图形API之间的顶点处理并不完全相关或相同。好吧有点相关;），但不一样。在OpenGL处理中，顶点非常简单，您可以创建自定义顶点结构，将其发送到GPU，然后让着色器处理其余部分。这对于灵活的图形管线是完美的，OpenGL不需要知道每个顶点包含哪些元素。另一方面，DirectX要求我们为每个顶点结构创建声明，然后将它们发送到GPU。

问题在于我不知道传递了什么类型的顶点结构，我肯定希望避免创建涉及通过枚举和一些抽象的“VertexDeclaration”类声明顶点的每个元素的抽象层;这会引起一些问题：

1）获取顶点元素至少可以说是一种痛苦。我可以使用一些'VertexSemantic'并询问顶点'a - z'的位置，但是当处理像骨架动画这样的顶点时，它可能会有很多开销。

2）考虑到发动机的主要焦点是“新手”，不是非常人性化。我希望用户能够创建自定义顶点和网格缓冲区，而不必声明大量对象，消耗宝贵的开发时间。

3）更多？

现在我可以使用属性做一些事情，然后在DirectX渲染器内创建顶点结构的声明。例如，继续创建一些枚举：

// for getting the format layout of the element
public enum ElementFormat
{
    Float, Float2, Float3, Byte, etc, etc
}
// for determining the 'usage' 
// (here is 'another' where DirectX limits vertex structures ><)
public enum ElementUsage
{
    Position, Normal, Color, TextureCoord, etc, etc
}

现在我可以创建一个用户可以应用于顶点结构中每个元素的“字段”的属性：

    public class VertexElementAttribute : Attribute
    {
        #region Properties
        /// <summary>
        /// Gets the total size (in bytes) of the element.
        /// </summary>
        public int Size
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// Gets the number of values contained with-in the element.
        /// </summary>
        public int Count
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// Gets the type semantic of the element.
        /// </summary>
        public ElementType Type
        {
            get;
            set;
        }
        /// <summary>
        /// Gets the usage semantic of the element.
        /// </summary>
        public ElementUsage Usage
        {
            get;
            set;
        }
        #endregion

        #region Init
        /// <summary>
        /// Creates a new vertex element attribute.
        /// </summary>
        /// <param name="count">The number of values contained within the element.</param>
        /// <param name="size">The total size (in bytes) of the element.</param>
        /// <param name="type">The type semantic of the element.</param>
        /// <param name="usage">The usage semantic of the element.</param>
        public VertexElementAttribute(int count, int size, ElementType type, ElementUsage usage)
        {
            Count = count;
            Size = size;
            Type = type;
            Usage = usage;
        }
        #endregion
    }

自定义顶点结构的示例：

public struct VertexPositionColor
{
    [VertexElement(3, sizeof(Vector3), ElementType.FLOAT3, ElementUsage.POSITION)]
    public Vector3 Xyz;
    [VertexElement(4, sizeof(Color), ElementType.FLOAT4, ElementUsage.COLOR)]
    public Color Rgba; 

    ... etc
}

这很好。在DirectX插件（渲染器）中，我可以创建一个实用程序类，它可以为每个结构类型创建语义，然后缓存数据，因此不必为每个顶点重新创建声明。

我甚至可以在ELementUsage中添加一个NONE枚举值，这样自定义值可以用于任何意义......但是它们只会在OpenGL中工作，因为DirectX要求你标记每个顶点...除非有我缺少的东西。

我的问题：

有没有更好的方法来解决这个问题（除了使用attirbutes）？有没有办法避免在DirectX中使用VertexDeclarations？你有什么不理解'我'的问题吗？

编辑：

使用属性的问题是从每个顶点获取元素数据。假设我想在网格缓冲区中获取每个顶点的位置。由于我使用了属性，我不能只做'vertex.Position'，我必须创建一个实用程序方法，可以从顶点结构中提取字段引用，如'Utility.GetElement（vertex，ElementUsage.POSITION）' 。此方法需要使用反射来首先查找属性，然后返回对字段值的引用。设定值甚至（我认为）是不可能的？

另一种方法是创建一个IElement接口并实现每个元素（Positon，Normal等）。接口可以具有Name属性，我可以直接在继承的元素结构中返回，就像PositionElements的Name属性只返回“Positon”一样。

接下来，我可以将IElement数组放在一个Vertex结构中，该结构包含AddElement（IElement），GetElement（字符串名称），GetElement（int index），Insert，Replace等方法。我将实现DirectX已知的所有元素这样渲染器插件可以解析顶点结构以创建顶点声明数组。

这个问题是我不确定数组'[]'是否可以用作顶点元素数据。比如，数组包含哪些其他字节（如果有的话）会阻碍我将Vertex结构（包含IElement数组）直接传递给DirectX，然后传递给GPU？

以这种方式实现它对我所需要的东西来说绝对是完美的。另一个问题是IElement（元素）的继承类型可能是一个类，还是元素值必须是值类型？

Answer 1

自从我做了任何directx或者opengl以来已经有很长一段时间了，所以请耐心等待我的建议，但我记得不久之前正在做这样的。

我想我做过这样的事情：

var graphicsStream = new GraphicsStream();

var elements = graphicsStream.Create<Vector3>(Usage.Position);
graphicsStream.Create<Color>(Usage.Color);
graphicsStream.Create<Quaternion>(Usage.Fribble);

elements.SetData(new[] { new Vector3(), new Vector3() });

var vertexFormat = graphicsStream.GetFormat();
graphicsStream.Validate();  // ensure all the streams have the same length

// get a particular element by type
var p = graphicsStream.GetData(Usage.Position, 1);

你有一个图形流，它是一组应用了一个用法的类型化数据集。从中您可以生成适当的顶点格式。 API允许您一次性更改单个元素或上传和替换整个顶点缓冲区。

最大的缺点是你没有一个结构代表顶点结构中的“列”。

我不知道这是不是你要找的东西。为什么这样的设计不适合？

Answer 2

您可以查看OGRE如何处理此问题。特别是关于VertexElement的The render system documentation以及vertex buffer classes。 OGRE是C ++，但我相信你能够轻松地将设计模式转换为C＃。

什么是api独立顶点处理的良好代码结构？

2 个答案: