一种让程序支持多渲染器的方法

在实际开发中，我们往往倾向于使用新的渲染器API进行图形的绘制，但是担心当部署到目标机器上时，由于硬件和显卡配置的限制而无法使用新的渲染器API。这可真让开发者们头疼。由于不同模型的格式不一样，渲染的方法也不尽相同，再加上渲染器的千变万化，让我们的工作量加大了很多！

一种解决方案是使用游戏引擎来解决问题。本文并不是介绍究竟如何使用这些引擎，而是提出了一种自己的方案，通过为每一个渲染器写一个渲染处理器（render handler）来化解这性能和兼容性的矛盾。

实例：我在开发的时候层考虑如果使用了在OpenGL1.5中提出来的VBO，那么移植到目标机器上时可能会抛弃那些并不支持OpenGL1.5规范的机器（因为可能显卡驱动没有安装等原因而无法支持OpenGL1.5规范）。不过使用glBegin()、glEnd()这样一个顶点一个顶点地添加的确会降低性能，想用VBO来提高性能。怎么办呢？

使用C++的多态机制可以解决问题。根据多次游戏程序编写的经验，我发现一般资源都会经过初始化、使用和回收三个过程，所以我将这三个过程作为纯虚函数提炼出来。成为了IRenderHandler接口。

class IRenderHandler
{
public:
   virtual void Init( void ) = 0;
   virtual void Render( void ) = 0;
   virtual void Release( void ) = 0;
};

IRenderHandler是一个接口类，它抽象了一段渲染过程，子类或实现可以重写这三个纯虚函数，做出不同的渲染效果。

一个很简单的继承例子是，如果应用程序需要DirectX和OpenGL的支持，那么简单地继承这个接口成为两个顶级接口即可。

class IGLRenderHandler: publicIRenderHandler
{
 
};
 
class IDXRenderHandler: publicIRenderHandler
{
 
};

更具体的情况，想要渲染各个模型，由于各个模型的渲染方式不一样，这样的情况必须再从中继承一个类以适应不同模型的渲染情况。

class MMDRenderHandler: publicIGLRenderHandler
{
public:
   virtual ~MMDRenderHandler( void ) { }
    ……
   void Init( void )
    {
       ……
    }
protected:
   QVector<quint16>           m_Indices;
   QVector<Material>          m_Materials;
   QVector<Texture2D>         m_Textures;
   QVector<Bone>               m_Bones;
   QString                     m_Dir;
 
    ……
};

对于OpenGL1.1规范和OpenGL1.5规范，再从中继承两个类以实现不同OpenGL规范的渲染。

class MMDRenderHandler_1_1:
       public MMDRenderHandler,
       protected QOpenGLFunctions_1_1
{
         voidInit( void )
{
……
}
void Render(void )
{
……
}
void Release(void )
{
……
}
}
class MMDRenderHandler_1_5:
       public MMDRenderHandler,
       protected QOpenGLFunctions_1_5
{
void Init( void)
{
……
}
void Render(void )
{
……
}
void Release(void )
{
……
}
};

我使用的是Qt，对于各种OpenGL规范，Qt为我们提供了各种程序集，我和大家一样，无法具体知道每一个函数是从OpenGL什么版本开始提供的，又有哪些函数从OpenGL什么版本开始消失的，还好Qt提供了QOpenGLFunctions_X_X这样的类，通过其保护继承可以让开发者知道在某个版本中OpenGL的函数是否可用，如果不可用，它会报编译错误（OpenGL1.1以及以前的函数除外）。

在Qt中有一个非常方便的函数，可以判断当前系统支持的最高的OpenGL版本，它就是QGLFormat::openGLVersionFlags( )静态函数。我们使用一个指针（或智能指针）保存渲染处理器的地址，像这样：

QScopedPointer<MMDRenderHandler>m_pRenderHandler;

根据系统环境来渲染的代码是：

// 看看OpenGL标准来决定渲染器
if ( QGLFormat::openGLVersionFlags( ) &QGLFormat::OpenGL_Version_1_5 )
{
   m_pRenderHandler.reset( new MMDRenderHandler_1_5 );
}
else if ( QGLFormat::openGLVersionFlags( )& QGLFormat::OpenGL_Version_1_1 )
{
   m_pRenderHandler.reset( new MMDRenderHandler_1_1 );
}

在开发中，我接触过一游戏引擎，我看到它们对渲染器的封装很深，不过不外乎在渲染时有BeginRender()和EndRender()这样的函数。BeginRender()这样的函数我想意义在于将顶点缓存暴露出来供用户填充数据进来，而EndRender()函数则是结束用户的顶点输入，提交顶点。这里BeginRender()和EndRender()看起来和glBegin()、glEnd()的作用差不多，但由于一些特殊而高效的数据结构使得游戏引擎的执行效率很高。BeginRender()和EndRender()这对函数还包含了对渲染器代码的封装，使得使用跨渲染器的游戏引擎成为可能。