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Qt新渲染底层Scene Graph研究（三）(qt渲染引擎)
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上一篇文章介绍了Qt Quick和SceneGraph的一些理论上的内容。这也是我最新的研究成果。接下来我要介绍一下如何使用Scene Graph来制作一些好玩的效果。这也是我进行一次SceneGraph的尝试。
我的目标是希望在Scene Graph这一套渲染框架下实现一个带有纹理的立方体，并且旋转。花了几天，虽然不是那么满意，但是已经告一段落了。
蒋彩阳原创文章，首发地址： 本文难度偏大，适合有经验的同行进行交流。
首先，对比C&#;&#;，QML这边的代码稍微简单一些，那么从最简单开始说起吧。
一个普通的窗口，背景是橙色的，在上面显示了我们的Cube。我希望我的Cube沿着一个轴进行旋转，所以设定了NumberAnimationon rotateAngle。此外，我希望每隔三秒Cube更换纹理，所以设定了一个Timer来更换纹理。每一个Item都有transform成员，它表示Item经过什么样的转换，目前transform支持Translation、Rotation以及Scale，有人想要让MouseArea成为不规则的，其实如果官方提供了Shear这个类，那么就更方便了。
我们看到的QML代码仅仅是表象，其实在幕后，是一个较为复杂的C&#;&#;类：TexturedCube。下面我们再来看看TexturedCube.h的内容：
在头文件我首先定义了一个方便的宏，包含了属性：Getter-Setter，以及Notifier。和QQuickItem的大多数属性一样，一旦某个属性发生了改变，那么就要发出改变的信号，也就是我们称的notifier，并且要告诉QQuickItem进行下一次更新。这里的update()并不是立即更新的意思，而是告诉QQuickItem在下个循环周期之前调用updatePaintNode()这个函数。接下来我们看看TexturedCube.cpp文件。
经过实践，要渲染一个带六个纹理面的立方体，需要个顶点。所以我设定了一个宏VERTEX_COUNT，&#;是。此外，QtScene Graph默认的渲染是AoS（Array of Structure），这一点和Direct3D9一样的，所以我们需要定义自己的顶点&#;式。structTexturedCubeVertex里面包含了顶点位置以及纹理坐标（又称uv坐标）。在TexturedCube的构造函数，我们通过设定setFlag(ItemHasContents, true );来告诉Scene Graph，此项目有内容，需要调用updatePaintNode()函数，然后当source改变的时候，为了调用相应的处理函数，需要连接处理器。这里的核心就是updatePaintNode()函数。这个函数的作用类&#;于一个中转站，火车从远处来，进站，如果有什么变化，比如说上下客，那么车内的人员也会变化。最后火车驶离车站，开往下一个目的地。此函数颇有这一个意思。第一次，我们发现oldNode指针为空，那么我们创建几何体、材质和纹理。否则oldNode指针不为空，我们认为这不是第一次渲染了，我们取出它的几何体和纹理。如果纹理路径发生了改变，那么我们也需要进行重新载入，通过source2Path()来解析路径。这里可能没有Qt源码那么复杂，因为Qt里面如果来自网络，即以http协议开始的，那么需要调用QQmlEngine里面的QNetworkAccessManager，此外QtQuick的Image类还有cache功能，我们这个例子没有那么复杂，能根据source的改变同步改变纹理内容就可以了。
由于Qt的SceneGraph的灵活性，我们需要使用许多类一起写作才能按照我们的要求创建几何体。首先我们要创建QSGGeometry::Attribute的一个数组，以便告诉SceneGraph和OpenGL，我们需要什么样的顶点缓存。注意这个数组绝对不能在栈上，因为要在updatePaintNode()函数以外用到这个数组，因此我标记为static类型。随后，我们需要QSGGeometry::AttributeSet结构的对象标识我们所需要的属性。
在设置上、下、左、右、前、后面的顶点位置坐标以及纹理坐标之后，需要对坐标进行一次适配。因为QQuickItem毕竟是一个矩形的控件，所以指定了width和height之后，boundingRect()就有相应的&#;了。这里需要说明的是z&#;。如上面几篇文章所述，要将坐标&#;限制在x∈[0，Screen.width]，y∈[0，Screen.height]，z∈[0，stackLayer]（其中stackLayer为Item堆叠的层数），这样才能在视口中看见。最后是Qt的source2Path()方法，用来处理路径的。
main.cpp文件也比较简单，这里我只介绍主要部分：
最后就是效果了。在Windows下的效果如下图所示：
大家可能觉得奇怪，本来不是设置的是立方体吗？怎么看起来像一个面片？其实如果设置QSG_VISUALIZE=overdraw的话，我们就明白了。
其实是有一个立方体显示的，只是因为视立方体的范围是x∈[0，Screen.width]，y∈[0，Screen.height]，z∈[0，stackLayer]（其中stackLayer为Item堆叠的层数），在这种情况下，左右和上下共四个面被挤压得很小，所以我们几乎感觉不到它们的存在。
后记：也正是因为这样的原因，让我认识到，在Scene Graph下绘制出3D模型有些不合适。由于z和视口限制，所以让我们看3D对象都觉得是扁平一片。可能我半年前制作的示例更有实用价&#;吧。
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标签: qt渲染引擎
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