3d 游戏系统的渲染机制是复杂的，这里只是以简洁的方式基于stage3d描述个人对于3d游戏渲染系统设计的看法和实践

游戏系统的性能在游戏系统或产品中占据绝对主导地位，我们的游戏相关的产品除了关注其可玩性，画面，更关注其性能。性能也可以说是前两者得以全面发挥的基石。游戏产品和别的软件产品的一个明显的区别是运算量大，也就是对同一硬件或者环境下，同一时间段内其能量消耗更大，所以我们要尽可能的提升程序本身的性能，实际就是提升能量利用率(好吧，这是另外一个话题，以后再说吧)。

提升性能的法则之一,就是尽量少的尽量有效的使用资源,这里讲的资源包含:系统外部静态资源(A),逻辑对象(B),内存/显存资源(C),这三大部分。这里B是关联和管理A与C的核心，也是我们程序系统直接"操作使用"的部分。B这个逻辑对象的产生，运行(运算)，销毁，都会消耗能量，也就是会"消耗"系统的性能, 而且这个过程也是直接影响了A和C的性能。所以一个高效的渲染系统，必然有一个高效的程序系统来高效的运作逻辑对象的生命周期。因此，总的来讲，有一个大家都熟悉的总原则:能不创建就不创建，能不运行就不运行，能不销毁就不销毁。

但是，但是，在我们的系统运行中，怎么会没有很多的创建和销毁呢？更不可能没有大量的运行！

但是，但是，我们还得解决问题，构建力所能及的高效系统。

所以，低耦合度便是一种解决问题的策略。

低耦合度是让各个子系统，模块，对象，资源之间合理的降低耦合度，甚至如果有需要，在某些地方尽量低的降低耦合度。

合理的低耦合度可以达到的作用是:

    1.尽量在需要的时候才创建对应的属性，对象，资源等

    2.尽量在需要的时候才运行逻辑对象相关的算法

    3.尽量在需要的时候才销毁相关的对象活资源

做好上面这三条的目的是: 能不创建就不创建，能不运行就不运行，能不销毁就不销毁。

哈哈哈，似乎说了废话。但是你的系统是不是做到了这个设计目标？

镜头转到 stage3d 身上.

用stage3d as3 来设计渲染引擎有无数方式，现存的相关引擎也一大把。在这里就假定从无到有的我在来一遍。

个人在这个系统建立的时候把这个系统所要实现的东西分为:

    1.属性集合,例如各种将要传递给GPU的buffer,几何数据,动画，色彩，灯光等对象，我认为他们都是一个基本的数据集合，为的是向shader传递参数。这些对象不会和其他资源有直接的关联，这些对象大部分都被显示对象持有,作为显示对象的属性而存在。

    2.显示对象，显示对象是被渲染逻辑run()和render()的对象,持有属性集合(但是属性集合不会持有显示对象),显示对象会作为参数传递给shader。

    3.shader,我这里讲的shader是stage3d中的用于将各种必须的数据传递给显卡的管理对象,这类对象是渲染的关键。这类对象绝大部分情况下只从显示对象获取纯粹的数据,小部分情况是自带的数据例如某个shader节点会带有贴图数据,当然shader自带的数据只会存在于 shader 的某几个节点上。这里一个完整的shader是由若干个 shader node 组合而成的, 统一组合的shader只会构建一次AGAL代码, 每一个 shader node 自己会决定是否需要使用数据，使用什么样的数据。

以上是大体的设计规划。

在这个规划里，属性集可以轻易共享或组合，也可以轻易的和目标对象脱离。

在循环执行的流程当中，只执行必要的部分，其余的部分只会在创建或销毁的过程执行各一遍。

这里以漫反射灯光为例子做一个简要的介绍和展示,来说明上述的规划。

在漫反射的情况下，灯光大体分为:

    1.定向光(平行光)

    2.光强不会发生变化作用距离无限远的点光源

    3.光强会发生变化且有作用半径的点光源

    4.环境光

在我的灯光系统中，若干个不同类型的灯光组成一个灯光组，这个灯光组表示了这个显示对象被哪些灯光共同作用,在一个灯光组中只有一个环境光灯光对象。

以下代码创建一个 由三个灯光和一个环境光组成的灯光组 LightGroup对象:

        public static function createLightGroupB():LightGroup {

            //

            var groups:LightGroup = new LightGroup();

            // 初始化环境光,为亮度很低的蓝色

            groups.ambient.color.setColorEle(0.0, 0.0, 0.3);

            groups.ambient.strength = 1.0;

            // 光强会发生变化且有作用半径的点光源

            var lightSpot:SpotLight = null;

            lightSpot = new SpotLight();

            lightSpot.radius = 300;

            lightSpot.strength = 8;

            lightSpot.color.setColorEle(0.5,0,0);

            lightSpot.setPosByXYZ(55,-30,55);

            lightSpot.update();

            groups.addLight(lightSpot);

            // 光强会发生变化且有作用半径的点光源

            lightSpot = new SpotLight();

            lightSpot.radius = 35;

            lightSpot.strength = 4;

            lightSpot.color.setColorEle(0.0,0.5,0);

            lightSpot.setPosByXYZ(-55,-30,-55);

            lightSpot.update();

            groups.addLight(lightSpot);

            // 平行光

            var lightDirec:DirecLight = null;

            lightDirec = new DirecLight();

            lightDirec.strength = 0.5;

            lightDirec.setDirecByEndXYZ(100, 100, 100);

            lightDirec.color.setRGBFromUint(0xff00ff);

            lightDirec.update();

            groups.addLight(lightDirec);

            groups.update();

            return groups;

        }

以下代码是一个显示对象使用上面创建的灯光组:

        // 创建一个薄板(高度很小的盒子)

        var cubeM:Cube = createACube(1, 100, "test_cube");

        cubeM.lightGroup = createLightGroupB();

        // getRandTex()函数的作用是随机获取一张贴图

        cubeM.material = ShaderBuilder.createMaterial(getRandTex(), true);

        cubeM.sy = 0.2;

        EFRenderLayer.addToRoleLayer(cubeM);

请见flash示例(加载贴图可能会有点慢):

　

    在这个示例中 中间不动的薄板 就是使用上面创建的灯光组

    其他的显示对象包括天空盒使用的都是随机产生的10个点光源和一个环境光组成的一个灯光组

    如果看不合适请刷新页面, 每次刷新页面会看到不同的贴图效果

    flash支持鼠标左键点击拖动和滚轮操作

    此文是抛砖引玉, 期待更多的系统设计思想或规划，敬请多喷。