cocos2d-x 3.x 图形学渲染系列六

笔者介绍：姜雪伟，IT公司技术合伙人，IT高级讲师，CSDN社区专家，特邀编辑，畅销书作者，国家专利发明人，已出版书籍：《手把手教你架构3D游戏引擎》电子工业出版社 和《Unity3D实战核心技术详解》电子工业出版社等书籍。

Cocos2D-x引擎目前只提供了3D模块用于3D游戏的开发，针对3D常用模块已经开发完成，但是对于引擎的编辑器而言，目前没有任何编辑器可用，一个成熟的3D游戏引擎要在市场普及，对应的编辑器必须要成熟，否则引擎很难在市场推广，成熟的编辑器同样有助于开发者快速的上手，在这方面Unity和UE4做的很好。但Cocos2d-x引擎对开发者来说最大的优势是：它的代码是开源的，开发者在此基础上可根据自己的需求进行功能扩展。涉及到引擎底层的修改，首先要了解3D引擎的整个模块架构以及这些模块的具体作用，在此基础上再细化。虽然Cocos2d-x引擎自身不完整，但是市面上已经有公司利用Cocos2d-x引擎开发出3D网路游戏，画质非常绚丽。相信随着Cocos2d-x引擎中的3D模块逐步完善，最终会独立出来成为真正的3D游戏引擎，当然引擎的各种辅助工具也会比较完善。在这里先给读者展示几张用Cocos2d-x引擎做的3D游戏场景截图如下所示的效果：

以上两幅图是利用Cocos2d-x引擎实现的3D效果图，从画质上可以看出游戏品质达到了产品的效果，由此可见在目前引擎的基础上开发产品项目是可行的，但是真正的做产品还是需要修改添加很多模块的。3D模块是Cocos2d-x引擎的核心模块，为了便于读者理解，下节开始讲解3D框架结构。

Cocos2D-x引擎在3.x版本以上时才有3D模块，传统的3D游戏引擎在框架方面其实都是比较复杂的，涵盖的功能也很多，比如地形的生成，水的生成，多线程加载等。相对来说Cocos2D-x引擎中的3D模块架构比较简单，因它的功能相对来说还不是很完善，本节把3D架构给读者展示如下图:

下面给读者介绍3D的各个模块功能，模块中的Particle3D实现的是3D粒子系统，它是根据Particle Universe开源粒子引擎改写而成的。Particle Universe粒子系统自带了一个粒子编辑器，开发者利用编辑器制作粒子，这个会在后面的章节具体介绍，感兴趣的读者可在百度中输入“Particle Universe”搜索到特效粒子的官方网站，著名的开源引擎Ogre3D使用的也是Particle Universe粒子引擎，另外著名的“火炬之光”单机游戏使用的粒子引擎也是Particle Universe。也有人参考该粒子引擎代码重新封装制作了3D粒子插件XEffect，接下来介绍3D模块。

     3D模块是引擎的核心模块，引擎中的主要实现都封装在该模块，包含的核心子模块有：地形、天空盒、AABB碰撞盒、OBB碰撞盒、骨骼动画、模型Mesh等，这些子模块也是在游戏中使用最多的。开发者对这些模块要重点掌握，它是与游戏逻辑关系最紧密的部分，接下来介绍跟数学运算相关的模块。

     Math模块主要封装了引擎底层的一些数学运算，包括矩阵的运算、四元数运算、几何运算，向量等算法。如果在写逻辑的过程中需要补充新的算法可在此模块中添加，重点关注矩阵的运算，因为3D物体在世界坐标系中，不论物体的移动、旋转、缩放都会涉及到矩阵与模型之间的运算。

     NavMesh是寻路模块也是AI中的一种，该模块借鉴的是Unity3D的NavMesh寻路模块，寻路模块最好的方式是借助场景编辑器，在网络游戏开发中，为了满足游戏的实时同步技术，寻路都是在游戏服务器中实现的，服务器中使用的是A＊寻路算法，客户端提供的寻路只适合做单机游戏或者弱联网游戏。

     Physics是物理模块，实现的不完整，它针对的是刚体，在此就不做讨论了。

     最后一个模块对3D引擎来说也是非常重要的，那就是Renderer渲染，该模块实现了引擎底层对Shader脚本文件的读取解释操作。模型材质渲染都需要通过该模块编译Shader脚本文件，当然Shader脚本并不只是针对材质的渲染，它还包括场景的渲染，比如游戏中经常使用的后处理渲染Bloom、Blur、PSSM、SSAO等，目前Cocos2D-x引擎中的3D模块也实现了一些后处理效果，开发者在此基础上继续增加后处理Shader编写，关于渲染模块的处理也是本书重点讲解的部分。

     以上是Cocos2D-x引擎的核心模块以及关于它们功能的介绍，下面逐步给开发者细细讲解各个核心模块。