OpenGL State Sets

OpenGL State Sets

本文关键字：Sets State OpenGL      更新时间：2023-10-16

这与其说是一个OpenGL问题，不如说是一个c++组织问题。

我将有一个简单的场景图(一个n-tree)，其中的节点(为了这个问题的缘故)都将渲染一些几何形状。更具体地说，它们在draw()方法中都有一些OpenGL绘制命令。

出于优化的原因，我想将相似的对象批处理在一起并一次绘制它们。出于这个原因，我想用一种方式来表达我称之为OpenGL的"状态集"。状态集只是一堆OpenGL绑定，或者在调用X对象上的draw之前设置的命令，然后取消设置。

因此一个状态集至少有set()和unset()，在使用该状态集的节点绘制命令之前和之后，渲染系统将调用该状态集。

我的问题是如何表达这些状态集?当然，一堆函数可以做到这一点，但我宁愿能够命名一组并回忆起它。如节点A的状态集为LIGHTING_AND_SHADOW，节点B的状态集为CEL_SHADING。

因此，创建一个称为stateSet的抽象类，它本质上是set()和unset()方法的接口，并从它继承每个状态集似乎是一个好主意。但是，它需要创建一堆对象来获得一个名称。似乎有更好的办法。

理想情况下，我还希望有一个可以轻松召回的所有stateSets的列表。例如，在渲染开始之前，能够按stateSet对场景图中的所有节点进行排序是很好的。

任何想法?

您可以使用单例模式实现您的状态。然后，另一个单例状态跟踪器类管理这些状态类的实例，并仅在状态尚未设置时设置状态。下面是一个粗略的实现。这应该会给你一个关于如何去做的想法:

class SingletonStateClass1 {
public:
    static SingletonStateClass1* getInstance() {
        if(! instanceFlag) {
            single = new SingletonStateClass1();
            instanceFlag = true;
            return single;
        }
        else {
            return single;
        }
    }
    void set() {
        // Do setting stuff
    }
    void unset() {
        // Do unsetting stuff
    }
    ~SingletonStateClass1() {
        instanceFlag = false;
    }
private:
    static bool instanceFlag;
    static SingletonStateClass1 *single;
    SingletonStateClass1() {} //private constructor
};
bool SingletonStateClass1::instanceFlag = false; //needs to be set so that the first call to getInstance() works ok.

//ASSUME THERE IS ANOTHER CLASS WITH SIMILAR DESIGN, NAMED: SingletonStateClass2  
class SingletonStateTracker {
public:
    static SingletonStateTracker* getInstance() {
        if(! instanceFlag) {
            single = new SingletonStateTracker();
            state1 = SingletonStateClass1::getInstance();
            state2 = SingletonStateClass2::getInstance();
            instanceFlag = true;
            isSetState1 = false;
            isSetState2 = false;
            return single;
        }
        else {
            return single;
        }
    }
    // Only setting a state unsets the other states
    void set1() {
        if (!isSetState1) {
            if (isSetState2) {
                state2->unset();
                isSetState2 = false;
            }
            state1->set();
            isSetState1 = true;
        }
    }
    void set2() {
        if (!isSetState2) {
            if (isSetState1) {
                state1->unset();
                isSetState1 = false;
            }
            state2->set();
            isSetState2 = true;
        }
    }
private:
    static bool instanceFlag;
    static bool isSetState1;
    static bool isSetState2;
    static SingletonStateTracker *single;
    static SingletonStateClass1 *state1; 
    static SingletonStateClass2 *state2; 
    SingletonStateTracker() {} //private constructor
};
bool SingletonStateTracker::instanceFlag = false; //needs to be set so that the first call to getInstance() works ok.


class DrawableObject1 {
public:
    DrawableObject1() {
        tracker = SingletonStateTracker::getInstance();
    }
    void draw() const
    {
        tracker->set1();
        //DO YOUR OBJECT SPECIFIC OPENGL DRAW STUFF HERE
    }
private:
    SingletonStateTracker* tracker;
};
class DrawableObject2 {
public:
    DrawableObject2() {
        tracker = SingletonStateTracker::getInstance();
    }
    void draw() const
    {
        tracker->set2();
        //DO YOUR OBJECT SPECIFIC OPENGL DRAW STUFF HERE
    }
private:
    SingletonStateTracker* tracker;
};

/* Below two classes show a crude usage of the above design */
class Scene {
    // ... other stuff ...
public:
    DrawableObject1 obj1a;
    DrawableObject1 obj1b;
    DrawableObject2 obj2;
    // ... other stuff ...
};
class Viewer {
    // ... other stuff ...
public:
    void draw() {
        scene->obj1a.draw(); //This call unsets state2, sets state1
        scene->obj1b.draw(); //This call does not set any state since state1 is already set
        scene->obj2.draw();  //This call unsets state1, sets state2
    }
private:
    Scene* scene;
    // ... other stuff ...
};

注意上面的设计是非常简单的。正如您在问题中提到的，您可以有多个状态类来继承一个公共接口。关键是要有一个追踪者(又名追踪者)。(Manager)类，对象通过它来设置状态。Tracker类的工作是消除对一个状态的不必要设置，如果它已经设置，并且取消当前设置的其他状态。

因此，创建一个名为stateSet的抽象类本质上是set()和unset()方法的接口从它继承每个状态集似乎是一个好主意。但是,它需要创建一堆对象来获得一个名称本质上。

假设的抽象类实现通过虚函数表工作，虚函数表通常作为函数指针数组实现。在这种情况下，您将实例化的显然毫无意义的对象确实持有有意义的状态-那些函数指针。

作为创建两个函数指针的多个数组的替代方法，也许您应该创建两个函数指针数组，在数组中命名索引，保留最后使用的索引，并在间接通过数组之前让stateSet(uint state_name)检查state_name是否不同。我建议通过static关键字对其他编译单元隐藏全局状态。

这种方法提供了更少的自动安全性——从语义上讲，没有什么可以阻止你将任何整数传递给stateSet(uint)，并且没有对原始数组的范围检查，除非你自己把它放在那里。

这两个选项在其他方面基本上非常相似;

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