XNA中的Render State管理

XNA中的Render State管理

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The Problem：
       XNA中一个设计的非常不好的地方，就是把各种render state定义为RenderState类的成员，而不是枚举。在DX/MDX中，如果有一系列render state需要设置，只需要
foreach state in renderStates
    gfxDevice.SetRenderState( stateName,stateValue);

    简单，明了。
    而同样的操作在XNA中，则要麻烦很多，你不得不”显式” 访问每一个render state成员来设置相应的值：
gfxDevice.RenderState.XXXX = value;
gfxDevice.RenderState.XXXX = value;
……

      这样的代码非糟糕，简直是在”hard code”。假如事先不确定有多少render state需要设置，如何编码呢？

The Solution：
      解决这个问题并不困难，我希望仍然使用传统的老方法来设置状态。首先，自然是定义一系列常量，表示所有渲染状态，这里使用了一个静态类，当然替换为枚举也是一样的。

public static class HaRenderStateId
{
    //alpha state
    public const byte AlphaBlendEnable = 0;
    public const byte AlphaBlendOperation = 1;
    public const byte SourceBlend = 2;
    public const byte DestinationBlend = 3;
    public const byte AlphaDestinationBlend = 4;
    public const byte AlphaSourceBlend = 5;
    public const byte AlphaFunction = 6;
    public const byte AlphaTestEnable = 7;
    public const byte BlendFactor = 8;
    public const byte BlendFunction = 9;
    public const byte SaparateAlphaBlendEnable = 10;
    public const byte ReferenceAlpha = 11;

    //depth state
    public const byte DepthWriteEnable = 12;
    .
}

 
      接下来，需要统一所有render state的值。这样，才能把每种render state作为相同的key-value对，放到同一个容器中。观察一下所有的render state，他们的值不外乎以下几种：枚举，int，float，bool，color. 非常幸运，他们都能用一个32位的值来表示。但是具体如何编码呢？这种情况下，C++程序员首先想到的一定是使用union。C#中虽然没有内置的union类型，但这并不妨碍我们用struct模拟union的行为：

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
public struct HaRenderStateValue
{
    [FieldOffset(0)]
    public int IntegerValue;

    [FieldOffset(0)]
    public float FloatValue;

    [FieldOffset(0)]
    public Color Color;

    [FieldOffset(0)]
    public bool BooleanValue;

    public void SetValue(int value)
    public void SetValue(Color value)
    public void SetValue(float value)
    public void SetValue(bool value)
}

public struct HaRenderState
{
    public readonly byte Id;
    public HaRenderStateValue Value;
}

 
    最后则是实际设置渲染状态的函数，这一步并没有什么技巧可言，只是用了一个非常长的switch把所有需要hard code的部分集中到这里。这是目前为止我能想到的最简单有效的方法，使用Dictionary也许能减少代码长度，但实际测试表明，switch有更好的性能：

 public static void SetRenderState(GraphicsDevice graphics, HaRenderState renderState)
 {
     switch (renderState.Id)
     {
         case HaRenderStateId.AlphaBlendEnable:
             graphics.RenderState.AlphaBlendEnable = renderState.Value.BooleanValue;
             break;

         case HaRenderStateId.AlphaBlendOperation:
             graphics.RenderState.AlphaBlendOperation = (BlendFunction)renderState.Value.IntegerValue;
             break;

         case HaRenderStateId.SourceBlend:
             graphics.RenderState.SourceBlend = (Blend)renderState.Value.IntegerValue;
             break;
        
      }
}

        扩展结束，现在可以像文章开头介绍的那样，使用循环设置所有render state，更重要的是可以随时添加或者删除集合中的render state，这样给为渲染器设计带来了非常大的便利和灵活性：

material.AddRenderState(RenderState)
material.RemoveRenderState(RenderState)
......
material.ApplyRenderState()

{
      foreach renderState in this.renderStates
           SetRenderState(gfxDevice,renderState)
}