场景图与场景内容分离
虽然没有得到权威的论证,但我还是坚信场景图和场景内容的分离的设计一定是整个Ogre项目中最亮眼的地方。虽然看起来它是一个如此的简单易懂,不过对于那些仍然坚守“传统的设计方法”来完成场景图设计的人仍然会难以理解。
在传统设计中(就是很多商业和开源3D引擎所采用的)将场景内容和场景结构放到一个继承体系中,并将场景内容生硬的作为场景节点的子类。我断言这是一个极其失败的设计方案。如果不修改所有的子类,基本上是没有办法更改或者扩充图形算法的,因此让修改基类的接口非常困难,进而导致以后的维护工作变得举步维艰。此外这种“所有节点源自同一节点类型”的设计思想会让整个程序变得凝固且难以复用(至少从维护的观点看):当增加新的基类功能方法或者属性的时候,不管是否真的需要,这些都强迫的塞入所有子类。最后导致哪怕是对基本功能做很小的修改,都会牵一发会动全身, 导致开发维护最终变得难与控制。这种糟糕的设计理念让陷入的人们痛苦不堪,从而希望摆脱这种逻辑采用全新的设计方法。
Ogre做到了。首先,Ogre对场景图的操作维持在接口级别;它并不关心去操作图形的具体算法实现。换言之,Ogre只是通过信号(它们的方法)来操作场景图,进而忽略了具体的算法实现。其次,Ogre的场景图接口只负责维护场景结构。节点中没有包含任何固有的内容和管理方法。具体的内容被放置到一种可渲染(Renderable)对象之中,它提供了场景中全部几何图形(包括活动的的或者其他所有的)。它们的渲染的属性(也可以说是材质)被包含在实体(Entity)对象中,在实体对象里面同样包含着一个或多个子实体(SubEntity)对象,这些子实体才是是真正可以被渲染对象。图3-1 展示了场景图结构和场景内容之间的关系。注意:尽管场景节点挂接到场景图上面;但场景图仍然没有任何节点状态的直接操作。
图3-1:Ogre中场景图和场景内容关系描述
其中活动对象MobeableObject可以直接操作所有几何体和渲染属性。它并不是场景节点的子类,而是挂接到场景节点中(可以理解为通过组合代替继承)。这意味着如果你需要,程序中的场景节点可以不用了解与之相关的可渲染对象的任何细节。也意味着你可以扩展,改变,重写,或者其他改变场景图的实现,而不会影响场景内容接口的设计和实现;他们彻底独立于场景图。场景图甚至可以完全修改而不会影响任何内容类。
反过来说也同样适用:场景图同样不需要对所挂接的场景内容节点有任何了解,只要通过所用的接口来通知就可以完成所需要的功能。因为这些出色的设计,Ogre甚至可以完成对“用户自定义(user-defined)”内容节点的挂接。如果你决定构造一个拥有环绕立体声的场景,你可以把各种音效实现自定义节点,然后无缝的挂接到场景中。自定义的场景节点只需要实现一个简单的接口,就可以把定制数据挂接到场景中任意的节点上。