Come funziona esattamente SpriteBatch di XNA?

Per essere più precisi, se avessi bisogno di ricreare questa funzionalità da zero in un'altra API (ad esempio in OpenGL) cosa dovrebbe essere in grado di fare?

Ho un'idea generale di alcuni passaggi, come il modo in cui prepara una matrice di proiezione ortografica e crea un quad per ogni chiamata di disegno.

Tuttavia, non ho familiarità con il processo di batching stesso. Tutti i quad sono memorizzati nello stesso buffer dei vertici? Ha bisogno di un buffer di indice? Come vengono gestite le diverse trame?

Se possibile, ti sarei grato se potessi guidarmi attraverso il processo da quando SpriteBatch.Begin () viene chiamato fino a SpriteBatch.End (), almeno quando si utilizza la modalità differita predefinita.

Ho replicato in qualche modo il comportamento di SpriteBatch in modalità differita per un motore multipiattaforma su cui sto lavorando, quindi ecco i passaggi che ho invertito finora:

1. SpriteBatch costruttore: crea DynamicIndexBuffer, DynamicVertexBuffere la matrice di VertexPositionColorTexturedi dimensione fissa (in questo caso, la dimensione del lotto massima - 2048 per sprites e 8192 per i vertici).

   • Il buffer dell'indice viene riempito con gli indici dei vertici dei quad che verranno disegnati (0-1-2, 0-2-3, 4-5-6, 4-6-7 e così via).
   • Viene SpriteInfoinoltre creata una matrice interna di strutture. Ciò memorizzerà le impostazioni di sprite temporali da utilizzare durante il batch.

2. SpriteBatch.Begin: memorizza internamente i valori BlendState, SamplerStateecc determinate e verifica se è stato chiamato due volte senza SpriteBatch.Endin mezzo.

3. SpriteBatch.Draw: prende tutte le informazioni di sprite (trama, posizione, colore) e le copia in a SpriteInfo. Se viene raggiunta la dimensione massima del lotto, l'intero lotto viene disegnato per fare spazio ai nuovi sprite.

   • SpriteBatch.DrawStringemette solo a Drawper ogni carattere della stringa, tenendo conto della crenatura e della spaziatura.

4. SpriteBatch.End: esegue le seguenti operazioni:

   • Imposta gli stati di rendering specificati in Begin.
   • Crea la matrice di proiezione ortografica.
   • Applica lo SpriteBatchshader.
   • Lega il DynamicVertexBuffere DynamicIndexBuffer.

   • Esegue la seguente operazione di batch:

     startingOffset = 0;
     currentTexture, oldTexture = null;
     
     // Iterate through all sprites
     foreach SpriteInfo in SpriteBuffer
     {
         // Store sprite index and texture
         spriteIndex = SpriteBuffer.IndexOf(SpriteInfo);
         currentTexture = SpriteInfo.Texture;
     
         // Issue draw call if batch count > 0 and there is a texture change
         if (currentTexture != oldTexture)
         {
             if (spriteIndex > startingOffset)
             {
                 RenderBatch(currentTexture, SpriteBuffer, startingOffset,
                             spriteIndex - startingOffset);
             }
             startingOffset = spriteIndex;
             oldTexture = currentTexture;
         }
     }
     
     // Draw remaining batch and clear the sprite data
     RenderBatch(currentTexture, SpriteBuffer, startingOffset,
                 SpriteBuffer.Count - startingOffset);
     SpriteBuffer.Clear();

5. SpriteBatch.RenderBatch: esegue le seguenti operazioni per ciascuno dei SpriteInfobatch:

   • Prende la posizione dello sprite e calcola la posizione finale dei quattro vertici in base all'origine e alle dimensioni. Applica la rotazione esistente.
   • Calcola le coordinate UV e applica le specifiche specificate SpriteEffects.
   • Copia il colore dello sprite.
   • Questi valori vengono quindi memorizzati nella matrice di VertexPositionColorTextureelementi precedentemente creati. Quando tutti gli sprite sono stati calcolati, SetDataviene chiamato DynamicVertexBuffere DrawIndexedPrimitivesviene emessa una chiamata.
   • Il vertex shader esegue solo un'operazione di trasformazione e il pixel shader applica la colorazione sul colore prelevato dalla trama.

Voglio solo sottolineare che il codice XNA SpriteBatch è stato portato su DirectX e rilasciato come OSS da un membro precedente del team XNA. Quindi, se vuoi vedere esattamente come funziona in XNA qui vai.