一：一些廢話
好久沒更新了，一方面是年底了，對于做銷售的人來說，利用這段時間出出差，拜訪拜訪經(jīng)銷商以及KA客戶，目的是確定明年的銷售指標，暈。另一個更重要的原因是竟然把密碼忘記了，沒辦法進入我的博客。前天整理東西時候竟然發(fā)現(xiàn)寫密碼的那張紙了，內(nèi)心狂喜，哈哈！！
本來想接上次的，寫一些關(guān)于渲染器方面的東西，但是因為整個渲染器是依賴與BSP進行操作的，而且QUAKE中的碰撞檢測也是依賴與BSP樹的，因此先寫一些關(guān)于BSP樹方面的基礎(chǔ)東西，以利于大家有個比較具體的印象，希望能夠?qū)懙谋容^通俗易懂吧。
事實上，前天我寫了將近500字的BSP編譯器的分析的文章，發(fā)現(xiàn)好象如果直接寫編譯器這個核心東西，可能需要一些關(guān)于QUAKE的BSP的相關(guān)理論的和基礎(chǔ)的東西，特別是QQ上有個朋友和我說，他研究QUAKE2的渲染器代碼已經(jīng)很久了，但是有些函數(shù)看了半年還是看不懂，哈哈，其實這和我以前的感覺一樣。為什么呢，因為實在網(wǎng)絡(luò)資料很少，如果你不從Q3MAP這個源代碼以及關(guān)卡編輯器產(chǎn)生的結(jié)果數(shù)據(jù)和GAME.DLL模塊中以SP_開頭的函數(shù)進行分析的話，BSP永遠都是一知半解的，那是因為不知道BSP生成的原理，所以很多東西都看不懂。所以決定了，先從結(jié)果推導(dǎo)BSP的編譯原理，當然我想這是一個非常大的代碼分析，基本上最起碼可以寫15000字以上的文章了，呵呵，反正現(xiàn)在有的是時間，就慢慢寫吧
二：分析生成BSP后的文件結(jié)構(gòu)：
BSP事實上分為三個部分，第一部分是關(guān)卡編輯器生成.map的文件格式（Q3RADIANT），第二部分是通過Q3MAP將.map的文件格式編譯成.BSP格式,對于BSP文件而言,我們可以將BSP格式的文件數(shù)據(jù)分成兩個大類,即用于渲染用的數(shù)據(jù)和用于碰撞檢測的數(shù)據(jù)(QUAKE3里面稱為CLIPMAP),至于編譯過程就是一個流水線式的操作,要進行多次步驟產(chǎn)生結(jié)果. 第三部分是操作BSP,關(guān)于BSP的操作,以后我慢慢來寫,事實上是非常非常重要的和好玩的東東.
在這里我只想簡單說一下為什么BSP的文件格式里面包含渲染數(shù)據(jù)和物理碰撞數(shù)據(jù),那是因為QUAKE3的渲染部分和物理碰撞部分是分離的，這樣的好處是渲染部分是客戶端進行調(diào)用的,服務(wù)器端不需要用到渲染模塊,然而碰撞檢測卻是服務(wù)器端和客戶端都要用到的,所以分離以后就具有很大的靈活性. 事實上服務(wù)器是上帝,定義一切規(guī)則和進行物理動力學(xué)的計算,而客戶端使用碰撞檢測是為了進行同步服務(wù)器,進行客戶端預(yù)測使用的,這是一個網(wǎng)絡(luò)端編程的概念,以后進行C/S架構(gòu)分析再說吧
三: BSP文件結(jié)構(gòu)代碼
typedef struct {
int fileofs, filelen;
} lump_t;
typedef struct {
int ident;
int version;
lump_t lumps[HEADER_LUMPS];
} dheader_t;//
typedef struct {
char shader[MAX_QPATH];
int surfaceFlags;//絕對經(jīng)典的東西，還是和q3map一起說比較有趣，
int contentFlags;//絕對經(jīng)典的東西，還是和q3map一起說比較有趣
} dshader_t; // lump1
// planes x^1 is allways the opposite of plane x
typedef struct {
float normal[3];
float dist;
} dplane_t; // lump2
typedef struct {
int planeNum;
int children[2]; // negative numbers are -(leafs+1), not nodes
int mins[3]; // for frustom culling
int maxs[3];
} dnode_t; // lump3
typedef struct {
int cluster; // -1 = opaque cluster (do I still store these?)
int area;
int mins[3]; // for frustum culling
int maxs[3];
int firstLeafSurface;
int numLeafSurfaces;
//用于碰撞檢測，不用于渲染模塊
int firstLeafBrush;
int numLeafBrushes;
} dleaf_t; // lump4
int leafsurfaces; // lump5
int leafbrushes; //lump6
typedef struct {
float mins[3], maxs[3];
int firstSurface, numSurfaces;
//下面的變量用于碰撞檢測用
int firstBrush, numBrushes;
} dmodel_t;// lump7
typedef struct {
int firstSide;
int numSides;
int shaderNum; // the shader that determines the contents flags
} dbrush_t;// lump8
typedef struct {
int planeNum; // positive plane side faces out of the leaf
int shaderNum;
} dbrushside_t;// lump9
typedef struct {
vec3_t xyz;
float st[2];
float lightmap[2];
vec3_t normal;
byte color[4];
} drawVert_t;// lump10
int drawIndexes; // lump11
typedef struct {
char shader[MAX_QPATH];
int brushNum;
int visibleSide; // the brush side that ray tests need to clip against (-1 == none)
} dfog_t;// lump12
//對表面類型進行總結(jié)，具體見下面
typedef enum {
MST_BAD,
MST_PLANAR,//很重要的，說明該表面是一個世界的靜態(tài)表面，例如墻面，地板等，可以通
//過brushside計算出來
MST_PATCH,//二次貝塞爾表面，要進行相應(yīng)三角型化，要求速度的話，可以使用前向差分
//算法，二次貝塞爾使用9個控制點插值計算
MST_TRIANGLE_SOUP,//用于BMODEL的表面，可以進行三角形扇或帶化或頂點索引三角形
//如果要了解具體算法，可以參考一些計算幾何的算法，如果有足夠
//深厚的功力，建議參考nvstriper相關(guān)代碼，還有關(guān)于計算幾何或
//拓拔方面的知識，網(wǎng)絡(luò)上有一個很好的庫ttl，里面有篇實現(xiàn)的論
//文，關(guān)于gmap概念以及使用半邊結(jié)構(gòu)進行各種拓拔查找以及修改，
//絕對經(jīng)典的東西
MST_FLARE //實際上就是公告版，因該都會使用吧
} mapSurfaceType_t;
typedef struct {
int shaderNum;//索引指向shaderlump
int fogNum;//索引指向foglump
int surfaceType;// mapSurfaceType_t,具體說明見上
int firstVert;//索引指向drawVert_tlump
int numVerts;
int firstIndex;//索引指向頂點索引lump
int numIndexes;
//下面一些變量和靜態(tài)lightmap相關(guān)，事實上現(xiàn)在的圖形硬件足夠快，靜態(tài)光照圖相關(guān)算
//法已有沒落的趨勢，事實上現(xiàn)在比較先進的引擎都是全動態(tài)光照，通過BSP進行場景管理
//可以非常高效的實現(xiàn)，使渲染效果大幅度提高。這部分是我最感興趣的部分，以后有機會
//可以探討一下，但是必須要對BSP相關(guān)操作有非常的了解才可以深入
int lightmapNum;
int lightmapX, lightmapY;
int lightmapWidth, lightmapHeight;
vec3_t lightmapOrigin;
vec3_t lightmapVecs[3]; // for patches, [0] and [1] are lodbounds
//下面兩個變量用于貝塞爾曲面
int patchWidth;
int patchHeight;
} dsurface_t;// lump13
byte lightBytes; // lump14
byte lightgridData;// lump15
byte visBytes;// lump16
這里我列出bsp文件格式的各個lump，除了entity這個比較特別的lump，這個留到q3map再說，是比較特別一個東東。還有就是具體表面，bmodel以及著名的brush/side等之間的關(guān)系，以及shader各個元素還是下次再寫把，發(fā)現(xiàn)寫東西還真是很費腦子的拉，今天就先到這里了.
本來想直接進入quake源碼分析，但發(fā)現(xiàn)如果沒有好的寫作框架，就憑QUAKE引擎這么大的代碼群，真的很難寫的，所以決定先搭一個分析框架，定義好各個章節(jié)，爭取在本周內(nèi)全部完成該工作，然后從下個禮拜開始就往分析框架里面填寫內(nèi)容了！哈哈！！
聲明：1。本人從未進入程序員行列，只是喜好才寫這些文章的，所以在文章寫作過程中，有任何技術(shù)性的錯誤，以及沒有甬道正確的術(shù)語，請見諒（因為很多quake中的術(shù)語都是我自己定義的）
2。在整體的分析過程中，并不一定按照目錄所定義好的順序來寫的，想到什么就寫什么，這就是博客的精神把！！整個目錄框架是分析的思路，可能會改變。
3。在目錄各個章節(jié)都是主題的定義，我會在空閑時間慢慢的填進去的，希望能夠最終堅持下來形成一整套關(guān)于quake系列比較系統(tǒng)的文擋。
4。 本人的目的是在中國形成一個比較活躍的以quake為基礎(chǔ)的社群，希望更多的人了解quake的精神，我想在中國研究quake引擎的人應(yīng)該很多，高手更是不少，但是在中國的網(wǎng)絡(luò)上卻看不到系統(tǒng)的quake源碼分析，不知道為什么？？所以由本人，一個不在程序員序列的圖形學(xué)愛好者來稍微引導(dǎo)一下。由于本人不屬于程序員，因此也更本沒有所謂違反某個軟件公司的知識產(chǎn)權(quán)，具有更大的靈活性，希望其他地方的各個quake高手進行完善與修整本人所寫的東東。
5。 本人渴望與從事游戲行業(yè)的程序員進行交流。由于本人的生活圈子與程序員根本不搭界，所以沒有機會和從事游戲設(shè)計的人員進行交流，很郁悶啊。很想了解一下現(xiàn)在的圖形學(xué)在中國處于什么狀態(tài)，各個游戲公司底層的引擎是自己開發(fā)的還是使用開源的或則是購買世界著名的游戲引擎。希望能有機會與各位交流，本人的qq號碼是47178234，本人生活在上海，如果有上海的高手，我們可以多多交流，時而可以face to face的交流拉，以增加對程序員生活的真正了解！！
目錄：
第一章：QUAKE引擎的整體框架結(jié)構(gòu)：
1．引擎和API的精確定義
2．整個quake引擎是基于C/S模式
3．各個模塊間的關(guān)系圖
4．客戶端如何與服務(wù)器端相連接（網(wǎng)絡(luò)消息的傳遞與響應(yīng)以及客戶端數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生）
5．當客戶端連接到服務(wù)器后如何進入游戲狀態(tài)的流程（即玩家的產(chǎn)生）
6．當客戶端死亡后重生的流程
7．簡要說明進入游戲狀態(tài)后一幀運行的流程，包括各個模塊函數(shù)調(diào)用的示意圖
第二章：渲染器(refresh模塊)
1. 兩個重要的由外部操作的結(jié)構(gòu)(refEntity_t和refdef_t)以及這些結(jié)構(gòu)各個值域的詳細解釋
2．渲染器模塊導(dǎo)出函數(shù)（API）的分類以及作用(以quake3-1.32b原代碼為準)
A：渲染數(shù)據(jù)資源管理函數(shù)集（12個函數(shù)，資源包括BSP世界數(shù)據(jù)，模型數(shù)據(jù)，shader數(shù)據(jù)，skin數(shù)據(jù)，vis數(shù)據(jù)以及字體）
B：設(shè)置渲染命令流水線的函數(shù)集（4個函數(shù)）
C：場景管理以及渲染的函數(shù)集（7個函數(shù)）
D：其他函數(shù)集（6個函數(shù)）總計29個導(dǎo)出函數(shù)
3．Quake3 渲染器的整體結(jié)構(gòu)：
A：QUAKE3渲染器是以OPENGL為基礎(chǔ)并支持雙處理器并行運算的
B：QUAKE3渲染器在渲染過程中可以分為前端部分和后端部分（圖解），他們是如何協(xié)調(diào)起來的。
C: QUAKE3是如何支持雙處理器并行進行渲染
4．對quake3模型系統(tǒng)的擴展（使用MD5模型格式以及skm模型格式）
A: 為什么不用MD3模型
B：MD5&SKM骨骼模型的格式分析
C：骨骼動畫的原理以及應(yīng)用
（1） 骨骼動畫的分類（boneoffset類型和vertexoffset類型的詳解以及各自的優(yōu)缺點）
（2） 詳細分析骨骼動畫數(shù)學(xué)原理
（3） 在定義骨骼動畫的時候需要詳細考慮的一些問題以及目的，不同的目的會有不同的編碼方式
（4） 重點分析SKM骨骼動畫在warsow游戲中的運用以及編碼方式
（5） 骨骼動畫的CPU實現(xiàn)和GPU實現(xiàn)的優(yōu)缺點分析以及如何平衡各自的優(yōu)缺點
（6） 附我的計劃：市面上公開格式的骨骼動畫事實上在渲染原理上基本差別不是很大，因此在學(xué)習(xí)骨骼動畫的過程中，感受很多啊，現(xiàn)在本人正在進行系統(tǒng)設(shè)計，根據(jù)骨骼動畫的原理，參考相關(guān)資料，提煉出一條骨骼動畫統(tǒng)一渲染流水線。完成后公開源代碼。系統(tǒng)設(shè)計的要求是
（A） 可以直接并入quake3引擎的多核渲染流水線
（B） 使用CPU實現(xiàn)的，以SIMD為基礎(chǔ)數(shù)學(xué)運算（因為CPU實現(xiàn)進行轉(zhuǎn)化后可以直接獲得頂點數(shù)據(jù)再進行陰影系統(tǒng)的繪制，而GPU數(shù)據(jù)的取回比較麻煩，再說本人也沒有支持D3D10版本的GPU，無法使用新增加的stream output statge以及幾何shader）
（C） 能夠在運行過程中人工控制各個骨頭的運動
（D） 使用統(tǒng)一的骨骼動畫渲染流水線，使模型與數(shù)據(jù)相分離,并且將陰影系統(tǒng)并入該渲染流水線。
5．BSP文件格式以及QUAKE3 SHADER文件格式
今天就寫到目錄的前兩章，計劃在本周內(nèi)將所有章節(jié)全部定義出來，然后再填寫各個小節(jié)的內(nèi)容