3D游戲之神-——約翰.卡馬克

QUAKE系列引擎以及基于QUAKE擴展引擎的源代碼全面分析(三) --bsp文件格式分析1

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現寫密碼的那張紙了，內心狂喜，哈哈！！
     本來想接上次的，寫一些關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，因此先寫一些關于BSP樹方面的基礎東西，以利于大家有個比較具體的印象，希望能夠寫的比較通俗易懂吧。
     事實上，前天我寫了將近500字的BSP編譯器的分析的文章，發現好象如果直接寫編譯器這個核心東西，可能需要一些關于QUAKE的BSP的相關理論的和基礎的東西，特別是QQ上有個朋友和我說，他研究QUAKE2的渲染器代碼已經很久了，但是有些函數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，因為實在網絡資料很少，如果你不從Q3MAP這個源代碼以及關卡編輯器產生的結果數據和GAME.DLL模塊中以SP_開頭的函數進行分析的話，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，先從結果推導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，反正現在有的是時間，就慢慢寫吧
二：分析生成BSP后的文件結構：
     BSP事實上分為三個部分，第一部分是關卡編輯器生成.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格式的文件數據分成兩個大類,即用于渲染用的數據和用于碰撞檢測的數據(QUAKE3里面稱為CLIPMAP),至于編譯過程就是一個流水線式的操作,要進行多次步驟產生結果. 第三部分是操作BSP,關于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據和物理碰撞數據,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用的,服務器端不需要用到渲染模塊,然而碰撞檢測卻是服務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. 事實上服務器是上帝,定義一切規則和進行物理動力學的計算,而客戶端使用碰撞檢測是為了進行同步服務器,進行客戶端預測使用的,這是一個網絡端編程的概念,以后進行C/S架構分析再說吧
三: BSP文件結構代碼

 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;//絕對經典的東西，還是和q3map一起說比較有趣，
 int   contentFlags;//絕對經典的東西，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，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相關代碼，還有關于計算幾何或

//拓拔方面的知識，網絡上有一個很好的庫ttl，里面有篇實現的論

//文，關于gmap概念以及使用半邊結構進行各種拓拔查找以及修改，

//絕對經典的東西
 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lightmap相關，事實上現在的圖形硬件足夠快，靜態光照圖相關算

//法已有沒落的趨勢，事實上現在比較先進的引擎都是全動態光照，通過BSP進行場景管理

//可以非常高效的實現，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

posted on 2008-01-27 21:48 落魄江湖 閱讀(5483) 評論(7)  編輯 收藏 引用