文件结构、渲染管线
停止施工
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光影包文件结构
- OptiFine 会遍历
shaderpacks
下的文件夹和.zip
压缩包,将所有包含shaders
文件夹的内容都视为光影外壳(shaders
也是这一层级下唯一的寻找目标,其中包含了所有着色器和配置文件),我们将它们称为外壳文件夹。除了读取外壳文件夹,OptiFine 还会读取.txt
文件,如果这个文件的名字与外壳文件夹相同(如果是压缩包,则包含.zip
后缀名),则会视为光影设置文件。- 需要注意的是,OptiFine 会先寻找外壳文件夹,然后在外壳内寻找
shaders
文件夹,因此,如果将一个包含着色器文件的shaders
文件夹直接放在shaderpacks
下,或者外壳文件夹内还嵌套了一个外壳文件夹,则在新版本的 OptiFine 下不会读取。
老版本的 OptiFine 会认为前者的名字就叫 shaders,并把它视为外壳文件夹,然后试图寻找这个外壳文件夹中的
shaders
文件夹;如果是后者的情况,由于 OptiFine 只会试图在第一层外壳下寻找shaders
文件夹。这两种情况都会导致光影虽然显示在列表中,却无法正确加载。- 我们将
shaders
文件夹称为主文件夹。
- 需要注意的是,OptiFine 会先寻找外壳文件夹,然后在外壳内寻找
- 在
shaders
下, OptiFine 首先会寻找配置文件shaders.properties
,当前光影的内部配置文件,我们称为光影配置。entities.properties
、item.properties
和block.properties
,实体、物品和方块类型在当前光影中的映射 ID,我们称为实体/物品/方块 ID 配置。
此处的配置文件并非前文所述的光影设置文件,前者主要用于配置着色器的状态,而后者主要是调整光影的效果开关和质量。
- 获取到配置文件之后,OptiFine 会继续寻找
lang
和world<ID>
文件夹。lang
文件夹下包含对可调宏定义和const
修饰符变量的翻译文件,或者说语言文件,它做的实际上是将宏定义
和恒量
重映射为对应字符串。- 语言文件的命名规则是
<语言>_<国家或地区>.lang
,如zh_cn.lang
。其中地区可以大写,但在某些 OptiFine 版本下,可能会导致包括中文在内的一些语言无法读取,因此,我们建议都使用小写。 - 光影设置会尝试读取对应当前游戏设置的语言文件,如果语言文件不存在,则先尝试读取英语语言文件(
en_us.lang
),如果英语语言文件也不存在,则直接显示代码名。
- 语言文件的命名规则是
world<ID>
文件夹下是对应维度的着色器,world0
表示主世界,world-1
表示下界,world1
表示末地,其他模组额外生成的世界通常也会有一个序号,如暮色森林是world7
。OptiFine 会优先使用这里的着色器渲染对应的世界,当文件夹不存在时,会使用主文件夹下的着色器。- 我们将
world<ID>
称为维度文件夹,对应的着色器称为维度着色器。
- 我们将
- 回到
shaders
文件夹下,OptiFine 在检查了所有默认读取的文件和文件夹之后,开始编译光影。它会将主文件夹和每个维度文件夹下着色器文件的代码编译为程序。根据管线顺序,OptiFine 会主动读取并编译.vsh
、.gsh
、.fsh
和.csh
文件,分别对应顶点着色器、几何着色器、片段着色器和计算着色器。着色器类型简介见 着色器 基本概念 。
- 和 C / C++ 类似,我们可以使用
#include "<文件路径>"
来调用 OptiFine 不会主动读取的文件,根目录在主文件夹下。
└─ shaders
└─ lib
└─ shadow.glsl
#include "/lib/shadow.glsl"
这样做的好处是,当我们想对某些相同的程序或函数进行修改时,只需修改一次,减少出错。在我们的教程中,自定义文件的扩展名统一为
.glsl
,我们之后会用到的编辑器和插件会自动识别.glsl
后缀,省去了自己设置的麻烦。当然,你也可以按照着色器的类型将其后缀设置为.vertex
、.fragment
、.geometry
、.compute
以及其他自定义后缀。
这里列出了 OptiFine 光影的目录,不包含自定义文件和文件夹。
└─ shaderpacks
└─ <光影名称 | 光影名称.zip>
└─ shaders
├─ lang
│ └─ <语言文件>
├─ world-1
│ └─ <下界着色器程序>
├─ world0
│ └─ <主世界着色器程序>
├─ world1
│ └─ <末地着色器程序>
├─ world<ID>
│ └─ <其他模组世界着色器程序>
├─ <通用着色器程序>
├─ block.properties
├─ entities.properties
├─ item.properties
└─ shaders.properties
渲染管线
现代常用的渲染方法有两种,向前渲染法和延迟渲染法。向前渲染法顾名思义,在每个着色器中,立即在传入的几何体上计算诸如阴影和反射等效果,然而,当场景中的几何体较多且几何体之间相对于视角的遮挡较大时,这种方法会产生大量不必要的计算开销。因为每个着色器都会对所有传入的几何体进行计算,即使在之前或之后的着色器中这些几何体会被更靠前的几何体遮挡。为了解决这个问题,延迟渲染法应运而生,它不再在传入几何体的阶段立即计算大多数效果,而是将诸如法线贴图和反射贴图等全部作为纹理映射到几何体上,并将结果分别写入多个缓冲区,并通过颜色附件在着色器之间进行传递,这个阶段被称为几何缓冲阶段;在之后的着色器中读取对应缓冲区的这些信息,在一个铺满屏幕的四边形上统一计算光照、反射等其他效果,这个阶段被称为延迟处理阶段。
OptiFine 使用的就是延迟渲染法,它在几何缓冲阶段将所有几何体按类型分批传入不同的着色器,并将计算结果写入缓冲区。然后,在延迟处理阶段,计算颜色并输出结果。我知道前面这段话下来大家肯定头都会大一圈,什么几何缓冲、颜色附件到底是什么,在之后我们会出一期素影之下单独解释这些概念,不过当下我们也会为大家大致说明。我们约定将没有半透明效果或完全镂空纹理的方块和实体所属的几何体称为固体几何,有半透明效果(如玻璃和水)的称为半透明几何,其他粒子则称为粒子几何。现在,让我们来慢慢理清 OptiFine 的管线: