Como exatamente o SpriteBatch da XNA funciona?

Para ser mais preciso, se eu precisasse recriar essa funcionalidade do zero em outra API (por exemplo, no OpenGL), o que seria necessário?

Eu tenho uma idéia geral de algumas das etapas, como a maneira como ela prepara uma matriz de projeção ortográfica e cria um quad para cada chamada de desenho.

No entanto, não estou muito familiarizado com o próprio processo de lote. Todos os quads são armazenados no mesmo buffer de vértice? Precisa de um buffer de índice? Como são tratadas as diferentes texturas?

Se possível, eu ficaria grato se você pudesse me orientar durante o processo desde quando SpriteBatch.Begin () é chamado até SpriteBatch.End (), pelo menos ao usar o modo Adiado padrão.

Eu meio que repliquei o comportamento do SpriteBatch no modo adiado para um mecanismo de plataforma cruzada em que estou trabalhando, então, aqui estão as etapas que eu fiz a engenharia reversa até agora:

1. SpriteBatch construtor: cria um DynamicIndexBuffer, DynamicVertexBuffere de matriz VertexPositionColorTexturede tamanho fixo (neste caso, o tamanho do lote máximo - 2048 para sprites e 8192 para os vértices).

   • O buffer do índice é preenchido com os índices de vértices dos quadríceps que serão desenhados (0-1-2, 0-2-3, 4-5-6, 4-6-7 e assim por diante).
   • Também SpriteInfoé criada uma matriz interna de estruturas. Isso armazenará as configurações de sprite temporal a serem usadas no lote.

2. SpriteBatch.Begin: armazena internamente os valores de BlendState, SamplerState, etc. especificadas e verifica se ele foi chamado duas vezes sem um SpriteBatch.Endno meio.

3. SpriteBatch.Draw: pega todas as informações do sprite (textura, posição, cor) e as copia para a SpriteInfo. Se o tamanho máximo do lote for atingido, o lote inteiro será desenhado para abrir espaço para novos sprites.

   • SpriteBatch.DrawStringapenas emite a Drawpara cada caractere da string, levando em consideração o kerning e o espaçamento.

4. SpriteBatch.End: executa as seguintes operações:

   • Define os estados de renderização especificados em Begin.
   • Cria a matriz de projeção ortográfica.
   • Aplica o SpriteBatchshader.
   • Vincula o DynamicVertexBuffere DynamicIndexBuffer.

   • Executa a seguinte operação em lote:

     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: executa as seguintes operações para cada um dos SpriteInfolotes:

   • Toma a posição do sprite e calcula a posição final dos quatro vértices de acordo com a origem e o tamanho. Aplica a rotação existente.
   • Calcula as coordenadas UV e aplica-se SpriteEffectsa elas especificadas .
   • Copia a cor do sprite.
   • Esses valores são armazenados na matriz de VertexPositionColorTextureelementos criados anteriormente. Quando todos os sprites foram calculados, SetDataé chamado DynamicVertexBuffere uma DrawIndexedPrimitiveschamada é emitida.
   • O sombreador de vértice executa apenas uma operação de transformação e o sombreador de pixel aplica a tonalidade na cor buscada na textura.

Só quero salientar que o código XNA SpriteBatch foi portado para o DirectX e lançado como OSS por um membro anterior da equipe do XNA. Então, se você quiser ver exatamente como ele funciona no XNA, aqui está.