QUAKE 3源代码评测：架构
QUAKE 3源代码评测：架构（第1部分，共5部分）>>
由于我在下一个合同（翻译可能有误）前一个星期，我决定完成我的“循环ID”。
Doom，DoomiPhone，Quake1，Quake2中，德军iPhone和毁灭战士
我决定读最后一个代码库我还不审查：
idTech3的3D引擎，Quake III,quakelive
引擎主要是idTech2的演变，但有一些有趣的新奇。重点可归纳如下：
- 第2部分：新的双核渲染器与基于物料的着色器（构建在OpenGL固定管道上）。
- 第3部分：基于快照的新的网络模型。
- 第4部分：新型虚拟机在引擎中扮演重要角色，
- 将Quake1 可移植性/安全性与 Quake2速度 （此处翻译可能有误……）相结合。
- 第5部分：机器人的新人工智能。
我特别印象深刻：
- 虚拟机的系统 和 相关的工具链 总共占发布的 代码 的 30％。
- 在这种观点下，idTech3是一个小型操作系统，可以提供三个进程的系统调用。
- 基于快照和内存自省的优雅网络系统。
像往常一样，我写了许多笔记，
我已经清理并合成了图纸。
我希望能节省时间给一些人，
但也鼓励别人阅读更多的代码，成为更好的工程师。
第一次联系
由于最近ftp.idsoftware.com最近退役，
代码可以在id的GitHub帐户中找到 ：
git clone https://github.com/id-Software/Quake-III-Arena.git
当谈到一个巨大的 代码库，
我更喜欢使用 XCode：SpotLight速度，
Command-click 查找 定义和字符串 高亮使得 该工具 比 Visual Studio 更强大。
但是打开Quake III项目表明，
代码腐烂 并不总是 关于代码，
还涉及到 这些工具：
XCode 4.0无法 打开 Quake III XCode 2.0项目。
最后我在 Windows 8 上 使用 Visual Studio 2010 Professional：
安装Visual Studio 2010生产力电动工具后 ，工具集实际上很愉快。
第一个引人注目的是Visual Studio工作区不是由一个项目组成的，
而是八个。
如果构建是DEBUG或RELEASE（特别game是cgame和q3_ui虚拟机项目），
则不是全部使用它们。一些项目永远不会使用（splines和ui）。
一个表格最好总结什么项目对哪个模块做出贡献：
| 项目 | 类型 | DEBUG构建 | RELEASE构建 | 注释 |
| botlib | 静态库 | botlib.lib | botlib.lib | AI |
| 在CGame | 动态的Libary / Bytecode | cgamex86.dll | - | |
| game | 动态的Libary / Bytecode | qagamex86.dll | - | |
| q3_ui | 动态的Libary / Bytecode | uix86.dll | - | |
| QUAKE3 | 可执行文件 | quake3.exe | quake3.exe
| |
| render | 静态库 | renderer.lib | renderer.lib | 基于OpenGL的
|
| splines 样条 曲线 | 静态库 | Splines.lib | Splines.lib | 使用NOWHERE！ |
| UI | 动态的Libary / Bytecode | uix86_new.dll | - | 用于Quake III Arena。 |
琐事： idTech3的工作题目是“三位一体”。
由于idTech4被称为“Neo”，
我认为它是从“Matrix”专营权...（电影中 取得 灵感 ）
但是id软件在接受firingsquad.com的采访时指出，它以“达拉斯的三一河”命名：
约翰：就研究而言，我有几件引擎的事情正在进行中。
FS：那是三位一体呢？我认为“三位一体”有点混乱。
约翰：我从来没有真的确定这是如何像所有人…………（此处有待进一步考察原文和重新翻译），
何时我开始使用新的渲染技术 和 “所有 ”，
每个人都称之为“下一个引擎”
不用太在意 。迈克尔·阿布拉斯（Michael Abrash）建议，
我们只是采取英特尔在一条河附近命名您的下一个项目 您。
我们在达拉斯拥有 三一river（地名），所以就像“三位一体引擎”一样，下一步。
约翰：就研究而言，我有几件引擎的事情正在进行中。
FS：那是三位一体呢？我认为“三位一体”有点混乱。
约翰：我从来没有真的确定这是如何像所有人一样混乱。震后，（此处翻译可能有误……）
何时 我开始使用新的渲染技术和一切，每个人都称之为“下一个引擎”
不用太在意。迈克尔·阿布拉斯（Michael Abrash）建议，
我们只是采取英特尔在一条河附近命名您的下一个项目
您。我们在达拉斯拥有三一river，所以就像“三位一体引擎”一样，下一步。
编辑（2012年7月7日）： Jeremiah Sypult在发表本文后联系了我：
他用“XCode 4.0”项目为“Quake3”Mac OS X构建“不动”。（此处 可能有误……）
我已经进一步修复了，
你可以在github上得到它。
您将需要Quake III Arenabaseq3（而不是演示版），
并确保 使用参数"+set vm_game 0 +set vm_cgame 0 +set vm_ui 0"以使用dylib虚拟机。
打开 /code/quake3.xcworkspace 它建立在一个点击……
架构
了解架构的一个方便的方法是首先将软件视为 接收输入（左上箭头）
和生成输出（底部箭头）的 黑盒子：
然后查看输入如何以白盒方式与6个模块流向输出
（quake3.exe，renderer.lib，bot.lib，game，cgame和q3_ui）的交互如下：
两个重要的事情要理解设计：
-
- 每个单个输入（键盘，win32消息，鼠标，UDP套接字）
-
- 都转换成一个
event_t集中的事件队列（sysEvent_t eventQue[256]）。
- 都转换成一个
-
- 这允许其他事情记录（记录）每个输入，
- 以重新创建错误。
1998年10月14日在约翰·卡马克的“计划”中 - 详细讨论了这一设计决策。
- 客户端和服务器的显式拆分（我在John Carmack的Q＆A中概述了）：
-
Fabien Sanglard：您认为如何总结idTech3的主要创新之外： - 机器人IA - 虚拟机：结合QuakeC可移植性和Quake2 dll速度。 - SMP＆着色器渲染器。 - 新的网络代码。 约翰·卡马克： 明确将网络划分为客户端演示端和服务器逻辑端， 这是真的对要做的事。 我们退出了在Doom3和大部分 Rage， 但我们正在迁移回去。 所有的Tech3 许可证持有者被迫做更多的工作， 以分析 架构实现单人效应， 但事实证明 执法纪律确实有一个有价值的回报。Fabien Sanglard：您认为如何总结idTech3的主要创新之外： - 机器人IA - 虚拟机：结合QuakeC可移植性和Quake2 dll速度。 - SMP＆着色器渲染器。 - 新的网络代码。 约翰·卡马克：明确将网络划分为客户端演示端和服务器逻辑端， 这是真的对要做的事。 我们退出了在doom3和Rage的 很多做事方式？，（应该是重新制定了很多 做事方式？） 但我们正在迁移回去。 所有的Tech3 许可证持有者 “不得不”更多的 “漫撒汗水 ”，以探索 架构实现单人效应， 但事实证明 “做事慎重 ”确实有一个 有价值的回报。- 服务器端负责维护游戏状态，确定客户需要什么，
- 并通过网络传播。
- 它是静态联系的，
bot.lib因为它是一个单独的项目， - 因为它的《doom启示录 》第275页提到的混乱的发展历史：
更糟糕的是，游戏的一个基本要素 “漫游器 ”失踪了。
-
-
bot 机器人 是由 电脑 控制的字符。
-
-
一个好的机器人会与动作和 模型 相融合
-
像机器人的额外的场景，以及与玩家的互动。 -
-
对于Quake III，终结 只有游戏，
-
机器人是单人游戏动作所必需的。
-
-
它们是隐含的复杂因为它们 不得不像“游戏中玩家”一样行事。
-
卡马克决定第一次将创建这些bot 的工作委托给另一个机器人
程序员在公司。但他没有跟进。卡马克再次失误……
每个人都像自己一样自我激励和擅长。他错了
当Graeme努力控制工作时，发现机器人完全无效。
他们根本不喜欢人类。他们的行为基本上就像机器人一样。工作人员开始恐慌。
到1999年3月，他们有理由害怕……
（此处翻译可能有误……）
最后，机器人已经被种植到荷兰知名的mod 制作者……，
-
-
英国人带来了这个制造商 他们生活
-
-
（Fab的注释：这是Mr.Elusive：Jan Paul van Waveren）。
- 客户端负责预测实体在哪里（延迟补偿）并呈现 视图。
- 它与
renderer项目静态链接：一个单独的项目， - 允许Direct3D甚至软件渲染器被非常容易地插入。
-
代码
从代码的角度来看，这是一个部分展开的循环，用于说明客户端和服务器的事件生产和消耗：
int WinMain（HINSTANCE hInstance，HINSTANCE hPrevInstance，LPSTR lpCmdLine，int nCmdShow）
{
Com_Init
NET_Init
而（1）
{
//通用代码
IN_Frame（） //将Win32操纵杆和鼠标输入作为event_t添加到统一的事件队列中。
{
IN_JoyMove
IN_ActivateMouse
IN_MouseMove
}
Com_Frame
{
//通用代码
Com_EventLoop //将win32消息，UDP套接字和控制台命令的泵送到队列（sysEvent_t eventQue [256]）
Cbuf_Execute
//服务器代码
SV_Frame
{
SV_BotFrame //在bot.lib中跳转
VM_Call（gvm，GAME_RUN_FRAME，svs.time） //在游戏虚拟机中跳转，执行游戏逻辑
SV_CheckTimeouts
SV_SendClientMessages //向连接的客户端发送快照或增量快照
}
//通用代码
Com_EventLoop
Cbuf_Execute
//客户端代码
CL_Frame
{
CL_SendCmd //泵送事件队列并发送命令到服务器。
SCR_UpdateScreen
VM_Call（cgvm，CG_DRAW_ACTIVE_FRAME）; //发送消息到客户端虚拟机（做预测）。
要么
VM_Call（uivm，UI_DRAW_CONNECT_SCREEN）; //如果菜单可见，则会将消息发送到UI虚拟机。
S_Update //更新声音缓冲区
}
}
}
}
这是一个完全展开的循环，我在挖掘源代码时使用了一个地图。
一个有趣的事情要注意到，这完全说明了虚拟机的重要性：
没有任何地方可以看到RE_RenderScene：执行剔除和发出OpenGL命令的功能。
相反，发生的是：
- Quake3.exe向 客户端VM 发送 消息：
CG_DRAW_ACTIVE_FRAME哪个表示需要刷新。
- 虚拟机执行一些 实体剔除 和 预测，
- 然后通过Quake3系统调用（
CG_R_RENDERSCENE）调用OpenGL再现。
- Quake3.exe接收系统调用，实际调用
RE_RenderScene。
OpenGL Quake3.exe客户端虚拟机
-------- ---------- ----------------------
| | |
| | |
| VM_Call（CG_DRAW_ACTIVE_FRAME）-----------------> CG_DrawActiveFrame
| | CG_DrawActive
| | trap_R_RenderScene
| | 系统调用（CG_R_RENDERSCENE，fd）
| RE_RenderScene <-------------------------------------- |
| | |
| <---------------------- | |
| | |
统计
这里有一些来自cloc的统计资料：
-------------------------------------------------- ---------------------------------------------
文件空白评论代码
-------------------------------------------------- ---------------------------------------------
cloc-1.56.exe代码共享559 48630 73501 233952
cloc-1.56.exe lcc 116 2270 1513 28067
cloc-1.56.exe q3asm q3map 44 4987 5565 22877
cloc-1.56.exe q3radiant 206 11870 13113 54922
-------------------------------------------------- ---------------------------------------------
共计919 68293 95509 341994
-------------------------------------------------- ---------------------------------------------
在 饼图上，我们可以生动地看到这个比例是多么 的不寻常，
因为30％的代码库专门用于工具：
部分原因是 因为idtech3具有ANSI C编译器：开源Little C Compiler（LCC）用于为虚拟机生成字节码。
内存分配
两个定制分配器在这里工作：
- 区域分配器：负责运行时，小型和短期内存分配。
- Hunk分配器：负责从pak文件（几何，地图，纹理，动画）的级别负载，
- 大型和长期分配。
更美好的明天
有了这个代码审查，似乎我跑出了伟大的3D引擎源代码阅读。
但是CG世界正在走很多伟大的事情。
我特别期待着Occulus Rift VR工具包：
构建，编码和 理解测试台将会很有趣。它应该在7月下旬直到那时止：快乐的技巧 ！
DAMO开发者矩阵，由阿里巴巴达摩院和中国互联网协会联合发起，致力于探讨最前沿的技术趋势与应用成果，搭建高质量的交流与分享平台，推动技术创新与产业应用链接，围绕“人工智能与新型计算”构建开放共享的开发者生态。
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