开始使用Triton

Triton包括超过60,000行的代码，但只需要几行就可以将其集成到你的应用程序中。

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渲染每一帧

如果你的相机包含了你的场景中含有水的区域，你就需要把你的海洋对象作为场景的一部分来渲染。这样做包括三个步骤：

更新Triton的照明条件

调用Triton::Environment::SetDirectionalLight()来指定阳光（或月光）的颜色和方向。这个信息将被用来在水中创建太阳或月亮的镜面反射。注意这是对太阳或月亮的方向，而不是来自太阳或月亮的方向--错误的方向将导致水的无效颜色。

Triton::Environment::SetAmbientLight()提供了用于照亮海泡石和水本身的环境天光，如果没有提供环境地图的话（参见将环境立方体地图与Triton集成）。

你可以将Triton与一个从动态时间效果中提供场景照明的系统结合起来使用，比如Sundog软件公司的SilverLining库（见https://www.dhorde.com/product/188.html），或者，这些照明值可以从你所使用的天空盒纹理中导出。

比如说：

// Position the sun 45 degrees up in the sky at full brightness:

Triton::Vector3 lightPosition(0, 1.0 / sqrt(2.0), 1.0 / sqrt(2.0));

environment->SetDirectionalLight(lightPosition, Triton::Vector3(1.0, 1.0, 1.0));

// Ambient color of the sky:

environment->SetAmbientLight(Triton::Vector3(0.6, 0.9, 0.9);

更新Triton的相机矩阵

由于Triton不依赖于固定的函数管道，你需要明确地告诉它你的相机矩阵是什么，以便我们可以将海洋与你的场景的其他部分一致地渲染。只要使用Triton::Environment::SetCameraMatrix()和Triton::Environment::SetProjectionMatrix()传递你的场景的模型视图和投影矩阵。这两个方法都接收了一个16个双数的数组。比如说：

double projection[16];

double modelview[16];

// How you retrieve your camera matrices will vary depending on the engine

// you're using, so we'll just postulate the existence of these methods:

GetProjectionMatrix(projection);

GetModelviewMatrix(modelview);

environment->SetCameraMatrix(modelview);

environment->SetProjectionMatrix(projection);

引擎有时会在它们是否暴露行为主或列为主的矩阵上有所不同。如果你的海洋不能正常渲染，可以尝试在传入矩阵之前将其转置。如果其他方法都失败了，可以尝试使用摄像机的位置、视场、剪辑平面和长宽比从头开始构建这些矩阵。请参考Triton附带的示例代码。

在C#中传递你的矩阵是有点困难的。下面是一个在XNA中创建投影矩阵并将其传入Triton的例子；对摄像机矩阵使用同样的技术。

projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(MathHelper.PiOver4, GraphicsDevice.Viewport.AspectRatio, 10.0f, 100000.0f);

double[] m = new double[16];

m[0] = projection.M11; m[1] = projection.M12; m[2] = projection.M13; m[3] = projection.M14;

m[4] = projection.M21; m[5] = projection.M22; m[6] = projection.M23; m[7] = projection.M24;

m[8] = projection.M31; m[9] = projection.M32; m[10] = projection.M33; m[11] = projection.M34;

m[12] = projection.M41; m[13] = projection.M42; m[14] = projection.M43; m[15] = projection.M44;

SWIGTYPE_p_double matrix4 = TritonEnvironment.new_double_array(16);

for (int i = 0; i < 16; i++)

{

    TritonEnvironment.double_array_setitem(matrix4, i, m[i]);

}

environment.SetProjectionMatrix(matrix4);

TritonEnvironment.delete_double_array(matrix4);

渲染海洋

有了灯光和摄像机的信息，我们现在可以绘制我们的海洋。只要调用Triton::Ocean::Draw()就可以了。比如说：

// Draw the ocean for the current time sample

if (ocean) {

    DWORD millis = timeGetTime();

    ocean->Draw((double)millis * 0.001);

}

注意，一个明确的时间样本被传递进来，所以你可以随心所欲地操纵时间的流逝。由于海洋可能会画出透明的喷雾粒子，你通常会想在帧的最后调用Triton::Ocean::Draw()来进行适当的排序。如果你需要分别绘制海洋表面和粒子，你会在Ocean::Draw()上找到参数，让你这样做。

Ocean::Draw()渲染的是一个无限的海洋；要绘制用户定义的水面几何图形补丁，请参见渲染用户定义的几何图形补丁。

渲染用户定义的几何体斑块

除了用Triton::Ocean::Draw()方法绘制无限的海洋之外，Triton还可以用来为你自己的水体几何图形着色。这使得你可以将Triton用于较小的水体。当与Triton::Ocean::SetDepth()一起使用时，你可以用Triton来渲染池塘、湖泊和任何大小和深度的水。

OpenGLPatchSample、DirectX9PatchSample和DirectX11PatchSample说明了这种技术。你将使用Triton::Ocean::SetPatchShader()方法来设置绘制Triton的水所需的状态和着色器，然后在你希望水出现的地方绘制一个平面网格，最后调用Triton::Ocean::UnsetPatchShader()来恢复之前的状态。

由于你将会自己绘制，你需要注意为你的水面补丁设置适当的剔除状态。还要确保你的深度测试被设置为 "小于或等于 "以获得最佳效果。

如果你在你的场景中使用了体积贴花（见在水面上贴花），你还需要对贴花进行第二次处理。要做到这一点，在decalPass = true的情况下第二次调用SetPatchShader()。如果视图中存在贴花，SetPatchShader()将返回true，在这种情况下，你必须第二次渲染水的几何形状。然后在第二次调用SetPatchShader()时，用同样是decalPass = true的UnsetPatchShader来平衡。

下面是一个在OpenGL中渲染用户定义的水的几何图形的例子，支持贴花：

// Explicitly update the ocean simulation once per frame

environment->SetSeaLevel(5);

ocean->UpdateSimulation(time);

// Bind our vertex and index arrays to draw our mesh

glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, vboID);

glBindBuffer(GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER, idxID);

glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);

glVertexPointer(4, GL_FLOAT, 0, 0);

glDepthFunc(GL_LEQUAL);

// Have Triton set all the state required to render our mesh as water

// with floating-point vertices with a stride of 16 bytes.

// We optionally pass in a 4x4 model matrix to translate the patch

ocean->SetPatchShader(time, 16, 0, false, modelMatrix, false);

// Draw our mesh - Triton will make it look like water...

glEnable(GL_CULL_FACE);

glFrontFace(GL_CW);

glDrawElements(GL_TRIANGLE_STRIP, nIndices, GL_UNSIGNED_INT, 0);

// Restore the previous state.

ocean->UnsetPatchShader();

// Do another pass for decals, if needed. Note the "true" being passed on

// the decalPass parameters below.

if (ocean->SetPatchShader(time, 16, 0, false, modelMatrix, true)) {

    glEnable(GL_CULL_FACE);

    glFrontFace(GL_CW);

    glDrawElements(GL_TRIANGLE_STRIP, nIndices, GL_UNSIGNED_INT, 0);

}

ocean->UnsetPatchShader(0.0, 0, true);

每一帧的额外水斑可以用同样的方式绘制，但要确保Ocean::UpdateSimulation()每帧只被调用一次，以保持性能。如果你愿意，你可以从另一个线程调用Ocean::UpdateSimulation()。此外，注意每一次对Ocean::SetPatchShader()的调用都要与对Ocean::UnsetPatchShader()的调用相平衡。

如果你要在一个场景中绘制许多补丁，那么在绘制所有补丁之前调用Ocean::SetPatchShader()一次是最有效的，然后再调用Ocean::SetPatchMatrix()来定位每个单独的网格。这可以让你避免在每个单独的网格上调用SetPatchShader()的开销，而你所需要做的只是改变每个网格的位置。

更多的例子请参考为DirectX提供的样本代码。在地心坐标系和平地坐标系中都支持绘制用户定义的几何图形，但只适用于泰森多夫波。

如果你需要向Ocean::SetPatchShader()传递一个平移矩阵，C#用户可以参考更新Triton的相机矩阵，以了解从C#向Triton传递一个4x4矩阵的例子。TritonClassLibrary中的TritonOcean类也包括在该例子中使用的TritonEnvironment操作双数组的辅助函数。

如果你在使用时遇到问题，请联系 https://www.dhorde.com/ 在线客服，电话 023-62585653，或邮箱 sales@dhorde.com。

用Triton进行多线程渲染

在Triton 4.0之前，为了支持多线程环境，用户必须在配置文件中指定以下标志，并像往常一样进行绘制：

thread-safe = yes

然而，这是一个非常幼稚的方法，因为它实际上有一个顶层的mutex，迫使Triton为多个视图做工作，并以序列化的方式进行渲染。

从Triton 4.0开始，Triton支持DirectX 11和OpenGL的全功能多线程渲染。但是，为了利用这一点，必须仔细设计应用程序，并且正确地以正确的顺序使用新的API。

这最好用一个例子来解释。假设你有一个具有左右视图的VR应用，每个摄像头都是一个略微不同的地壳，对应于左眼和右眼。

第一件事是让Triton为海洋生成波浪的几何形状和尾流效果。这就需要对Ocean::UpdateSimulation进行调用。这个调用需要在主线程中进行，其中DirectX 11设备/即时上下文或OpenGL上下文是当前的。

如果不同视图之间的风况不同，局部海浪的外观可能会改变。但是对于VR来说，各视图之间的距离很近，就我们的目的而言，可以认为是在同一个位置--所以你可以不用每帧只调用Ocean::UpdateSimulation一次。UpdateSimulation()需要一个Camera参数；你可以在这里传入左或右视图的Camera对象，或者在两个视点之间创建一个假Camera。

在这之后，你需要分别为左边和右边的相机做Ocean::UpdateSimulation()和Ocean::DrawConcurrent()。这些调用可以在每个摄像机的完全独立的线程中发生。而且，你可以同时渲染多少个视图是没有限制的（这个例子只有两个。）

在这之后，你需要在主线程中调用Ocean::PostDrawConcurrent()。

因此，调用的顺序是：

Ocean::UpdateSimulation(time, main camera/viewing frustum) // in main thread

Ocean::UpdateSimulation(time, left camera)

Ocean::DrawConcurrent(left camera) // can happen in a completely different thread

Ocean::UpdateSimulation(time, right camera)

Ocean::DrawConcurrent(right camera) // can happen in a completely different thread

Ocean::PostDrawConcurrent() // in main thread, after both view threads are done calling DrawConcurrent()

如果你有完全不同的视图（例如，相隔数公里的独立窗口和视点），而且这些视点可能有不同的风况或不同的附近波浪，那么在你的视图之间共享一个海洋几何体的策略就不再有效了。你仍然可以从不同的线程中调用Ocean::DrawConcurrent()，使用唯一的Camera对象来模拟和渲染每个视图的海洋，但在这种情况下，你要为每个视图使用单独的海洋实例。

除了相机，我们还需要传递一个额外的 "上下文 "参数。根据我们使用的是OpenGL还是DirectX 11渲染器，这意味着不同的事情，接下来我们将对此进行描述。

DirectX 11的多线程渲染：

任何渲染的一个关键观察点是，为GPU生成要执行的命令，然后在GPU上实际执行这些命令的实际工作可以有效地解耦。

因此，每个不同视图的命令列表生成可以在完全不同的线程中进行。在每个视图的所有命令列表生成后，它们可以在主线程的GPU上快速执行。

为此，DirectX 11利用了 "延迟上下文 "和 "命令列表"：

https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ff476892(v=vs.85).aspx

在DirectX 11中，你要为每个相关的视图/线程创建一个 "递延上下文/命令列表 "对，并将它们与相关的视图/线程的摄像机一起传递给Ocean::DrawConcurrent的调用。当Ocean::DrawConcurrent被指定使用有效的DirectX 11延迟上下文和摄像机时，Triton将生成正确的命令集，并将其附加到传入的上下文/命令列表中，但不会实际进行渲染。在这之后，你将使用适当的DirectX 11 API实际 "执行 "命令列表。

我们有一个功能齐全的例子DirectX11MultiThreadedSample，演示了DirectX11的多线程渲染。

OpenGL多线程渲染：

OpenGL渲染遵循与DirectX 11相同的范式。不幸的是，在这个时候，OpenGL规范并不包括命令列表。然而，供应商的特定API/扩展是可用的，其中最完整的是Nvidia的：

https://www.khronos.org/registry/OpenGL/extensions/NV/NV_command_list.txt

然而，我们不想将自己与特定的供应商/扩展捆绑在一起，因此我们按照DirectX 11上下文/命令列表API的思路创建了自己的抽象API。然而，在OpenGL中，"上下文 "的意思完全不同（指窗口/离屏缓冲区的实际上下文），所以我们把每个视图/线程的命令列表/上下文称为 "OpenGL流"。

与DirectX 11类似，我们用以下方法为每个视图/线程创建一个OpenGL Stream：Environment::CreateOpenGLStream。一旦流被创建（并且在任何绘图之前），你必须调用Ocean::Initialize，将流和有关的摄像机作为参数，表明你打算用这个流和摄像机来渲染。这个调用必须发生在当前有OpenGL上下文的地方。在这之后，流指针和摄像机将作为参数传递给Ocean::DrawConcurrent。这些调用可以在完全不同的线程中进行（在每个线程中甚至不需要实际的OpenGL上下文，因为Ocean::DrawConcurrent调用实际上只是将命令追加到OpenGL流中）。在这之后，我们使用Environment::ExecuteOpenGLStream来执行每一个数据流。同样，执行必须发生在有一个当前OpenGL上下文的地方。

我们有一个功能齐全的样本OpenGLMultiThreadedSample，演示了OpenGL的多线程渲染。你可以使用各种绘制策略。请参考SampleDeclares.h获取更多信息。包括Visual Studio 2015/2017/2019/2022的项目文件；对于Linux，请参考README_LINUX文件以获得构建指导。

需要注意的一件事是，你不想在多个线程中实际渲染/执行流，每个线程都有自己的OpenGL上下文，因为在内部，GPU无论如何都会将调用序列化，而且没有性能改进。如果有的话，也会因为OpenGL上下文切换等原因而出现性能下降。尽管如此，有些渲染引擎（比如OpenSceneGraph）确实支持多上下文的线程渲染，为了完整起见，我们提供了一个代码路径/绘制策略，演示了如何在实际存在多个OpenGL上下文时进行多线程渲染。请注意，我们目前只支持共享的OpenGL上下文，也就是说，这些上下文是共享资源的（纹理、顶点缓冲区等），这也是你想做的最好的方式。

最后，也是很重要的一点，这个标志：

thread-safe = yes

在使用Ocean::DrawConcurrent时，实际上是被忽略的。Triton内部是完全线程安全的，只要你创建/传递正确的DirectX 11递延上下文/OpenGL流，以及在DirectX 11和OpenGL样本中展示的有关线程的相机。你也想在你的应用代码中删除任何额外的互斥，并相应地调整对Triton的调用。

将环境立方体地图与Triton结合起来

默认情况下，Triton将只是在水中反射你用Triton::Environment::SetAmbientLight()传递的任何颜色。为了获得更真实的反射，你需要使用Triton::Environment::SetEnvironmentMap()设置一个环境立方体地图。这样做是可选的，但它会带来很大的不同。

传入这个方法的纹理参数的类型将取决于你使用的渲染器。OpenGL用户应该传入一个代表立方体贴图的纹理ID的GLuint。DirectX9用户应该传入一个LPDIRECT3DCUBETEXTURE9。 (C#用户可以从他们的纹理对象的pComPtr成员中获得这个参数。) DirectX11用户应该传入一个ID3D11ShaderResourceView的指针。

如果你发现反射似乎来自立方体贴图的错误面，你可以使用传递到Environment::SetEnvironmentMap()中的Matrix3参数来纠正这个问题。由于DirectX立方体贴图的左手惯例，这在DirectX中特别常见。例如，如果你似乎从你的环境贴图的底部而不是从顶部得到反射，而你的 "向上 "方向是正Y轴，那么传入一个缩放矩阵，将Y缩放为-1。

从磁盘加载和构建正确的立方体地图的例子可以在SDK样本代码的SkyBox类中找到。你也可以根据天空的物理模拟动态地生成这些立方体地图，比如Sundog软件公司的SilverLining库。我们网站上的Triton的演示程序正是这样做的。

关机

在关机时，C++用户只需按照创建时的相反顺序删除Triton对象--首先是你的Triton::Ocean，然后是你的Triton::Environment，最后是你的Triton::ResourceLoader。我们将清理我们的内存和资源。比如说：

// Clean up our resources

void Destroy()

{

    if (ocean) delete ocean;

    if (environment) delete environment;

    if (resourceLoader) delete resourceLoader;

}

如果你在使用时遇到问题，请联系 https://www.dhorde.com/ 在线客服，电话 023-62585653，或邮箱 sales@dhorde.com。

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