dali/internal/update/manager/render-instruction-processor.cpp

   1 /*
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  15  *
  16  */
  17
  18 // CLASS HEADER
  19 #include <dali/internal/update/manager/render-instruction-processor.h>
  20
  21 // INTERNAL INCLUDES
  22 #include <dali/public-api/actors/layer.h>
  23 #include <dali/integration-api/debug.h>
  24 #include <dali/internal/event/actors/layer-impl.h> // for the default sorting function
  25 #include <dali/internal/update/manager/sorted-layers.h>
  26 #include <dali/internal/update/render-tasks/scene-graph-render-task.h>
  27 #include <dali/internal/update/rendering/scene-graph-texture-set.h>
  28 #include <dali/internal/render/common/render-item.h>
  29 #include <dali/internal/render/common/render-tracker.h>
  30 #include <dali/internal/render/common/render-instruction.h>
  31 #include <dali/internal/render/common/render-instruction-container.h>
  32 #include <dali/internal/render/shaders/scene-graph-shader.h>
  33 #include <dali/internal/render/renderers/render-renderer.h>
  34 #include <dali/internal/render/renderers/render-property-buffer.h>
  35 #include <dali/internal/update/nodes/scene-graph-layer.h>
  36
  37 namespace
  38 {
  39 #if defined(DEBUG_ENABLED)
  40 Debug::Filter* gRenderListLogFilter = Debug::Filter::New(Debug::NoLogging, false, "LOG_RENDER_LISTS");
  41 #endif
  42 }
  43
  44 namespace Dali
  45 {
  46
  47 namespace Internal
  48 {
  49
  50 namespace SceneGraph
  51 {
  52
  53 namespace
  54 {
  55
  56 /**
  57  * Function which compares render items by shader/textureSet/geometry
  58  * @param[in] lhs Left hand side item
  59  * @param[in] rhs Right hand side item
  60  * @return True if left item is greater than right
  61  */
  62 inline bool PartialCompareItems( const RenderInstructionProcessor::SortAttributes& lhs,
  63                                  const RenderInstructionProcessor::SortAttributes& rhs )
  64 {
  65   if( lhs.shader == rhs.shader )
  66   {
  67     if( lhs.textureSet == rhs.textureSet )
  68     {
  69       return lhs.geometry < rhs.geometry;
  70     }
  71     return lhs.textureSet < rhs.textureSet;
  72   }
  73   return lhs.shader < rhs.shader;
  74 }
  75
  76 /**
  77  * Function which sorts render items by depth index then by instance
  78  * ptrs of shader/textureSet/geometry.
  79  * @param[in] lhs Left hand side item
  80  * @param[in] rhs Right hand side item
  81  * @return True if left item is greater than right
  82  */
  83 bool CompareItems( const RenderInstructionProcessor::SortAttributes& lhs, const RenderInstructionProcessor::SortAttributes& rhs )
  84 {
  85   // @todo Consider replacing all these sortAttributes with a single long int that
  86   // encapsulates the same data (e.g. the middle-order bits of the ptrs).
  87   if( lhs.renderItem->mDepthIndex == rhs.renderItem->mDepthIndex )
  88   {
  89     return PartialCompareItems( lhs, rhs );
  90   }
  91   return lhs.renderItem->mDepthIndex < rhs.renderItem->mDepthIndex;
  92 }
  93
  94 /**
  95  * Function which sorts the render items by Z function, then
  96  * by instance ptrs of shader / geometry / material.
  97  * @param[in] lhs Left hand side item
  98  * @param[in] rhs Right hand side item
  99  * @return True if left item is greater than right
 100  */
 101 bool CompareItems3D( const RenderInstructionProcessor::SortAttributes& lhs, const RenderInstructionProcessor::SortAttributes& rhs )
 102 {
 103   const bool lhsIsOpaque = lhs.renderItem->mIsOpaque;
 104   if( lhsIsOpaque == rhs.renderItem->mIsOpaque )
 105   {
 106     if( lhsIsOpaque )
 107     {
 108       // If both RenderItems are opaque, sort using shader, then material then geometry.
 109       return PartialCompareItems( lhs, rhs );
 110     }
 111     else
 112     {
 113       // If both RenderItems are transparent, sort using Z, then shader, then material, then geometry.
 114       if( Equals( lhs.zValue, rhs.zValue ) )
 115       {
 116         return PartialCompareItems( lhs, rhs );
 117       }
 118       return lhs.zValue > rhs.zValue;
 119     }
 120   }
 121   else
 122   {
 123     return lhsIsOpaque;
 124   }
 125 }
 126
 127 /**
 128  * Function which sorts render items by clipping hierarchy, then Z function and instance ptrs of shader / geometry / material.
 129  * @param[in] lhs Left hand side item
 130  * @param[in] rhs Right hand side item
 131  * @return True if left item is greater than right
 132  */
 133 bool CompareItems3DWithClipping( const RenderInstructionProcessor::SortAttributes& lhs, const RenderInstructionProcessor::SortAttributes& rhs )
 134 {
 135   // Items must be sorted in order of clipping first, otherwise incorrect clipping regions could be used.
 136   if( lhs.renderItem->mNode->mClippingSortModifier == rhs.renderItem->mNode->mClippingSortModifier )
 137   {
 138     return CompareItems3D( lhs, rhs );
 139   }
 140
 141   return lhs.renderItem->mNode->mClippingSortModifier < rhs.renderItem->mNode->mClippingSortModifier;
 142 }
 143
 144 /**
 145  * Add a renderer to the list
 146  * @param updateBufferIndex to read the model matrix from
 147  * @param renderList to add the item to
 148  * @param renderable Node-Renderer pair
 149  * @param viewMatrix used to calculate modelview matrix for the item
 150  * @param camera The camera used to render
 151  * @param isLayer3d Whether we are processing a 3D layer or not
 152  * @param cull Whether frustum culling is enabled or not
 153  */
 154 inline void AddRendererToRenderList( BufferIndex updateBufferIndex,
 155                                      RenderList& renderList,
 156                                      Renderable& renderable,
 157                                      const Matrix& viewMatrix,
 158                                      SceneGraph::Camera& camera,
 159                                      bool isLayer3d,
 160                                      bool cull )
 161 {
 162   bool inside( true );
 163   const Node* node = renderable.mNode;
 164
 165   if( cull && renderable.mRenderer && !renderable.mRenderer->GetShader().HintEnabled( Dali::Shader::Hint::MODIFIES_GEOMETRY ) )
 166   {
 167     const Vector4& boundingSphere = node->GetBoundingSphere();
 168     inside = ( boundingSphere.w > Math::MACHINE_EPSILON_1000 ) &&
 169              ( camera.CheckSphereInFrustum( updateBufferIndex, Vector3( boundingSphere ), boundingSphere.w ) );
 170   }
 171
 172   if( inside )
 173   {
 174     Renderer::Opacity opacity = renderable.mRenderer ? renderable.mRenderer->GetOpacity( updateBufferIndex, *renderable.mNode ) : Renderer::OPAQUE;
 175     if( opacity != Renderer::TRANSPARENT )
 176     {
 177       // Get the next free RenderItem.
 178       RenderItem& item = renderList.GetNextFreeItem();
 179
 180       item.mNode = renderable.mNode;
 181       item.mIsOpaque = ( opacity == Renderer::OPAQUE );
 182       if( !isLayer3d )
 183       {
 184         item.mDepthIndex = renderable.mNode->GetDepthIndex();
 185       }
 186
 187       if( DALI_LIKELY( renderable.mRenderer ) )
 188       {
 189         item.mRenderer =   &renderable.mRenderer->GetRenderer();
 190         item.mTextureSet =  renderable.mRenderer->GetTextures();
 191         item.mDepthIndex += renderable.mRenderer->GetDepthIndex();
 192       }
 193       else
 194       {
 195         item.mRenderer = nullptr;
 196       }
 197
 198       // Save ModelView matrix onto the item.
 199       node->GetWorldMatrixAndSize( item.mModelMatrix, item.mSize );
 200
 201       Matrix::Multiply( item.mModelViewMatrix, item.mModelMatrix, viewMatrix );
 202     }
 203   }
 204 }
 205
 206 /**
 207  * Add all renderers to the list
 208  * @param updateBufferIndex to read the model matrix from
 209  * @param renderList to add the items to
 210  * @param renderers to render
 211  * NodeRendererContainer Node-Renderer pairs
 212  * @param viewMatrix used to calculate modelview matrix for the items
 213  * @param camera The camera used to render
 214  * @param isLayer3d Whether we are processing a 3D layer or not
 215  * @param cull Whether frustum culling is enabled or not
 216  */
 217 inline void AddRenderersToRenderList( BufferIndex updateBufferIndex,
 218                                       RenderList& renderList,
 219                                       RenderableContainer& renderers,
 220                                       const Matrix& viewMatrix,
 221                                       SceneGraph::Camera& camera,
 222                                       bool isLayer3d,
 223                                       bool cull )
 224 {
 225   DALI_LOG_INFO( gRenderListLogFilter, Debug::Verbose, "AddRenderersToRenderList()\n");
 226
 227   unsigned int rendererCount( renderers.Size() );
 228   for( unsigned int i(0); i < rendererCount; ++i )
 229   {
 230     AddRendererToRenderList( updateBufferIndex,
 231                              renderList,
 232                              renderers[i],
 233                              viewMatrix,
 234                              camera,
 235                              isLayer3d,
 236                              cull );
 237   }
 238 }
 239
 240 /**
 241  * Try to reuse cached RenderItems from the RenderList
 242  * This avoids recalculating the model view matrices in case this part of the scene was static
 243  * An example case is a toolbar layer that rarely changes or a popup on top of the rest of the stage
 244  * @param layer that is being processed
 245  * @param renderList that is cached from frame N-1
 246  * @param renderables list of renderables
 247  */
 248 inline bool TryReuseCachedRenderers( Layer& layer,
 249                                      RenderList& renderList,
 250                                      RenderableContainer& renderables )
 251 {
 252   bool retValue = false;
 253   size_t renderableCount = renderables.Size();
 254   // Check that the cached list originates from this layer and that the counts match
 255   if( ( renderList.GetSourceLayer() == &layer )&&
 256       ( renderList.GetCachedItemCount() == renderableCount ) )
 257   {
 258     // Check that all the same renderers are there. This gives us additional security in avoiding rendering the wrong things.
 259     // Render list is sorted so at this stage renderers may be in different order.
 260     // Therefore we check a combined sum of all renderer addresses.
 261     size_t checkSumNew = 0;
 262     size_t checkSumOld = 0;
 263     for( size_t index = 0; index < renderableCount; ++index )
 264     {
 265       const Render::Renderer& renderer = renderables[index].mRenderer->GetRenderer();
 266       checkSumNew += size_t( &renderer );
 267       checkSumOld += size_t( &renderList.GetRenderer( index ) );
 268     }
 269     if( checkSumNew == checkSumOld )
 270     {
 271       // tell list to reuse its existing items
 272       renderList.ReuseCachedItems();
 273       retValue = true;
 274     }
 275   }
 276   return retValue;
 277 }
 278
 279 inline bool SetupRenderList( RenderableContainer& renderables,
 280                              Layer& layer,
 281                              RenderInstruction& instruction,
 282                              bool tryReuseRenderList,
 283                              RenderList** renderList )
 284 {
 285   *renderList = &( instruction.GetNextFreeRenderList( renderables.Size() ) );
 286   ( *renderList )->SetClipping( layer.IsClipping(), layer.GetClippingBox() );
 287   ( *renderList )->SetSourceLayer( &layer );
 288
 289   // Try to reuse cached RenderItems from last time around.
 290   return ( tryReuseRenderList && TryReuseCachedRenderers( layer, **renderList, renderables ) );
 291 }
 292
 293 } // Anonymous namespace.
 294
 295
 296 RenderInstructionProcessor::RenderInstructionProcessor()
 297 : mSortingHelper()
 298 {
 299   // Set up a container of comparators for fast run-time selection.
 300   mSortComparitors.Reserve( 3u );
 301
 302   mSortComparitors.PushBack( CompareItems );
 303   mSortComparitors.PushBack( CompareItems3D );
 304   mSortComparitors.PushBack( CompareItems3DWithClipping );
 305 }
 306
 307 RenderInstructionProcessor::~RenderInstructionProcessor()
 308 {
 309 }
 310
 311 inline void RenderInstructionProcessor::SortRenderItems( BufferIndex bufferIndex, RenderList& renderList, Layer& layer, bool respectClippingOrder )
 312 {
 313   const size_t renderableCount = renderList.Count();
 314   // Reserve space if needed.
 315   const unsigned int oldcapacity = mSortingHelper.size();
 316   if( oldcapacity < renderableCount )
 317   {
 318     mSortingHelper.reserve( renderableCount );
 319     // Add real objects (reserve does not construct objects).
 320     mSortingHelper.insert( mSortingHelper.begin() + oldcapacity,
 321                           (renderableCount - oldcapacity),
 322                           RenderInstructionProcessor::SortAttributes() );
 323   }
 324   else
 325   {
 326     // Clear extra elements from helper, does not decrease capability.
 327     mSortingHelper.resize( renderableCount );
 328   }
 329
 330   // Calculate the sorting value, once per item by calling the layers sort function.
 331   // Using an if and two for-loops rather than if inside for as its better for branch prediction.
 332   if( layer.UsesDefaultSortFunction() )
 333   {
 334     for( size_t index = 0; index < renderableCount; ++index )
 335     {
 336       RenderItem& item = renderList.GetItem( index );
 337
 338       if( item.mRenderer )
 339       {
 340         item.mRenderer->SetSortAttributes( bufferIndex, mSortingHelper[ index ] );
 341       }
 342
 343       // texture set
 344       mSortingHelper[ index ].textureSet = item.mTextureSet;
 345
 346       // The default sorting function should get inlined here.
 347       mSortingHelper[ index ].zValue = Internal::Layer::ZValue( item.mModelViewMatrix.GetTranslation3() ) - item.mDepthIndex;
 348
 349       // Keep the renderitem pointer in the helper so we can quickly reorder items after sort.
 350       mSortingHelper[ index ].renderItem = &item;
 351     }
 352   }
 353   else
 354   {
 355     const Dali::Layer::SortFunctionType sortFunction = layer.GetSortFunction();
 356     for( size_t index = 0; index < renderableCount; ++index )
 357     {
 358       RenderItem& item = renderList.GetItem( index );
 359
 360       item.mRenderer->SetSortAttributes( bufferIndex, mSortingHelper[ index ] );
 361
 362       // texture set
 363       mSortingHelper[ index ].textureSet = item.mTextureSet;
 364
 365
 366       mSortingHelper[ index ].zValue = (*sortFunction)( item.mModelViewMatrix.GetTranslation3() ) - item.mDepthIndex;
 367
 368       // Keep the RenderItem pointer in the helper so we can quickly reorder items after sort.
 369       mSortingHelper[ index ].renderItem = &item;
 370     }
 371   }
 372
 373   // Here we determine which comparitor (of the 3) to use.
 374   //   0 is LAYER_UI
 375   //   1 is LAYER_3D
 376   //   2 is LAYER_3D + Clipping
 377   const unsigned int comparitorIndex = layer.GetBehavior() == Dali::Layer::LAYER_3D ? respectClippingOrder ? 2u : 1u : 0u;
 378
 379   std::stable_sort( mSortingHelper.begin(), mSortingHelper.end(), mSortComparitors[ comparitorIndex ] );
 380
 381   // Reorder / re-populate the RenderItems in the RenderList to correct order based on the sortinghelper.
 382   DALI_LOG_INFO( gRenderListLogFilter, Debug::Verbose, "Sorted Transparent List:\n");
 383   RenderItemContainer::Iterator renderListIter = renderList.GetContainer().Begin();
 384   for( unsigned int index = 0; index < renderableCount; ++index, ++renderListIter )
 385   {
 386     *renderListIter = mSortingHelper[ index ].renderItem;
 387     DALI_LOG_INFO( gRenderListLogFilter, Debug::Verbose, "  sortedList[%d] = %p\n", index, mSortingHelper[ index ].renderItem->mRenderer);
 388   }
 389 }
 390
 391 void RenderInstructionProcessor::Prepare( BufferIndex updateBufferIndex,
 392                                           SortedLayerPointers& sortedLayers,
 393                                           RenderTask& renderTask,
 394                                           bool cull,
 395                                           bool hasClippingNodes,
 396                                           RenderInstructionContainer& instructions )
 397 {
 398   // Retrieve the RenderInstruction buffer from the RenderInstructionContainer
 399   // then populate with instructions.
 400   RenderInstruction& instruction = instructions.GetNextInstruction( updateBufferIndex );
 401   renderTask.PrepareRenderInstruction( instruction, updateBufferIndex );
 402   bool viewMatrixHasNotChanged = !renderTask.ViewMatrixUpdated();
 403   bool isRenderListAdded = false;
 404
 405   const Matrix& viewMatrix = renderTask.GetViewMatrix( updateBufferIndex );
 406   SceneGraph::Camera& camera = renderTask.GetCamera();
 407
 408   const SortedLayersIter endIter = sortedLayers.end();
 409   for( SortedLayersIter iter = sortedLayers.begin(); iter != endIter; ++iter )
 410   {
 411     Layer& layer = **iter;
 412     const bool tryReuseRenderList( viewMatrixHasNotChanged && layer.CanReuseRenderers( &renderTask.GetCamera() ) );
 413     const bool isLayer3D = layer.GetBehavior() == Dali::Layer::LAYER_3D;
 414     RenderList* renderList = NULL;
 415
 416     if( !layer.colorRenderables.Empty() )
 417     {
 418       RenderableContainer& renderables = layer.colorRenderables;
 419
 420       if( !SetupRenderList( renderables, layer, instruction, tryReuseRenderList, &renderList ) )
 421       {
 422         renderList->SetHasColorRenderItems( true );
 423         AddRenderersToRenderList( updateBufferIndex,
 424                                   *renderList,
 425                                   renderables,
 426                                   viewMatrix,
 427                                   camera,
 428                                   isLayer3D,
 429                                   cull );
 430
 431         // We only use the clipping version of the sort comparitor if any clipping nodes exist within the RenderList.
 432         SortRenderItems( updateBufferIndex, *renderList, layer, hasClippingNodes );
 433       }
 434
 435       isRenderListAdded = true;
 436     }
 437
 438     if( !layer.overlayRenderables.Empty() )
 439     {
 440       RenderableContainer& renderables = layer.overlayRenderables;
 441
 442       if( !SetupRenderList( renderables, layer, instruction, tryReuseRenderList, &renderList ) )
 443       {
 444         renderList->SetHasColorRenderItems( false );
 445         AddRenderersToRenderList( updateBufferIndex,
 446                                   *renderList,
 447                                   renderables,
 448                                   viewMatrix,
 449                                   camera,
 450                                   isLayer3D,
 451                                   cull );
 452
 453         // Clipping hierarchy is irrelevant when sorting overlay items, so we specify using the non-clipping version of the sort comparitor.
 454         SortRenderItems( updateBufferIndex, *renderList, layer, false );
 455       }
 456
 457       isRenderListAdded = true;
 458     }
 459   }
 460
 461   // Inform the render instruction that all renderers have been added and this frame is complete.
 462   instruction.UpdateCompleted();
 463
 464   if( !isRenderListAdded && !instruction.mIsClearColorSet )
 465   {
 466     instructions.DiscardCurrentInstruction( updateBufferIndex );
 467   }
 468 }
 469
 470 } // SceneGraph
 471
 472 } // Internal
 473
 474 } // Dali