diff --git a/.gitignore b/.gitignore index 900425e..ffeef3c 100644 --- a/.gitignore +++ b/.gitignore @@ -57,7 +57,11 @@ AGENTS.md build-win build-linux +build-arm-fb +build-arm-sdl .idea assets/test + +gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz \ No newline at end of file diff --git a/CMakeLists.txt b/CMakeLists.txt index 61c1aed..cd2b29e 100644 --- a/CMakeLists.txt +++ b/CMakeLists.txt @@ -4,6 +4,10 @@ project(IMX6U-Game) set(CMAKE_CXX_STANDARD 11) set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON) +if(NOT CMAKE_CONFIGURATION_TYPES AND NOT CMAKE_BUILD_TYPE) + set(CMAKE_BUILD_TYPE Release CACHE STRING "Build type" FORCE) +endif() + option(USE_FRAMEBUFFER "Use Linux framebuffer instead of SDL2" OFF) set(CORE_SOURCES diff --git a/README.md b/README.md index 2b79f7b..75c3853 100644 --- a/README.md +++ b/README.md @@ -115,6 +115,8 @@ cmake -B build-arm-fb \ cmake --build build-arm-fb ``` +说明：单配置生成器（Makefile/Ninja）默认使用 `Release` 构建；ARM / framebuffer 性能测试必须确认 `CMAKE_BUILD_TYPE=Release`，否则逐像素绘制和 `/dev/fb0` 提交会因未优化构建出现数量级偏差。 + 构建（SDL2 后端，要求工具链/sysroot 可找到目标板 SDL2 开发库）： ```bash cmake -B build-arm-sdl \ @@ -277,6 +279,21 @@ IMX6U-Game/ - **FBDisplay**：`/dev/fb0` 对照后端，用于极简显示通路验证 - **ITimeSource / SteadyTimeSource**：独立时间源接口与单调时钟实现；Linux/IMX6U 使用 `clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC)`，Windows 使用 `std::chrono::steady_clock`，Display 不再承担计时职责 +### Framebuffer 性能说明 + +`FBDisplay` 是直接写 `/dev/fb0` 的对照后端。当前实现会从 CPU 侧 `FrameBuffer` 提交到系统 framebuffer，并针对常见像素格式提供快速路径： + +- RGB565：使用专用 RGBA -> RGB565 转换； +- ARGB8888 / XRGB8888 类 32bpp：使用专用通道重排； +- RGBA8888 且行宽连续时：整块 `memcpy`。 + +板端性能测试必须使用 Release 构建。一次测试中，未优化 ARM 构建曾导致 `Frame:81ms / Present:69ms`，开启 Release 后同一轻量 2D demo 可达到约 76 FPS。该结果说明 `/dev/fb0` 整屏提交仍是关键热点，但构建类型会极大影响结论。后续优化优先级： + +1. 直接使用与目标 fb0 一致的 backbuffer 像素格式，例如 RGB565，减少提交时转换； +2. 2D 场景使用 dirty rect / 局部提交，避免每帧整屏写入； +3. 避免无 3D 内容时清理 depth buffer； +4. 对 tile/sprite 增加不透明行拷贝、预转换资源或专用批处理路径。 + ## 当前状态与后续 **已完成：** @@ -284,13 +301,13 @@ IMX6U-Game/ - 双平台显示后端（SDL2 / Framebuffer） - 离线资源转换工具：PNG sprite -> C++ 头文件，像素字体 -> bitmap atlas/header - 基础 2D sprite、SpriteRegion、bitmap font 文本绘制和 tilemap 视口绘制，当前 demo 显示 FPS 文本、测试 sprite 和小型滚动 tilemap -- Core 目录规范化，代码收敛到 `src/Core/` -- `Core::DrawContext` 统一绘制入口，封装现有绘制能力 +- Gfx 目录规范化，代码收敛到 `src/Gfx/` +- `Gfx::DrawContext` 统一绘制入口，封装现有绘制能力 - C++11 兼容代码 - CMake 跨平台构建 **待完成（按优先级）：** -1. FrameBuffer 性能优化（`memset` 清屏、去掉 `at()`、定点数/NEON） +1. FrameBuffer / FBDisplay 性能优化（目标像素格式 backbuffer、dirty rect、专用 tile/sprite 快路径、NEON） 2. 应用层拆分（Launcher / GameA / GameB / Shared）和统一 `IApp` 主循环 3. SDL2 输入抽象（键盘/触摸/按键状态快照） 4. Core 基础 2D 绘制接口（矩形、四边形、继续完善 Sprite/Text/Tilemap 的批处理和专用快路径） diff --git a/docs/APP_AND_GFX_ARCHITECTURE.md b/docs/APP_AND_GFX_ARCHITECTURE.md new file mode 100644 index 0000000..6591a45 --- /dev/null +++ b/docs/APP_AND_GFX_ARCHITECTURE.md @@ -0,0 +1,262 @@ +# 应用层与图形库分层设计 + +本项目后续包含三个应用层目标：两个游戏和一个启动器；同时还需要沉淀一套可复用的 IMX6U 轻量图形库。为了避免后期耦合和性能返工，必须明确区分“应用层”和“底层库”。 + +## 1. 推荐总体结构 + +推荐拆成四个逻辑层： + +```text +IMX6U-Game/ +├─ src/ +│ ├─ Gfx/ # 底层图形库：可复用、无具体游戏规则 +│ │ ├─ Draw2D/ # DrawContext 统一绘制入口（✅ 已实现） +│ │ ├─ Core/ # FrameBuffer、DepthBuffer（✅ 已实现） +│ │ ├─ Math/ # 向量、矩阵、数学工具（✅ 已实现） +│ │ ├─ Rasterizer/ # 线段、三角形光栅化（✅ 已实现） +│ │ ├─ RenderData/ # Color、Triangle 等数据结构（✅ 已实现） +│ │ ├─ Scene/ # Camera、Transform（✅ 已实现） +│ │ ├─ Shading/ # 着色器（预留） +│ │ ├─ Platform/ # SDL2 / fb0 显示适配与独立时间源（✅ 已实现） +│ │ └─ Asset/ # 资源加载（✅ 已实现） +│ ├─ Apps/ +│ │ ├─ Demo/ # 当前板端性能 demo；历史上也用于 3D 立方体验证（✅ 已实现） +│ │ ├─ Launcher/ # 启动器应用（待实现） +│ │ ├─ GameA/ # 第一个游戏（待实现） +│ │ └─ GameB/ # 第二个游戏（待实现） +│ └─ Shared/ # 可选：应用层共享但不属于 Gfx 的东西 +│ ├─ Save/ # 存档格式、配置读写 +│ ├─ UI/ # 启动器和游戏共用 UI 组件 +│ └─ Assets/ # 应用层资源索引、资源命名约定 +├─ assets/ +│ ├─ font/ # 共享像素字体源文件与生成的 font_atlas +│ ├─ sprite/ # 当前 demo/test sprite 源文件与生成头文件 +│ ├─ launcher/ +│ ├─ game_a/ +│ ├─ game_b/ +│ └─ shared/ +├─ tools/ +│ ├─ gen_font_atlas.py # TTF -> bitmap font atlas/header +│ └─ png_to_header.py # PNG -> uint32_t RGBA header +└─ docs/ +``` + +~~当前项目已有 `Core/Math/Platform/Rasterizer/RenderData/Scene` 等目录，短期不必一次性搬迁；但新增代码应按上面的边界收敛。等功能稳定后，再把现有底层代码整体移动到 `src/Gfx/`。~~ + +**已完成**：底层代码已整体迁移到 `src/Gfx/`，包括 Core、Math、Rasterizer、RenderData、Scene、Shading、Platform、Asset 和新增的 Draw2D。Demo 入口位于 `src/Apps/Demo/`。 + +## 2. 四个层级的职责 + +### 2.1 Gfx：底层图形库 + +职责： + +- 管理 framebuffer、depthbuffer、渲染上下文。 +- 提供基础绘制接口：点、线、矩形、四边形、三角形、sprite、SpriteRegion、tilemap、简单文本等。 +- 提供颜色、矩形、定点数、纹理、裁剪区域等基础数据结构。 +- 封装 SDL2 / framebuffer 显示提交、输入轮询，并通过独立 `ITimeSource` 提供单调整数毫秒时间。 +- 使用离线转换后的紧凑资源数据（例如 PNG 转头文件、bitmap font atlas），运行时不直接依赖 PNG/TTF 解码。 +- 只关心“怎么画得快、怎么提交到屏幕”，不关心具体游戏规则。 + +禁止： + +- 不依赖 `GameA`、`GameB`、`Launcher`。 +- 不包含具体关卡、角色、菜单流程、游戏状态机。 +- 不直接读取某个游戏专属资源路径。 +- 不在核心绘制接口中暴露 SDL2 类型。 +- 不在每帧热路径中执行图片/字体解码；资源转换应在构建前或工具阶段完成。 + +### 2.2 Apps/GameA 与 Apps/GameB：两个游戏 + +职责： + +- 各自维护自己的游戏规则、状态机、关卡、实体、碰撞、计分、胜负逻辑。 +- 通过 Gfx 提供的接口绘制画面。 +- 通过平台输入快照读取按键/触摸状态，而不是直接调用 SDL。 +- 管理自己的资源索引和场景切换。 + +禁止： + +- 游戏之间互相 include 对方代码。 +- 游戏直接操作 SDL renderer / texture / window。 +- 游戏直接依赖 framebuffer 内存布局，除非是明确标注的性能特例。 + +### 2.3 Apps/Launcher：启动器 + +职责： + +- 展示游戏列表、图标、说明、版本信息。 +- 选择并启动 GameA 或 GameB。 +- 管理全局设置，例如音量、亮度、输入校准、语言等。 +- 可以复用 Shared/UI，但不承载具体游戏逻辑。 + +启动方式有两种可选方案： + +1. **单进程多应用模式**：Launcher、GameA、GameB 编译成一个可执行文件，内部切换当前 App。 +2. **多进程模式**：Launcher 是独立程序，选择后启动另一个游戏可执行文件。 + +对 IMX6U 初期开发，推荐先用 **单进程多应用模式**，原因： + +- 构建、部署、调试更简单。 +- SDL2 初始化、资源缓存、输入状态可以共用。 +- 避免频繁退出/启动进程带来的黑屏、资源重载和状态恢复问题。 + +等项目成熟后，如果每个游戏体积较大，或者需要独立更新，再考虑多进程拆分。 + +### 2.4 Shared：应用层共享模块 + +Shared 只放“应用层共享，但不属于底层图形库”的内容，例如： + +- UI 控件：按钮、列表、九宫格面板、菜单焦点管理。 +- 存档/设置：配置文件、最高分、解锁状态。 +- 资源清单：多个应用共用的字体、图标、音效索引。 + +Shared 可以依赖 Gfx；Gfx 不能依赖 Shared。 + +## 3. 依赖方向 + +必须保持单向依赖： + +```text +Apps/GameA ─┐ +Apps/GameB ─┼─> Shared ─> Gfx ─> Platform(SDL2/fb0/ITimeSource) +Launcher ─┘ + +Apps/GameA ─┐ +Apps/GameB ─┼──────────> Gfx +Launcher ─┘ +``` + +禁止反向依赖： + +```text +Gfx -> Apps 禁止 +Gfx -> Shared 禁止 +GameA -> GameB 禁止 +GameB -> GameA 禁止 +Platform -> Game 禁止 +``` + +## 4. 应用统一接口 + +推荐为 Launcher、GameA、GameB 提供统一应用接口，例如： + +```cpp +class IApp +{ +public: + virtual ~IApp() {} + virtual void on_enter() = 0; + virtual void on_exit() = 0; + virtual void update(uint32_t fixed_delta_ms) = 0; + virtual void render(Gfx::DrawContext& ctx) = 0; + virtual AppId next_app() const = 0; +}; +``` + +主循环只认识 `IApp`： + +```text +poll input -> update current app -> render current app -> present framebuffer +``` + +这样三个应用层共用同一个主循环、同一套 SDL2 初始化、framebuffer 提交流程和独立时间源。 + +注意：接口可以先保留虚函数，因为它只在每帧应用级调用，不在像素/顶点热路径中调用。像 `draw_rect`、`draw_quad`、`set_pixel_fast` 这类热路径函数不要虚化。 + +## 5. 底层图形库优先提供的 API + +Gfx 初期建议先做 2D 基础能力，不要一开始就做复杂引擎： + +```cpp +namespace Gfx +{ + struct RectI { int32_t x, y, w, h; }; + struct PointI { int32_t x, y; }; + struct Color32 { uint32_t rgba; }; + + class DrawContext + { + public: + void clear(Color32 color); + void draw_pixel(int32_t x, int32_t y, Color32 color); + void draw_line(PointI a, PointI b, Color32 color); + void draw_rect(RectI rect, Color32 color); + void fill_rect(RectI rect, Color32 color); + void draw_quad(PointI p0, PointI p1, PointI p2, PointI p3, Color32 color); + void fill_quad(PointI p0, PointI p1, PointI p2, PointI p3, Color32 color); + void draw_sprite(int32_t x, int32_t y, const RenderData::Image& image); + void draw_sprite_region(int32_t x, int32_t y, + const RenderData::SpriteRegion& region); + void draw_text(const RenderData::BitmapFont& font, int32_t x, int32_t y, + RenderData::Color color, const char* text); + void draw_tilemap(const RenderData::Tilemap& tilemap, + int32_t screen_x, int32_t screen_y, + int32_t viewport_w, int32_t viewport_h, + int32_t camera_x, int32_t camera_y); + }; +} +``` + +后续再扩展： + +- `set_clip_rect` +- `set_camera_2d` +- `batch sprite/tile` + +## 6. 命名建议 + +为了避免“项目名、库名、游戏名”混乱，建议： + +- 项目仓库仍叫 `IMX6U-Game`。 +- 底层图形库命名为 `Gfx` 或 `MiniGfx`。 +- 三个应用用明确名字：`Launcher`、`GameA`、`GameB`，后续再替换成真实游戏名。 +- CMake target 可以是： + - `imx6u_gfx` 静态库 + - `imx6u_launcher` + - `imx6u_game_a` + - `imx6u_game_b` + - 或初期单可执行文件 `imx6u_suite` + +## 7. 推荐演进顺序 + +1. ~~先抽出统一 `IApp` 和 `AppManager`，让当前 demo 成为一个 app。~~ +2. ~~把 SDL2 初始化、输入、present 固定在平台层，应用层不直接碰 SDL。~~ +3. ~~建立 `Gfx::DrawContext`，先封装 clear、pixel、line、rect、quad。~~ **已完成**（`Gfx::DrawContext` 封装了 clear、draw_line、draw_triangle、draw_sprite、draw_sprite_region、draw_text、draw_tilemap、present） +4. ~~底层代码迁移到 `src/Gfx/`，Demo 入口迁移到 `src/Apps/Demo/`。~~ **已完成** +5. 新增 Launcher app，只做最小菜单和应用切换。 +6. 新增 GameA/GameB 空壳，验证三应用切换。 +7. 再逐步把现有 3D demo 能力恢复为独立验证入口，或把 2D 游戏逻辑迁入对应 Game 目录。 +8. 最后重构 CMake，按 `imx6u_gfx` + 应用 target 拆分。 + +## 8. 性能注意事项 + +- 应用切换不应重复销毁/创建 SDL window、renderer、texture。 +- 三个应用共用 framebuffer、输入状态和 `Platform::ITimeSource` 时间源；Display 不承担计时职责。 +- 每个应用可以有自己的资源缓存，但必须有上限和释放策略。 +- Launcher 不应常驻消耗大量纹理/音频资源；进入游戏后可释放非必要启动器资源。 +- Gfx 的绘制函数要保持小而直接，优先内联和连续内存写入。 +- UI 控件层可以面向对象；像素/quad/sprite/tile 绘制层不要过度抽象。 +- 无 3D 内容的 2D 应用应使用只清颜色缓冲的路径，避免每帧清理 depth buffer。 +- `/dev/fb0` 后端提交可能是主要瓶颈；板端性能分析应拆分 `Frame` 和 `Present` 耗时，并确认 ARM 构建为 Release。 +- 直接写 framebuffer 不是原子换屏，LCD 扫描会让局部动画看起来比完整帧率更连续；判断性能应以计时数据为准。 + +## 9. 资源转换约定 + +- 运行时资源优先使用离线转换后的简单数组，不在 IMX6U 运行时解码 PNG/TTF。 +- `tools/png_to_header.py` 将 PNG 转为 `uint32_t` RGBA 数组，适用于 sprite、小图标、测试纹理等。 +- `tools/gen_font_atlas.py` 将共享像素字体转为 ASCII bitmap atlas，并输出同名 PNG 预览和 C++ 头文件。 +- 生成头文件、源 PNG/TTF 和转换脚本应一起纳入仓库，保证资源可追溯、可再生成。 +- 生成数据目前面向简单直接的调试/小型游戏资源；后续如果资源体积增长，应再评估 1-bit/8-bit mask、RLE 或自定义资源包格式。 + +## 10. SpriteRegion 与 Tilemap 约定 + +- `RenderData::SpriteRegion` 只描述某张 atlas 中的子区域，不拥有像素数据；它通过 `const Image* atlas` 引用源图。 +- `DrawContext::draw_sprite_ex` 是底层 sprite 绘制入口，负责源区域检查、目标屏幕裁剪、scale 和 flip；`draw_sprite_region` 系列只是对 atlas 子区域的语义包装。 +- `RenderData::Tilemap` 使用 `uint16_t` tile id 保存地图网格，`Tilemap::EmptyTile` (`0xFFFF`) 表示空 tile。 +- `Tilemap` 当前只支持一个 atlas、固定 tile 宽高和固定 `atlas_columns`；tile id 通过 `tile_id % atlas_columns` / `tile_id / atlas_columns` 映射到 atlas 中的源区域。 +- `DrawContext::draw_tilemap` 的裁剪分两层： + - tilemap 层按 tile 计算需要尝试绘制的可见范围； + - sprite 层按像素裁剪每个 tile，支持 camera 像素级滚动时显示半个 tile。 +- 带 `viewport_w` / `viewport_h` 的 `draw_tilemap` 重载用于子视口绘制，`screen_x` / `screen_y` 是视口左上角；旧重载默认视口延伸到 framebuffer 右下角。 +- 当前实现优先保证清晰语义和可验证行为；后续性能优化可增加 tile region 查表、不透明 tile 行拷贝、chunk/dirty rect 或专用 tile 快路径。 diff --git a/docs/DEVELOPMENT_GUIDELINES.md b/docs/DEVELOPMENT_GUIDELINES.md index bb1fd7c..38d7856 100644 --- a/docs/DEVELOPMENT_GUIDELINES.md +++ b/docs/DEVELOPMENT_GUIDELINES.md @@ -87,11 +87,31 @@ ## 5. 渲染管线性能规范 - FrameBuffer / DepthBuffer 清理必须优先考虑批量填充（如 `memset`、`std::fill`、平台优化路径），不要逐像素走复杂逻辑。 +- 2D-only 或不使用深度测试的场景应只清颜色缓冲，例如使用 `DrawContext::clear_color()`；不要每帧无意义清理 depth buffer。 - 像素写入路径应尽量减少分支和函数调用层级。 +- 像素级写入的 Release 快路径不要使用带额外边界检查的容器访问（例如 `std::vector::at()`）；边界检查应在外层完成。 - 裁剪、剔除、包围盒收缩要尽早执行，避免把不可见数据送入像素级循环。 - 三角形属性插值、深度测试、纹理采样等未来功能必须先定义定点/整数方案，再接入热路径。 - PC 调试版可以保留更易读的检查与可视化代码，但 ARM release 路径必须能关闭这些额外成本。 +### 5.1 `/dev/fb0` 提交路径 + +Framebuffer 后端是 IMX6U 上最容易误判性能的路径。`FBDisplay::present()` 需要把 CPU 侧 framebuffer 写入 `/dev/fb0`，如果逐像素走通用格式转换，整屏 1024x600 提交会成为主瓶颈。 + +规范： + +- ARM / framebuffer 性能测试必须使用 Release 构建；单配置生成器应确认 `CMAKE_BUILD_TYPE=Release`。 +- 性能结论必须拆分 `Frame` 和 `Present` 耗时；如果 `Present` 接近 `Frame`，优先优化显示提交，而不是游戏逻辑。 +- fb0 像素格式应在初始化时打印并据此走专用路径，常见格式包括 RGB565、ARGB8888/XRGB8888、RGBA8888。 +- 避免每帧重复做不必要的通用 RGBA 转换；可考虑目标格式 backbuffer、预转换资源、行拷贝、dirty rect 和局部提交。 +- 直接写 `/dev/fb0` 不是原子换屏；LCD 控制器可能边扫描边显示正在写入的内存，因此肉眼流畅度不等同于完整帧率。 + +已观察到的板端测试结论： + +- 未优化 ARM 构建下，轻量 2D demo 曾出现约 `Frame:81ms / Present:69ms`。 +- 改为 Release 构建后，同一类 framebuffer 测试最高约 76 FPS。 +- 因此板端性能测试首先检查构建类型，再判断算法或硬件瓶颈。 + ## 6. STL 与标准库使用边界 允许： @@ -129,6 +149,7 @@ 新增或修改核心代码前，至少检查： +- [ ] ARM / framebuffer 性能测试是否确认使用 Release 构建？ - [ ] 是否在热路径新增了 `float` / `double`？如果是，是否能改成整数/定点？ - [ ] 是否在每帧或内层循环创建了 `std::vector` / `std::string` / 其他堆分配对象？ - [ ] 容器是否提前 `reserve()`，或由上层复用？ @@ -214,3 +235,11 @@ - 总帧时间、最低 FPS、峰值帧时间 性能日志默认低频输出，例如每 60 帧汇总一次；ARM release 中不得逐帧大量打印。 + +Framebuffer 对照后端同样需要至少显示或记录： + +- `Frame`：从帧开始到提交完成的总耗时； +- `Present`：`IDisplay::present()` 的耗时； +- 当前 FPS。 + +当前 Demo 的板端测试 UI 已包含这些信息，后续正式 profiler 可替代该临时显示。 diff --git a/src/Apps/Demo/main.cpp b/src/Apps/Demo/main.cpp index e02fd34..0c781ab 100644 --- a/src/Apps/Demo/main.cpp +++ b/src/Apps/Demo/main.cpp @@ -6,10 +6,10 @@ #include #include #include - -#include "BitmapFont.h" +#include #include "Color.h" -#include "Display.h" +#include +#include "Timer.h" #include "DrawContext.h" #include "Image.h" #include "TimeSource.h" @@ -23,10 +23,15 @@ #include "SDLDisplay.h" #endif -namespace +const int32_t width = 1024; +const int32_t height = 600; + +static void PrintUsage(const char *program_name) { - const int32_t DemoWidth = 800; - const int32_t DemoHeight = 600; + std::cout + << "Usage: " << program_name << " [--fps 30|45|60]\n" + << " " << program_name << " [--fps=30|45|60]\n"; +} struct ProgramOptions { @@ -141,39 +146,46 @@ int main(int argc, char* argv[]) font.columns = font_columns; font.first_char = font_first_char; - RenderData::Image sprite(test_sprite_pixels, test_sprite_width, test_sprite_height, 0x00000000u); + RenderData::Image sprite_img(test_sprite_pixels, test_sprite_width, test_sprite_height, 0x00000000); + RenderData::SpriteRegion sprite_region(&sprite_img, 0, 0, sprite_img.width, sprite_img.height); + + const std::array tileIds = { + 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, + RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0, + 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, + RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0, RenderData::Tilemap::EmptyTile, 0}; + RenderData::Tilemap testTilemap(tileIds.data(), 8, 4, &sprite_img, sprite_img.width, sprite_img.height, 1); + + const RenderData::Color clearColor(18, 18, 24, 255); + const RenderData::Color fpsColor(0, 255, 80, 255); + const RenderData::Color fpsBg(0, 0, 0, 200); int32_t fps = 0; int32_t frame_count = 0; uint32_t last_fps_time = 0; uint32_t animation_time_ms = 0; char fps_text[32]; + char perf_text[64]; + uint32_t last_frame_ms = 0; + uint32_t last_present_ms = 0; - std::cout << "Demo started. Target FPS: " << timer.target_fps() << std::endl; - - bool is_running = true; - while (is_running) + bool isRunning = true; + while (isRunning) { - timer.begin_frame(time_source.get_time_ms()); - animation_time_ms += timer.fixed_delta_ms(); + const uint32_t frame_start_ms = time_source.get_time_ms(); + timer.begin_frame(frame_start_ms); - bool should_quit = false; - display->poll_events(should_quit); - if (should_quit) - { - is_running = false; - } + display->poll_events(isRunning); - ctx.clear(RenderData::Color(18, 18, 24, 255)); - ctx.fill_rect(48, 72, 704, 360, RenderData::Color(42, 48, 60, 255)); - ctx.fill_rect(64, 88, 672, 328, RenderData::Color(24, 28, 36, 255)); + ctx.clear_color(clearColor); - const int32_t travel = std::max(1, DemoWidth - sprite.width - 128); - const int32_t sprite_x = 64 + static_cast((animation_time_ms / 8u) % static_cast(travel)); - const int32_t sprite_y = 220; - ctx.draw_sprite(sprite_x, sprite_y, sprite); - ctx.draw_text(font, 64, 96, RenderData::Color(240, 240, 240, 255), "GFX DEMO"); + // sprite 测试 + ctx.draw_sprite(10, 10, sprite_img); + ctx.draw_sprite_region_ex(30, 10, sprite_region, 2, false, false); + ctx.draw_sprite_region_ex(10, 30, sprite_region, 3, true, false); + ctx.draw_tilemap(testTilemap, 650, 500, 96, 48, static_cast(frame_start_ms / 20u) % 32, 0); + // FPS 计数 ++frame_count; const uint32_t now = time_source.get_time_ms(); if (now - last_fps_time >= 1000u) @@ -184,15 +196,14 @@ int main(int argc, char* argv[]) } std::snprintf(fps_text, sizeof(fps_text), "FPS: %d", fps); - ctx.draw_text( - font, - 4, - 4, - RenderData::Color(0, 255, 80, 255), - RenderData::Color(0, 0, 0, 200), - fps_text); + ctx.draw_text(font, 4, 4, fpsColor, fpsBg, fps_text); + std::snprintf(perf_text, sizeof(perf_text), "Frame:%ums Present:%ums", last_frame_ms, last_present_ms); + ctx.draw_text(font, 4, 4 + font.char_h, fpsColor, fpsBg, perf_text); + const uint32_t present_start_ms = time_source.get_time_ms(); ctx.present(display); + last_present_ms = time_source.get_time_ms() - present_start_ms; + last_frame_ms = time_source.get_time_ms() - frame_start_ms; SleepRemainingFrameTime(timer, time_source); } diff --git a/src/Core/Core/DepthBuffer.h b/src/Core/Core/DepthBuffer.h index a569cc4..711553e 100644 --- a/src/Core/Core/DepthBuffer.h +++ b/src/Core/Core/DepthBuffer.h @@ -3,6 +3,7 @@ #include #include "Vector2.h" #include +#include namespace Core { diff --git a/src/Core/Core/FrameBuffer.cpp b/src/Core/Core/FrameBuffer.cpp index a7e85f1..9b42cbc 100644 --- a/src/Core/Core/FrameBuffer.cpp +++ b/src/Core/Core/FrameBuffer.cpp @@ -18,6 +18,6 @@ namespace Core } // Row-major layout with y = 0 on the first row, matching a top-left screen origin. size_t index = static_cast(y) * width + x; - buffer.at(index) = color; + buffer[index] = color; } } diff --git a/src/Core/Core/FrameBuffer.h b/src/Core/Core/FrameBuffer.h index 5ef6ebb..58d3694 100644 --- a/src/Core/Core/FrameBuffer.h +++ b/src/Core/Core/FrameBuffer.h @@ -1,6 +1,7 @@ #pragma once #include "Color.h" #include "Vector2.h" +#include #include #include @@ -43,4 +44,4 @@ namespace Core void set_pixel(const int32_t x, const int32_t y, const uint32_t color); }; -} \ No newline at end of file +} diff --git a/src/Core/Draw2D/DrawContext.cpp b/src/Core/Draw2D/DrawContext.cpp index 7cc5010..5511128 100644 --- a/src/Core/Draw2D/DrawContext.cpp +++ b/src/Core/Draw2D/DrawContext.cpp @@ -40,6 +40,11 @@ namespace Core depthBuffer->clear(); } + void DrawContext::clear_color(const RenderData::Color& color) + { + frameBuffer->clear(color); + } + void DrawContext::clear_depth() { depthBuffer->clear(); diff --git a/src/Core/Draw2D/DrawContext.h b/src/Core/Draw2D/DrawContext.h index 296eb65..ed710dd 100644 --- a/src/Core/Draw2D/DrawContext.h +++ b/src/Core/Draw2D/DrawContext.h @@ -46,6 +46,7 @@ namespace Core int32_t get_height() const; void clear(const RenderData::Color& color); + void clear_color(const RenderData::Color& color); void clear_depth(); void draw_line(const Math::Vector2Int& from, const Math::Vector2Int& to, const RenderData::Color& color); diff --git a/src/Core/Math/Matrix4x4.h b/src/Core/Math/Matrix4x4.h index 96adc0c..5a04333 100644 --- a/src/Core/Math/Matrix4x4.h +++ b/src/Core/Math/Matrix4x4.h @@ -1,4 +1,5 @@ #pragma once +#include #include #include "Vector3.h" #include "Vector4.h" diff --git a/src/Core/Platform/FBDisplay.cpp b/src/Core/Platform/FBDisplay.cpp index fd22d48..5c0fc33 100644 --- a/src/Core/Platform/FBDisplay.cpp +++ b/src/Core/Platform/FBDisplay.cpp @@ -13,6 +13,22 @@ namespace Platform { + namespace + { + inline uint16_t rgba_to_rgb565(uint32_t rgba) + { + const uint32_t r = (rgba >> 24) & 0xFFu; + const uint32_t g = (rgba >> 16) & 0xFFu; + const uint32_t b = (rgba >> 8) & 0xFFu; + return static_cast(((r & 0xF8u) << 8) | ((g & 0xFCu) << 3) | (b >> 3)); + } + + inline uint32_t rgba_to_argb8888(uint32_t rgba) + { + return ((rgba >> 8) & 0x00FFFFFFu) | ((rgba & 0xFFu) << 24); + } + } + bool FBDisplay::init(int w, int h) { width = w; @@ -81,15 +97,65 @@ namespace Platform return; const uint32_t* src = static_cast(framebuffer->get_buffer()); - int dst_width = std::min(width, static_cast(vinfo.xres)); - int dst_height = std::min(height, static_cast(vinfo.yres)); - int bytes_per_pixel = vinfo.bits_per_pixel / 8; + const int src_width = framebuffer->get_width(); + const int dst_width = std::min(src_width, static_cast(vinfo.xres)); + const int dst_height = std::min(framebuffer->get_height(), static_cast(vinfo.yres)); + const int bytes_per_pixel = vinfo.bits_per_pixel / 8; + const bool is_rgb565 = + vinfo.bits_per_pixel == 16 && + vinfo.red.offset == 11 && vinfo.red.length == 5 && + vinfo.green.offset == 5 && vinfo.green.length == 6 && + vinfo.blue.offset == 0 && vinfo.blue.length == 5; + const bool is_argb8888 = + vinfo.bits_per_pixel == 32 && + vinfo.red.offset == 16 && vinfo.red.length == 8 && + vinfo.green.offset == 8 && vinfo.green.length == 8 && + vinfo.blue.offset == 0 && vinfo.blue.length == 8; + const bool is_rgba8888 = + vinfo.bits_per_pixel == 32 && + vinfo.red.offset == 24 && vinfo.red.length == 8 && + vinfo.green.offset == 16 && vinfo.green.length == 8 && + vinfo.blue.offset == 8 && vinfo.blue.length == 8; + + if (is_rgb565) + { + for (int y = 0; y < dst_height; ++y) + { + const uint32_t* src_row = src + y * src_width; + uint16_t* dst_row = reinterpret_cast(fb_mem + y * finfo.line_length); + for (int x = 0; x < dst_width; ++x) + { + dst_row[x] = rgba_to_rgb565(src_row[x]); + } + } + return; + } + + if (is_argb8888) + { + for (int y = 0; y < dst_height; ++y) + { + const uint32_t* src_row = src + y * src_width; + uint32_t* dst_row = reinterpret_cast(fb_mem + y * finfo.line_length); + for (int x = 0; x < dst_width; ++x) + { + dst_row[x] = rgba_to_argb8888(src_row[x]); + } + } + return; + } + + if (is_rgba8888 && dst_width == src_width && static_cast(finfo.line_length) == dst_width * 4) + { + std::memcpy(fb_mem, src, static_cast(dst_height) * static_cast(dst_width) * sizeof(uint32_t)); + return; + } for (int y = 0; y < dst_height; ++y) { for (int x = 0; x < dst_width; ++x) { - uint32_t pixel = convert_pixel(src[y * width + x]); + uint32_t pixel = convert_pixel(src[y * src_width + x]); uint8_t* dst = fb_mem + y * finfo.line_length + x * bytes_per_pixel; if (vinfo.bits_per_pixel == 32) {