Cocos 的渲染框架主要包括以下几个关键部分：
1. 渲染命令生成与收集：
场景遍历与命令生成：在 Cocos 中，场景中的节点（如精灵、文本、按钮等各种游戏元素）会被递归遍历。每个节点的 `draw` 函数会被调用，在这个过程中生成渲染命令。例如，精灵节点的 `draw` 函数会根据精灵的属性（如位置、旋转、缩放、纹理等）生成相应的渲染指令，这些指令包含了绘制该精灵所需的各种信息，如纹理坐标、顶点坐标、颜色等。这些渲染命令随后会被添加到渲染队列中等待后续的处理。
渲染命令的类型：Cocos 中有多种类型的渲染命令，以满足不同的渲染需求。比如 `QuadCommand` 用于绘制四边形（通常是精灵的基本形状），`BatchCommand` 用于在纹理图集中批量绘制多个相同纹理的图形，`CustomCommand` 则允许开发者通过传入回调函数来自定义渲染逻辑。
2. 渲染队列管理：
命令分组与排序：渲染队列会对收集到的渲染命令进行分组和排序。这是为了确保渲染的顺序符合预期，以及提高渲染的效率。例如，Cocos 将渲染组分为 `globalZ` 小于 0、等于 0、大于 0 的情况，此外还有 3D 透明和不透明的分组。这样的分组可以让引擎先绘制背景等不需要深度测试的元素，然后按照深度顺序绘制其他元素，避免出现渲染错误。对于 2D 和 3D 的元素，Cocos 也会进行分开排序，以便正确地处理不同维度的渲染。
队列的优化策略：通过合理的渲染队列管理，Cocos 可以实现一些优化策略。例如，自动批绘制就是利用渲染队列中相同类型的渲染命令进行合并，减少 OpenGL 或 Vulkan 等图形 API 的调用次数，从而提高渲染性能。
3. 渲染管线：
基础渲染管线：Cocos 引擎默认提供了前向渲染管线。前向渲染管线是一种较为简单直接的渲染方式，对于每个物体，都会根据其材质、纹理、光照等属性进行逐个像素的渲染计算。这种方式在场景中物体数量较少、光照情况相对简单时效果较好，但在复杂场景下可能会导致性能问题。
延迟渲染管线（可选）：从 Cocos Creator v3.1 开始，Cocos 引入了延迟渲染管线。延迟渲染管线是一种更适合处理复杂光照场景的渲染方式。它首先将场景的几何信息（如位置、法线、颜色等）存储到缓冲区中，然后在后续的处理阶段，根据光照信息对缓冲区中的几何信息进行渲染。这种方式可以避免对每个物体进行多次光照计算，从而提高渲染效率，尤其在大规模动态光源的场景下表现出色。
4. 图形接口抽象层：
跨平台支持：Cocos 引擎抽象了 `gfx` 图形接口层，向下对接不同平台的图形接口，如 OpenGL ES、Vulkan 等。这使得开发者在使用 Cocos 开发游戏时，无需关心底层图形 API 的具体差异，能够方便地实现跨平台开发。无论是在安卓、iOS、Windows 还是其他平台上，Cocos 都能通过 `gfx` 图形接口层将渲染命令转换为相应平台的图形指令，保证游戏的正常运行。
接近现代图形接口的封装：`gfx` 图形接口层的设计更接近现代图形接口的特性，这使得它对基于瓦片的渲染（Tiled-based Rendering）和基于块的延迟渲染（Tile-based Deferred Rendering）等 GPU 特性支持更加友好。这些特性可以充分利用现代 GPU 的并行处理能力，提高渲染性能，尤其在移动设备等资源受限的环境下具有重要意义。
5. 材质与着色器系统：
材质定义：材质定义了物体的外观属性，如颜色、纹理、透明度、反射率等。在 Cocos 中，开发者可以通过代码或编辑器来创建和设置材质。材质会与渲染命令中的物体信息相结合，决定最终的渲染效果。
着色器编程：着色器是实现特殊渲染效果的关键。Cocos 支持开发者使用自定义的着色器代码来实现各种特效，如光影效果、水面反射、模糊、边缘检测等。开发者可以使用 GLSL（OpenGL Shading Language）或其他着色器语言编写着色器代码，并将其与材质和渲染命令关联起来，以实现个性化的渲染效果。
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