XCEngine

基于 DirectX 12 的渲染引擎项目，包含体积渲染器、基础渲染示例和核心模块单元测试。

项目概述

XCEngine 是一个正在开发中的图形渲染引擎，使用 DirectX 12 作为底层渲染 API。项目采用模块化设计，包含核心库和单元测试。

技术栈

• 渲染 API: DirectX 12
• 语言: C++17
• 构建系统: CMake
• 测试框架: Google Test

项目结构

XCEngine/
├── engine/                         # 核心引擎库
│   ├── include/XCEngine/
│   │   ├── Containers/            # 容器模块
│   │   │   ├── String.h          # 字符串类
│   │   │   ├── Array.h           # 动态数组
│   │   │   └── HashMap.h         # 哈希表
│   │   ├── Memory/               # 内存管理模块
│   │   │   ├── Allocator.h       # 分配器接口
│   │   │   ├── LinearAllocator.h # 线性分配器
│   │   │   ├── PoolAllocator.h   # 内存池分配器
│   │   │   ├── ProxyAllocator.h # 代理分配器
│   │   │   └── MemoryManager.h  # 内存管理器
│   │   ├── Threading/            # 线程模块
│   │   │   ├── Thread.h          # 线程类
│   │   │   ├── Mutex.h          # 互斥锁
│   │   │   ├── SpinLock.h       # 自旋锁
│   │   │   ├── ReadWriteLock.h  # 读写锁
│   │   │   ├── Task.h            # 任务基类
│   │   │   ├── LambdaTask.h      # Lambda任务
│   │   │   ├── TaskGroup.h      # 任务组
│   │   │   ├── TaskSystem.h     # 任务系统
│   │   │   └── TaskSystemConfig.h # 任务系统配置
│   │   ├── Math/                 # 数学库
│   │   │   ├── Vector.h
│   │   │   ├── Matrix.h
│   │   │   ├── Quaternion.h
│   │   │   └── ...
│   │   └── Core/                 # 核心模块
│   │
│   └── src/                      # 实现文件
│       ├── Containers/
│       ├── Memory/
│       ├── Threading/
│       └── Math/
│
├── tests/                         # 单元测试
│   ├── containers/               # 容器测试
│   ├── memory/                  # 内存管理测试
│   ├── threading/               # 线程模块测试
│   ├── core/                    # 核心模块测试
│   └── math/                    # 数学库测试
│
├── MVS/                         # 多个示例版本（开发中）
│   ├── HelloEarth/              # 基础渲染示例
│   └── VolumeRenderer/          # 体积渲染器
│
├── docs/                         # 设计文档
│   ├── XCEngine渲染引擎架构设计.md
│   └── ...
│
└── build/                       # 构建目录

快速开始

前置要求

• Windows 10/11
• Visual Studio 2019 或更高版本
• CMake 3.15+

构建项目

# 创建构建目录
mkdir build && cd build

# 配置 CMake
cmake .. -A x64

# 编译
cmake --build . --config Debug

运行测试

cd build/tests
ctest -C Debug --output-on-failure

或直接运行测试可执行文件：

build/tests/containers/Debug/xcengine_containers_tests.exe
build/tests/memory/Debug/xcengine_memory_tests.exe
build/tests/threading/Debug/xcengine_threading_tests.exe

核心模块说明

Containers（容器）

• String: 动态字符串类，支持常用字符串操作
• Array: 模板动态数组，自动内存管理
• HashMap: 模板哈希表，支持自定义键类型

Memory（内存管理）

• IAllocator: 内存分配器接口
• LinearAllocator: 线性分配器，适合帧分配
• PoolAllocator: 内存池分配器，适合固定大小对象
• ProxyAllocator: 代理分配器，跟踪内存使用统计
• MemoryManager: 全局内存管理器

Threading（线程）

• Thread: 线程封装类
• Mutex: 互斥锁
• SpinLock: 自旋锁，适合短临界区
• ReadWriteLock: 读写锁
• TaskSystem: 多线程任务系统
• Task/TaskGroup: 任务和任务组管理

Math（数学库）

• Vector: 向量运算
• Matrix: 矩阵运算
• Quaternion: 四元数
• Transform: 变换
• Color: 颜色
• Frustum: 视锥体
• Bounds: 边界框

测试覆盖

• Containers: 51+ 测试用例
• Memory: 19 测试用例
• Threading: 13 测试用例
• Math: 通过

MVS 示例版本

MVS（Multiple Version Samples）是项目的渲染示例部分，展示各种渲染技术：

HelloEarth（开发中）

基础的 DirectX 12 渲染示例，展示如何：

• 初始化 DirectX 12 渲染环境
• 加载和渲染静态网格
• 使用几何着色器
• 纹理映射
• 常量缓冲区更新

VolumeRenderer（开发中）

基于 NanoVDB 的体积渲染器，支持：

• NanoVDB 格式体积数据加载
• 光线步进（Ray Marching）渲染
• HDDA 空间跳跃加速
• 体积阴影
• 多种渲染参数配置

文档

更多详细设计文档请参考 docs/ 目录。

许可证

MIT License