--- name: ShineEngine-Project-Skills description: ShineEngine 项目的核心技术架构、模块划分及开发验证标准清单 --- # ShineEngine 项目技能清单 ## 描述本文档基于对 ShineEngine 源代码及构建脚本的深度审计生成，旨在为开发者和 AI 提供关于引擎核心能力的详细技术参考。它定义了项目在架构、渲染、框架、构建及合规性方面的技术标准和实现路径。 ## 使用场景 - 当需要了解 ShineEngine 的核心架构设计与模块划分时 - 当需要查询渲染管线、资源管理或跨平台适配的具体实现路径时 - 当需要验证代码质量或性能指标（如 FPS、内存碎片率）时 ## 详情 ### 1. 核心架构 (Core Architecture) #### 1.1 模块化系统 (Modular System) - **技术要点**: JSON 驱动的依赖管理，支持动态/静态库切换。 - **实现路径**: 定义于 `Module/*.json`，通过 CMake `parse_and_cache_modules` 解析。 - **验证标准**: 循环依赖检测耗时 < 1s，模块加载成功率 100%。 #### 1.2 反射系统 (Reflection System) - **技术要点**: 运行时类型信息 (RTTI)，宏自动注册，模块化架构。 - **实现路径**: `EngineCore/reflection`，现已重构为模块化结构： - `ReflectionCore.h`: 核心类型定义和基础功能 - `ReflectionError.h`: 错误处理和Result类型 - `TypeRegistry.h`: 类型注册和查找 - `Core/` 目录: - `TypeView.h`: 基础视图结构 - `ReflectionHelpers.h`: 辅助函数 - `ReflectionMacros.h`: 宏定义 - `Views/` 目录: - `InspectorView.h`: 编辑器视图 - `ScriptView.h`: 脚本视图 - `ECSView.h`: ECS视图 - `DSL/` 目录: - `FieldDSL.h`: 字段DSL节点 - `MethodDSL.h`: 方法DSL节点 - `TypeBuilder.h`: 类型构建器 - `Script/` 目录: - `ScriptValue.h`: 脚本值类型 - `ScriptBridge.h`: 脚本桥接接口 - `Reflection.h`: 主入口聚合头文件 - **验证标准**: 反射调用开销 < 原生调用 2x，覆盖率 ≥ 95%，模块化分离完成度 100%。 #### 1.3 Tick 调度 (Tick Scheduling) - **技术要点**: 基于 Kahn 算法的依赖图拓扑排序。 - **实现路径**: `TickManager` 对 `TickFunction` 进行排序，支持分层（Pre/Physics/Post）。 - **验证标准**: 调度开销 < 0.05ms，无死锁，拓扑排序正确性 100%。 #### 1.4 内存管理 (Memory Management) - **技术要点**: 高性能分配器集成与标签监控。 - **实现路径**: 集成 `mimalloc`，通过 `ReflectionMemory` 实现带标签监控。 - **验证标准**: 内存分配速度提升 ≥ 20%，内存碎片率 < 5%。 #### 1.5 对象模型 (Object Model) - **技术要点**: 实体组件系统 (Actor-Component)。 - **实现路径**: `SObject` 提供 GUID，`Actor` 聚合 `UComponent`，由 `World` 管理。 - **验证标准**: 对象创建/销毁吞吐量 ≥ 10k/s，无内存泄漏。 #### 1.6 事件系统 (Event System) - **技术要点**: 泛型事件分发与解耦。 - **实现路径**: 集成 `eventpp`，使用 `EventDispatcher` 和 `CallbackList`。 - **验证标准**: 事件分发延迟 < 10μs，监听器上限 ≥ 1000。 #### 1.7 全局上下文 (Global Context) - **技术要点**: 单例生命周期管理。 - **实现路径**: `EngineContext` 统一管理 `Subsystem` 实例（Input, Asset, Render）。 - **验证标准**: 子系统初始化顺序正确率 100%，全局访问无锁竞争。 #### 1.8 数学库优化 (Math Optimization) - **技术要点**: SIMD/WASM 指令集加速。 - **实现路径**: `math/` 模块，WASM 平台使用 `__builtin_elementwise` 优化。 - **验证标准**: 矩阵乘法性能 ≥ 10M ops/s，单元测试通过率 100%。 - **模块文件清单**: - `mathDef.h`: 基础数学定义与常量 (PI, EPSILON, 角度转换) - `vector.ixx`: C++20 Module 封装的向量库 (TVector) - `matrix.ixx`: C++20 Module 封装的矩阵库 (Matrix4) - `quat.h`: 四元数实现 (TQuat) - `rotator.h`: 欧拉角旋转器 (TRotator) - `transform.h`: 变换定义 (TTransform - Position, Rotation, Scale) - `mathUtil.h`: 通用数学工具函数 (MakeTransform, Perspective, LookAt) ### 2. 渲染管线 (Render Pipeline) #### 2.1 可脚本化管线 (Scriptable Pipeline) - **技术要点**: 渲染流程解耦，支持自定义 Pass。 - **实现路径**: `ScriptableRenderContext` 收集指令，`RenderPipeline` 定义流程。 - **验证标准**: 管线切换耗时 < 1ms，支持自定义 Pass 数量 ≥ 10。 #### 2.2 渲染后端抽象 (RHI Abstraction) - **技术要点**: 跨平台图形 API 隔离 (OpenGL/WebGL)。 - **实现路径**: `IRenderBackend` 接口层，隔离 GL 3.3 与 WebGL 2.0。 - **验证标准**: 跨平台渲染一致性 ≥ 99% (Pixel Diff)，API 调用零错误。 #### 2.3 命令缓冲区 (Command Buffer) - **技术要点**: 延迟执行模型与多线程录制支持。 - **实现路径**: `CommandBuffer` 序列化渲染指令。 - **验证标准**: 指令录制吞吐量 ≥ 1M cmds/s，回放开销 < 0.1ms。 #### 2.4 材质系统 (Material System) - **技术要点**: 数据驱动着色器与 Uniform 自动绑定。 - **实现路径**: `Material` 类管理 Shader 参数。 - **验证标准**: 材质切换开销 < 10μs，Shader 编译错误率 0%。 #### 2.5 纹理管理 (Texture Management) - **技术要点**: 多格式异步加载与引用计数。 - **实现路径**: `TextureManager` 集成 `stb_image`，支持 PNG/JPG/WebP。 - **验证标准**: 纹理加载速度 ≥ 100MB/s，显存泄漏 = 0。 #### 2.6 UI 渲染 (UI Rendering) - **技术要点**: ImGui 深度集成与 Docking 布局。 - **实现路径**: `imgui_impl_opengl3` 后端绑定。 - **验证标准**: UI 渲染帧率 ≥ 60 FPS，DrawCall < 50 (Batching)。 #### 2.7 后处理特效 (Post Processing) - **技术要点**: Framebuffer Ping-Pong 处理。 - **实现路径**: `PostProcessPass` 实现屏幕空间特效。 - **验证标准**: 全屏特效耗时 < 2ms (1080p)，显存占用优化。 #### 2.8 模型加载 (Model Loading) - **技术要点**: GLTF 2.0 完整支持。 - **实现路径**: `gltfLoader` 解析 Mesh/Material/Node 树。 - **验证标准**: 解析速度 ≥ 50MB/s，顶点属性完整性 100%。 #### 2.9 渲染架构 (Rendering Architecture) - **Pipeline (应用层)**: 位于 `src/render/pipeline`，负责定义渲染流程（如前向/延迟渲染、阴影 Pass、透明物体排序等）。它接收场景数据，组织成 `CommandBuffer`。 - **Command (中间层)**: 位于 `src/render/command`，`CommandBuffer` 是一个平台无关的指令列表（如 `DrawMesh`, `SetViewport`），用于解耦上层逻辑和底层图形 API。 - **Backend (驱动层)**: 位于 `src/render/backend`，负责将 `CommandBuffer` 翻译成具体的图形 API 调用（OpenGL `glDrawElements` / WebGL 等）。它是唯一直接接触图形驱动的地方。 ### 3. 游戏框架 (Gameplay Framework) #### 3.1 脚本绑定 (Script Binding) - **技术要点**: JS/TS 互操作与 C++ 接口暴露。 - **实现路径**: 集成 QuickJS，通过 `ScriptBridge` 暴露接口。 - **验证标准**: JS 执行开销 < 5ms/frame，绑定接口覆盖率 ≥ 80%。 #### 3.2 输入系统 (Input System) - **技术要点**: 跨平台输入映射 (Win32/Web)。 - **实现路径**: `InputManager` 统一处理消息与事件。 - **验证标准**: 输入延迟 < 16ms，按键响应丢失率 0%。 #### 3.3 场景管理 (Scene Management) - **技术要点**: 层级化节点树与可视化。 - **实现路径**: `Scene` 管理 `Actor` 树，配合 `SceneHierarchyView`。 - **验证标准**: 场景节点数支持 ≥ 10k，遍历更新耗时 < 2ms。 #### 3.4 相机系统 (Camera System) - **技术要点**: 视图矩阵计算与视锥体剔除。 - **实现路径**: `CameraManager` 管理投影与剔除逻辑。 - **验证标准**: 剔除准确率 100%，矩阵计算精度误差 < 1e-6。 #### 3.5 插件机制 (Plugin Mechanism) - **技术要点**: 动态库热加载。 - **实现路径**: `PluginsManager` 使用 `LoadLibraryA` 加载 DLL。 - **验证标准**: 插件加载耗时 < 500ms，崩溃隔离成功率 100%。 #### 3.6 文件监视 (File Watching) - **技术要点**: 热重载支持。 - **实现路径**: `FileWatchManager` 监控资源目录变更。 - **验证标准**: 变更检测延迟 < 1s，回调触发准确率 100%。 #### 3.7 性能分析 (Profiling) - **技术要点**: 实时 CPU/Memory 监控。 - **实现路径**: 集成 `Tracy` 及内置 `FpsControlView`。 - **验证标准**: Profiler 自身开销 < 5%，采样精度 ≥ 1μs。 #### 3.8 编辑器框架 (Editor Framework) - **技术要点**: 视图组件化与面板系统。 - **实现路径**: `EditorView` 基类派生各功能面板。 - **验证标准**: 编辑器启动时间 < 3s，面板响应延迟 < 50ms。 ### 4. 构建与平台 (Build & Platform) #### 4.1 现代构建系统 (Modern Build System) - **技术要点**: CMake 4.1+ 配置与 C++20 Modules。 - **实现路径**: 自定义 `parse_json_type` 宏，多配置管理。 - **验证标准**: CMake 配置耗时 < 10s，构建成功率 100%。 #### 4.2 WASM 工具链 (WASM Toolchain) - **技术要点**: Emscripten 适配与子工程构建。 - **实现路径**: `subcmake` 机制独立编译 `smallwasm`。 - **验证标准**: WASM 包体积 < 10MB (Gzip)，浏览器兼容性 Chrome/Edge/FF。 #### 4.3 批处理自动化 (Batch Automation) - **技术要点**: 环境自检与参数注入。 - **实现路径**: `Build.bat` 检测 VS 版本与构建模式。 - **验证标准**: 脚本执行错误码准确率 100%，环境变量污染 = 0。 #### 4.4 注册表集成 (Registry Integration) - **技术要点**: 文件关联扩展。 - **实现路径**: `Register.bat` 操作 `HKEY_CLASSES_ROOT`。 - **验证标准**: 注册表写入成功率 100%，卸载清理残留 = 0。 #### 4.5 跨平台抽象 (Platform Abstraction) - **技术要点**: 平台宏隔离与 OS 封装。 - **实现路径**: `src/platform` 区分 Win32/WASM 实现。 - **验证标准**: 跨平台编译通过率 100%，特定平台代码隔离度 100%。 #### 4.6 持续集成 (CI Integration) - **技术要点**: 命令行构建接口。 - **实现路径**: `Build.bat` 支持 `--no-pause` 及错误码返回。 - **验证标准**: CI 流水线单次构建耗时 < 5min，日志可读性 Pass。

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