从0开发3D引擎（十一）：使用领域驱动设计，从最小3D程序中提炼引擎（第二部分）

[TOC]

你们好，本文根据领域驱动设计的成果，开始实现从最小的3D程序中提炼引擎。

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从0开发3D引擎（十）：使用领域驱动设计，从最小3D程序中提炼引擎（第一部分）

本文流程

咱们根据上文的成果，按照下面的步骤开始实现从最小的3D程序中提炼引擎： 一、创建代码的文件夹结构 二、index.html实现调用引擎API 三、根据用例图和API层的设计，用伪代码实现index.html 四、按照index.html从上往下的API调用顺序，依次实现API：setCanvasById、setClearColor、addGLSL、createTriangleVertexData、addTriangle、setCamera

回顾上文

上文的领域驱动设计得到了下面的成果： 一、用户逻辑和引擎逻辑 二、分层架构视图和每一层的设计 三、领域驱动设计的战略成果 1)引擎子域和限界上下文划分 2)限界上下文映射图 四、领域驱动设计的战术成果 1)领域概念 2)领域视图 五、数据视图和PO的相关设计 六、一些细节的设计 七、基本的优化

解释基本的操做

• 如何在浏览器上运行index.html 一、在TinyWonder项目根目录上执行start命令：

yarn start

二、在浏览器地址中输入下面的url并回车，便可运行index.html页面

http://127.0.0.1:8080

开始实现

打开最小3D程序的TinyWonder项目，如今咱们开始具体实现。

准备

咱们要彻底重写src/的内容，所以在项目根目录上新建mine/文件夹，将src/文件夹拷贝mine/中，并清空src/文件夹。

经过备份src/文件夹，咱们能容易地调出最小3D程序的代码供咱们参考。

创建代码的文件夹结构，约定模块文件的命名规则

模块文件的命名原则

• 加上所属层级/模块的后缀名 这是为了减小重名的概率
• 尽可能简洁 所以应该让后缀名尽量地短，只要几乎不会出现重名的状况，那么不只能够省略一些层级/模块的后缀名，并且有些模块文件甚至彻底不加后缀名

一级和二级文件夹

以下图所示：

这是按照分层架构来划分的文件夹：

• 一级文件夹（xxx_layer/）对应每一个层级
• 二级文件夹（xxx_layer/的子文件夹）对应每层的对象

api_layer的文件夹

api_layer/api/放置API模块文件，如SceneJsAPI.re等

application_layer的文件夹

application_layer/service/放置应用服务模块文件，如SceneApService.re等

domain_layer的文件夹

domain_layer/domain/放置领域服务、实体和值对象的模块文件

domain_layer/repo/放置仓库的模块文件

domain/的子文件夹对应引擎的各个子域，以下图所示：

引擎子域文件夹的子文件夹对应该子域的限界上下文，以下图所示：

限界上下文文件夹的子文件均为entity/、value_object/、service/，分别放置实体、值对象和领域服务的模块文件。 部分截图以下图所示：

entity/、value_object/、service/文件夹的模块文件的命名规则分别为：

• 实体+限界上下文+Entity.re 如SceneSceneGraphEntity.re
• 值对象+限界上下文+VO.re 如TriangleSceneGraphVO.re
• 领域服务+限界上下文+DoService.re 如RenderRenderDoService.re

若是从这三个子文件夹的文件中提出公共代码的模块文件（如在后面，会从值对象ImmutableHashMap和值对象MutableHashMap中提出HashMap模块），则该模块文件的命名规则为： 模块名+限界上下文.re （如将HashMap模块文件命名为HashMapContainer.re）

infrastructure_layer的文件夹

infrastructure_layer/data/的文件夹结构以下图所示：

ContainerManager.re负责实现“容器管理”

container/放置PO Container相关的模块文件

po/放置PO类型定义的文件

infrastructure_layer/external/文件夹结构以下图所示：

external_object/放置外部对象的FFI文件 library/放置js库的FFI文件

index.html实现调用引擎API

index.html须要引入引擎文件，调用它的API。

咱们首先考虑的实现方案是： 与最小3D程序同样，index.html以ES6 module的方式引入要使用的引擎的每一个模块文件（一个.re的引擎文件就是一个模块文件），调用暴露的API函数。 index.html的相关伪代码以下：

<script type="module">
import { setCanvasById } from "./lib/es6_global/src/api_layer/api/CameraJsAPI.js";
import { start } from "./lib/es6_global/src/api_layer/api/DirectorJsAPI.js";

window.onload = () => {
    ...
    setCanvasById(canvasId);
    ...
    start();
    ...
};
</script>

这个方案有下面的缺点：

• 用户访问的权限过大 用户能够访问非API的函数，如引擎的私有函数
• 用户须要知道要调用的引擎API在引擎的哪一个模块文件中，以及模块文件的路径，这样会增长用户的负担 如用户须要知道setCanvasById在CameraJsAPI.js中，而且须要知道CameraJsAPI.js的路径
• 浏览器须要支持ES6 module import

所以，咱们使用下面的方案来实现，该方案能够解决上一个方案的缺点：

• 把引擎全部的API模块放到一个命名空间中，让用户经过它来调用API 用户只能访问到API，从而让引擎控制了用户访问权限； 用户只须要知道命名空间和API模块的名字，减小了负担。
• 使用webpack，将与引擎API相关的文件打包成一个文件，在index.html中引入该文件 这样浏览器就不须要支持ES6 module import了

咱们经过下面的步骤来实现该方案： 一、建立gulp任务 该任务会建立src/Index.re文件，它引用了引擎全部的API模块。 经过下面的子步骤来实现该任务： 1)在项目根目录上，加入gulpfile.js文件 2)在gulpfile.js中，加入gulp任务：generateIndex，该任务负责把引擎的全部API模块放到Index.re文件中 3)实现generateIndex任务 由于咱们但愿用Reason而不是用js来实现，并且考虑到该任务属于通用任务，多个Reason项目都须要它，因此咱们经过下面的步骤来实现generateIndex任务： a)建立新项目：TinyWonderGenerateIndex b)进入新项目，用Reason代码来实现generateIndex任务的逻辑 其中src/Generate.re的generate函数是提供给用户（如TinyWonder项目的generateIndex任务）使用的API，它的代码以下：

let generate =
    (
      globCwd: string,
      rootDir: string,
      sourceFileGlobArr: array(string),
      destDir: string,
      config,
    ) => {
  let excludeList = config##exclude |> Array.to_list;
  let replaceAPIModuleNameFunc =
    config##replaceAPIModuleNameFunc
    |> Js.Option.getWithDefault(moduleName =>
         moduleName |> Js.String.replace("JsAPI", "")
       );

  sourceFileGlobArr
  |> Array.to_list
  |> List.fold_left(
       (fileDataList, filePath) => {
         let fileName = Path.basename_ext(filePath, ".re");
         [
           syncWithConfig(Path.join([|rootDir, filePath|]), {"cwd": globCwd})
           |> Array.to_list
           |> List.filter(filePath =>
                excludeList
                |> List.filter(exclude =>
                     filePath |> Js.String.includes(exclude)
                   )
                |> List.length === 0
              )
           |> List.map(filePath =>
                (
                  Path.basename_ext(filePath, ".re")
                  |> replaceAPIModuleNameFunc,
                  Path.basename_ext(filePath, ".re"),
                  Fs.readFileAsUtf8Sync(filePath) |> _findPublicFunctionList,
                )
              ),
           ...fileDataList,
         ];
       },
       [],
     )
  |> List.flatten
  |> _buildContent
  |> _writeToIndexFile(destDir);
};

该函数使用glob库遍历sourceFileGlobArr数组，将“globCwd + rootDir + sourceFileGlob”路径中的全部Reason文件的函数引入到destDir/Index.re的对应的模块中。 可在config.exclude中定义要排除的文件路径的数组，在config.replaceAPIModuleNameFunc函数中定义如何重命名模块名。

该项目的完整代码地址为：Tiny-Wonder-GenerateIndex

举个例子来讲明用户如何使用generate函数： 假设用户工做在TinyWonder项目（项目根目录为/y/Github/TinyWonder/）上，建立了./src/api/AJsAPI.re，它的代码为：

let aFunc = v => 1;

它的模块名为“AJsAPI”。

用户还建立了./src/api/ddd/BJsAPI.re，它的代码为：

let bFunc = v => v * 2;

它的模块名为“BJsAPI”

用户能够在TinyWonder项目根目录上，用js代码调用Tiny-Wonder-GenerateIndex项目的generate函数：

//将路径为“/y/Github/TinyWonder/src/**/api/**/*.re”（排除包含“src/Config”的文件路径）的全部API模块引入到./src/Index.re中
generate("/", "/y/Github/TinyWonder/src", ["**/api/**/*.re"], "./src/", {
        exclude: ["src/Config"]，
        //该函数用于去掉API模块名的“JsAPI”，如将“AJsAPI”重命名为“A”
        replaceAPIModuleNameFunc: (moduleName) => moduleName.replace("JsAPI", "")
    })

用户调用后，会在./src/中加入Index.re文件，它的代码以下：

module A = {
  let aFunc = AJsAPI.aFunc;
};

module B = {
  let bFunc = BJsAPI.bFunc;
};

如今咱们清楚了如何使用generate函数，那么继续在TinyWonderGenerateIndex项目上完成剩余工做： c)编译该项目的Reason代码为Commonjs模块规范的js文件 d)经过npm发布该项目 package.json须要定义main字段：

"main": "./lib/js/src/Generate.js",

e)回到TinyWonder项目 f)在TinyWonder项目的gulpfile.js->generateIndex任务中，引入TinyWonderGenerateIndex项目，调用它的generate函数 TinyWonder项目的相关代码为： gulpfile.js

var gulp = require("gulp");
var path = require("path");

gulp.task("generateIndex", function (done) {
    var generate = require("tiny-wonder-generate-index");
    var rootDir = path.join(process.cwd(), "src"),
        destDir = "./src/";

    generate.generate("/", rootDir, ["**/api/**/*.re"], destDir, {
        exclude: [],
        replaceAPIModuleNameFunc: (moduleName) => moduleName.replace("JsAPI", "")
    });

    done();
});

二、建立gulp任务后，咱们须要引入webpack，它将Index.re关联的引擎文件打包成一个文件 1)在项目的根目录上，加入webpack.config.js文件：

const path = require('path');

const isProd = process.env.NODE_ENV === 'production';

module.exports = {
  entry: {
      "wd": "./lib/es6_global/src/Index.js"
  },
  mode: isProd ? 'production' : 'development',
  output: {
      filename: '[name].js',
      path: path.join(__dirname, "dist"),
      library: 'wd',
      libraryTarget: 'umd'
  },
  target: "web"
};

2)在package.json中，加入script：

"scripts": {
    ...
    "webpack:dev": "NODE_ENV=development webpack --config webpack.config.js",
    "webpack": "gulp generateIndex && npm run webpack:dev"
}

三、运行测试 1)在src/api_layer/api/中加入一个用于测试的API模块文件：TestJsAPI.re，定义两个API函数：

let aFunc = v => Js.log(v);

let bFunc = v => Js.log(v * 2);

2)安装gulp后，在项目根目录上执行generateIndex任务，进行运行测试：

gulp generateIndex

能够看到src/中加入了Index.re文件，Index.re代码为：

module Test = {
  let aFunc = TestJsAPI.aFunc;
  
  let bFunc = TestJsAPI.bFunc;
};

3)在安装webpack后，在项目根目录上执行下面命令，打包为dist/wd.js文件，其中命名空间为“wd”：

yarn webpack

4)index.html引入wd.js文件，调用引擎API

index.html的代码为：

<script src="./dist/wd.js"></script>

  <script>
    var a = wd.Test.aFunc(1);
    var b = wd.Test.bFunc(2);
  </script>

5)在浏览器上运行index.html，打开控制台，能够看到打印了"1"和“4”

用伪代码实现index.html

咱们根据用例图和设计的API来实现index.html： index.html须要使用最小3D程序的数据，来实现用例图中“index.html”角色包含的用户逻辑； index.html须要调用引擎API，来实现用例图中的用例。

index.html的伪代码实现以下所示：

<canvas id="webgl" width="400" height="400">
  Please use a browser that supports "canvas"
</canvas>

<script>
  //准备canvas的id
  var canvasId = "webgl";
  
  CanvasJsAPI.setCanvasById(canvasId);
  
  
  //准备清空颜色缓冲时的颜色值
  var clearColor = [0.0, 0.0, 0.0, 1.0];
  
  GraphicsJsAPI.setClearColor(clearColor);
  
  
  //准备两组GLSL
  var vs1 = `
precision mediump float;
attribute vec3 a_position;
uniform mat4 u_pMatrix;
uniform mat4 u_vMatrix;
uniform mat4 u_mMatrix;

void main() {
gl_Position = u_pMatrix * u_vMatrix * u_mMatrix * vec4(a_position, 1.0);
}
`;
  var fs1 = `
precision mediump float;

uniform vec3 u_color0;

void main(){
gl_FragColor = vec4(u_color0, 1.0);
}
`;
  var vs2 = `
precision mediump float;
attribute vec3 a_position;
uniform mat4 u_pMatrix;
uniform mat4 u_vMatrix;
uniform mat4 u_mMatrix;

void main() {
gl_Position = u_pMatrix * u_vMatrix * u_mMatrix * vec4(a_position, 1.0);
}
`;
  var fs2 = `
precision mediump float;

uniform vec3 u_color0;
uniform vec3 u_color1;

void main(){
gl_FragColor = vec4(u_color0 * u_color1, 1.0);
}
`;
  //准备两个Shader的名称
  var shaderName1 = "shader1";
  var shaderName2 = "shader2";
  
  ShaderJsAPI.addGLSL(shaderName1, [vs1, fs1]);
  ShaderJsAPI.addGLSL(shaderName2, [vs2, fs2]);


  //调用API，准备三个三角形的顶点数据
  var [vertices1, indices1] = SceneJsAPI.createTriangleVertexData();
  var [vertices2, indices2] = SceneJsAPI.createTriangleVertexData();
  var [vertices3, indices3] = SceneJsAPI.createTriangleVertexData();
  //准备三个三角形的位置数据
  var [position1, position2, position3] = [
    [0.75, 0.0, 0.0],
    [-0.0, 0.0, 0.5],
    [-0.5, 0.0, -2.0]
  ];
  //准备三个三角形的颜色数据
  var [colors1, colors2, colors3] = [
    [[1.0, 0.0, 0.0]],
    [[0.0, 0.8, 0.0], [0.0, 0.5, 0.0]],
    [[0.0, 0.0, 1.0]]
  ];
  
  SceneJsAPI.addTriangle(position1, [vertices1, indices1], [shaderName1, colors1]);
  SceneJsAPI.addTriangle(position2, [vertices2, indices2], [shaderName2, colors2]);
  SceneJsAPI.addTriangle(position3, [vertices3, indices3], [shaderName1, colors3]);


  //准备相机数据
  var [eye, center, up] = [
    [0.0, 0.0, 5.0],
    [0.0, 0.0, -100.0],
    [0.0, 1.0, 0.0]
  ];
  var [near, far, fovy, aspect] = [
    1.0,
    100.0,
    30.0,
    canvas.width / canvas.height
  ];
  
  SceneJsAPI.setCamera([eye, center, up], [near, far, fovy, aspect]);


  //准备webgl上下文的配置项
  var contextConfig = {
    "alpha": true,
    "depth": true,
    "stencil": false,
    "antialias": true,
    "premultipliedAlpha": true,
    "preserveDrawingBuffer": false,
  };

  DirectorJsAPI.init(contextConfig);
  
  
  DirectorJsAPI.start();
</script>

咱们按照下面的步骤来具体实现index.html： 一、按照index.html从上往下的API调用顺序，肯定要实现的API 二、按照引擎的层级，从上层的API开始，实现每一层的对应模块 三、实现index.html的相关代码 四、运行测试

如今咱们按照顺序，肯定要实现API->“CanvasJsAPI.setCanvasById” 。

如今来实现该API：

实现“CanvasJsAPI.setCanvasById”

一、在src/api_layer/api/中加入CanvasJsAPI.re，实现API CanvasJsAPI.re代码为：

//由于应用服务CanvasApService的setCanvasById函数输入和输出的DTO与这里（API）的setCanvasById函数输入和输出的VO相同，因此不须要在二者之间转换
let setCanvasById = CanvasApService.setCanvasById;

二、在src/application_layer/service/中加入CanvasApService.re，实现应用服务 CanvasApService.re代码为：

let setCanvasById = canvasId => {
  CanvasCanvasEntity.setCanvasById(canvasId);

  //打印canvasId，用于运行测试
  Js.log(canvasId);
};

三、把最小3D程序的DomExtend.re放到src/instracture_layer/external/external_object/中，删除目前没用到的代码（删除requestAnimationFrame FFI） DomExtend.re代码为：

type htmlElement = {
  .
  "width": int,
  "height": int,
};

type body;

type document = {. "body": body};

[@bs.val] external document: document = "";

[@bs.send] external querySelector: (document, string) => htmlElement = "";

四、在src/domain_layer/domain/canvas/canvas/entity/中加入CanvasCanvasEntity.re，建立聚合根Canvas CanvasCanvasEntity.re代码为：

//这里定义Canvas DO的类型（Canvas DO为一个画布）
type t = DomExtend.htmlElement;

let setCanvasById = canvasId =>
  Repo.setCanvas(
    DomExtend.querySelector(DomExtend.document, {j|#$canvasId|j}),
  );

五、由于须要使用Result来处理错误，因此加入值对象Result 1)在领域视图的“容器”限界上下文中，加入值对象Result，负责操做错误处理的容器Result 2)在src/domain_layer/domain/structure/container/value_object/中加入ResultContainerVO.re，建立值对象Result ResultContainerVO.re代码为：

type t('a, 'b) =
  | Success('a)
  | Fail('b);

let succeed = x => Success(x);

let fail = x => Fail(x);

let _raiseErrorAndReturn = msg => Js.Exn.raiseError(msg);

let failWith = x => (x |> _raiseErrorAndReturn)->Fail;

let either = (successFunc, failureFunc, twoTrackInput) =>
  switch (twoTrackInput) {
  | Success(s) => successFunc(s)
  | Fail(f) => failureFunc(f)
  };

let bind = (switchFunc, twoTrackInput) =>
  either(switchFunc, fail, twoTrackInput);

let tap = (oneTrackFunc, twoTrackInput) =>
  either(
    result => {
      result |> oneTrackFunc |> ignore;
      result |> succeed;
    },
    fail,
    twoTrackInput,
  );

let tryCatch = (oneTrackFunc: 'a => 'b, x: 'a): t('b, Js.Exn.t) =>
  try(oneTrackFunc(x) |> succeed) {
  | Js.Exn.Error(e) => fail(e)
  | err => {j|unknown error: $err|j} |> _raiseErrorAndReturn |> fail
  };

let mapSuccess = (mapFunc, result) =>
  switch (result) {
  | Success(s) => mapFunc(s) |> succeed
  | Fail(f) => fail(f)
  };

let handleFail = (handleFailFunc: 'f => unit, result: t('s, 'f)): unit =>
  switch (result) {
  | Success(s) => ()
  | Fail(f) => handleFailFunc(f)
  };

六、在src/infrastructure_layer/data/po/中加入POType.re，定义PO的类型，目前PO只包含Canvas PO POType.re代码为：

//由于在建立PO时，Canvas PO（一个画布）并不存在，因此它为option类型
type po = {canvas: option(CanvasPOType.canvas)};

七、在src/infrastructure_layer/data/po/中加入CanvasPOType.re，定义Canvas PO类型 CanvasPOType.re代码为：

type canvas = DomExtend.htmlElement;

八、由于定义了option类型，因此加入领域服务Option 1)在领域视图的“容器”限界上下文中，加入领域服务Option，负责操做Option容器 2)在src/domain_layer/domain/structure/container/service/中加入OptionContainerDoService.re，建立领域服务Option OptionContainerDoService.re代码为：

//若是optionData为Some(v)，返回v；不然抛出异常
let unsafeGet = optionData => optionData |> Js.Option.getExn;

//经过使用Result，安全地取出optionData的值
let get = optionData => {
  switch (optionData) {
  | None => ResultContainerVO.failWith({|data not exist(get by getExn)|})
  | Some(data) => ResultContainerVO.succeed(data)
  };
};

九、在src/domain_layer/repo/中加入Repo.re，实现仓库对Canvas PO的操做 Repo.re代码为：

let getCanvas = () => {
  let po = ContainerManager.getPO();

  po.canvas;
};

let setCanvas = canvas => {
  let po = ContainerManager.getPO();

  {...po, canvas: Some(canvas)} |> ContainerManager.setPO;
};

十、在src/infrastructure_layer/data/中加入ContainerManager.re，实现PO Container中PO的读写 ContainerManager.re代码为：

let getPO = () => {
  Container.poContainer.po;
};

let setPO = po => {
  Container.poContainer.po = po;
};

十一、在src/infrastructure_layer/data/container/中加入ContainerType.re和Container.re，分别定义PO Container的类型和建立PO Container ContainerType.re代码为：

type poContainer = {mutable po: POType.po};

Container.re代码为：

let poContainer: ContainerType.poContainer = {
  po: CreateRepo.create(),
};

十二、在src/domain_layer/repo/中加入CreateRepo.re，实现建立PO CreateRepo.re代码为：

open POType;

let create = () => {canvas: None};

1三、在项目根目录上执行webpack命令，更新wd.js文件

yarn webpack

1四、实现index.html相关代码

index.html代码为：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
  <meta charset="utf-8" />
  <title>use engine</title>
</head>

<body>
  <canvas id="webgl" width="400" height="400">
    Please use a browser that supports "canvas"
  </canvas>

  <script src="./dist/wd.js"></script>

  <script>
    //准备canvas的id
    var canvasId = "webgl";

    //调用API
    wd.Canvas.setCanvasById(canvasId);
  </script>
</body>

</html>

1五、运行测试

运行index.html页面

打开控制台，能够看到打印了"webgl"

实现“GraphicsJsAPI.setClearColor”

一、在src/api_layer/api/中加入GraphicsJsAPI.re，实现API GraphicsJsAPI.re代码为：

let setClearColor = GraphicsApService.setClearColor;

二、在src/application_layer/service/中加入GraphicsApService.re，实现应用服务 GraphicsApService.re代码为：

let setClearColor = clearColor => {
  ContextContextEntity.setClearColor(Color4ContainerVO.create(clearColor));

  //用于运行测试
  Js.log(clearColor);
};

三、在src/domain_layer/domain/structure/container/value_object/中加入Color4ContainerVO.re，建立值对象Color4 Color4ContainerVO.re代码为：

type r = float;
type g = float;
type b = float;
type a = float;

type t =
  | Color4(r, g, b, a);

let create = ((r, g, b, a)) => Color4(r, g, b, a);

let value = color =>
  switch (color) {
  | Color4(r, g, b, a) => (r, g, b, a)
  };

四、在src/domain_layer/domain/webgl_context/context/entity/中加入ContextContextEntity.re，建立聚合根Context ContextContextEntity.re代码为：

let setClearColor = clearColor => {
  ContextRepo.setClearColor(clearColor);
};

五、在src/infrastructure_layer/data/po/中加入ContextPOType.re，定义Context PO类型 ContextPOType.re代码为：

type context = {clearColor: (float, float, float, float)};

六、修改POType.re POType.re相关代码为：

type po = {
  ...
  context: ContextPOType.context,
};

七、在src/domain_layer/repo/中加入ContextRepo.re，实现仓库对Context PO的clearColor字段的操做 ContextRepo.re代码为：

let getClearColor = () => {
  Repo.getContext().clearColor;
};

let setClearColor = clearColor => {
  Repo.setContext({
    ...Repo.getContext(),
    clearColor: Color4ContainerVO.value(clearColor),
  });
};

八、修改Repo.re，实现仓库对Context PO的操做 Repo.re相关代码为：

let getContext = () => {
  let po = ContainerManager.getPO();

  po.context;
};

let setContext = context => {
  let po = ContainerManager.getPO();

  {...po, context} |> ContainerManager.setPO;
};

九、修改CreateRepo.re，实现建立Context PO CreateRepo.re相关代码为：

let create = () => {
  ...
  context: {
    clearColor: (0., 0., 0., 1.),
  },
};

十、在项目根目录上执行webpack命令，更新wd.js文件

yarn webpack

十一、实现index.html相关代码

index.html代码为：

<script>
    ...
    //准备清空颜色缓冲时的颜色值
    var clearColor = [0.0, 0.0, 0.0, 1.0];

    wd.Graphics.setClearColor(clearColor);
  </script>

十二、运行测试

运行index.html页面

打开控制台，能够看到打印了数组：[0,0,0,1]

实现“ShaderJsAPI.addGLSL”

一、在src/api_layer/api/中加入ShaderJsAPI.re，实现API ShaderJsAPI.re代码为：

let addGLSL = ShaderApService.addGLSL;

二、设计领域模型ShaderManager、Shader、GLSL的DO

根据领域模型： 和识别的引擎逻辑： 得到全部Shader的Shader名称和GLSL组集合

咱们能够设计聚合根ShaderManager的DO为集合list：

type t = {glsls: list(Shader DO)};

设计值对象GLSL的DO为：

type t =
  | GLSL(string, string);

设计实体Shader的DO为：

type shaderName = string;

type t =
  | Shader(shaderName, GLSL DO);

三、在src/application_layer/service/中加入ShaderApService.re，实现应用服务 ShaderApService.re代码为：

let addGLSL = (shaderName, glsl) => {
  ShaderManagerShaderEntity.addGLSL(
    ShaderShaderEntity.create(shaderName, GLSLShaderVO.create(glsl)),
  );

  //用于运行测试
  Js.log((shaderName, glsl));
};

四、在src/domain_layer/domain/shader/shader/entity/中加入ShaderShaderEntity.re，建立实体Shader ShaderShaderEntity.re代码为：

type shaderName = string;

type t =
  | Shader(shaderName, GLSLShaderVO.t);

let create = (shaderName, glsl) => Shader(shaderName, glsl);

let getShaderName = shader =>
  switch (shader) {
  | Shader(shaderName, glsl) => shaderName
  };

let getGLSL = shader =>
  switch (shader) {
  | Shader(shaderName, glsl) => glsl
  };

五、在src/domain_layer/domain/shader/shader/value_object/中加入GLSLShaderVO.re，建立值对象GLSL GLSLShaderVO.re代码为：

type t =
  | GLSL(string, string);

let create = ((vs, fs)) => GLSL(vs, fs);

let value = glsl =>
  switch (glsl) {
  | GLSL(vs, fs) => (vs, fs)
  };

六、在src/domain_layer/domain/shader/shader/entity/中加入ShaderManagerShaderEntity.re，建立聚合根ShaderManager ShaderManagerShaderEntity.re代码为：

type t = {glsls: list(ShaderShaderEntity.t)};

let addGLSL = shader => {
  ShaderManagerRepo.addGLSL(shader);
};

七、在src/infrastructure_layer/data/po/中加入ShaderManagerPOType.re，定义ShaderManager PO的类型 ShaderManagerPOType.re代码为：

//shaderId就是Shader的名称
type shaderId = string;

type shaderManager = {glsls: list((shaderId, (string, string)))};

八、修改POType.re POType.re相关代码为：

type po = {
  ...
  shaderManager: ShaderManagerPOType.shaderManager,
};

九、在src/domain_layer/repo/中加入ShaderManagerRepo.re，实现仓库对ShaderManager PO的glsls字段的操做 ShaderManagerRepo.re代码为：

open ShaderManagerPOType;

let _getGLSLs = ({glsls}) => glsls;

let addGLSL = shader => {
  Repo.setShaderManager({
    ...Repo.getShaderManager(),
    glsls: [
      (
        ShaderShaderEntity.getShaderName(shader),
        shader |> ShaderShaderEntity.getGLSL |> GLSLShaderVO.value,
      ),
      ..._getGLSLs(Repo.getShaderManager()),
    ],
  });
};

十、修改Repo.re，实现仓库对ShaderManager PO的操做 Repo.re相关代码为：

let getShaderManager = () => {
  let po = ContainerManager.getPO();

  po.shaderManager;
};

let setShaderManager = shaderManager => {
  let po = ContainerManager.getPO();

  {...po, shaderManager} |> ContainerManager.setPO;
};

十一、修改CreateRepo.re，实现建立ShaderManager PO CreateRepo.re相关代码为：

let create = () => {
  ...
  shaderManager: {
    glsls: [],
  },
};

十二、在项目根目录上执行webpack命令，更新wd.js文件

yarn webpack

1三、实现index.html相关代码

index.html代码为：

<script>
    ...
    //准备两组GLSL
    var vs1 = `
precision mediump float;
attribute vec3 a_position;
uniform mat4 u_pMatrix;
uniform mat4 u_vMatrix;
uniform mat4 u_mMatrix;

void main() {
gl_Position = u_pMatrix * u_vMatrix * u_mMatrix * vec4(a_position, 1.0);
}
`;
    var fs1 = `
precision mediump float;

uniform vec3 u_color0;

void main(){
gl_FragColor = vec4(u_color0, 1.0);
}
`;
    var vs2 = `
precision mediump float;
attribute vec3 a_position;
uniform mat4 u_pMatrix;
uniform mat4 u_vMatrix;
uniform mat4 u_mMatrix;

void main() {
gl_Position = u_pMatrix * u_vMatrix * u_mMatrix * vec4(a_position, 1.0);
}
`;
    var fs2 = `
precision mediump float;

uniform vec3 u_color0;
uniform vec3 u_color1;

void main(){
gl_FragColor = vec4(u_color0 * u_color1, 1.0);
}
`;
    //准备两个Shader的名称
    var shaderName1 = "shader1";
    var shaderName2 = "shader2";

    wd.Shader.addGLSL(shaderName1, [vs1, fs1]);
    wd.Shader.addGLSL(shaderName2, [vs2, fs2]);
  </script>

1四、运行测试

运行index.html页面

打开控制台，能够看到打印了两个Shader的数据：

实现“SceneJsAPI.createTriangleVertexData”

一、在src/api_layer/api/中加入SceneJsAPI.re，实现API SceneJsAPI.re代码为：

let createTriangleVertexData = SceneApService.createTriangleVertexData;

二、在src/application_layer/service/中加入SceneApService.re，实现应用服务 SceneApService.re代码为：

let createTriangleVertexData = () => {
  //vertices和indices为DO数据，分别为值对象Vertices的DO和值对象Indices的DO
  let (vertices, indices) = GeometrySceneGraphVO.createTriangleVertexData();

  //将DO转成DTO
  let data = (
    vertices |> VerticesSceneGraphVO.value,
    indices |> IndicesSceneGraphVO.value,
  );

  //用于运行测试
  Js.log(data);
  
  //将DTO返回给API层
  data;
};

三、在src/domain_layer/domain/scene/scene_graph/value_object/中加入GeometrySceneGraphVO.re，建立值对象Geometry GeometrySceneGraphVO.re代码为：

let createTriangleVertexData = () => {
  open Js.Typed_array;

  let vertices =
    Float32Array.make([|0., 0.5, 0.0, (-0.5), (-0.5), 0.0, 0.5, (-0.5), 0.0|])
    |> VerticesSceneGraphVO.create;

  let indices = Uint16Array.make([|0, 1, 2|]) |> IndicesSceneGraphVO.create;

  (vertices, indices);
};

四、在src/domain_layer/domain/scene/scene_graph/value_object/中加入VerticesSceneGraphVO.re和IndicesSceneGraphVO.re，建立值对象Vertices和值对象Indices VerticesSceneGraphVO.re代码为：

open Js.Typed_array;

type t =
  | Vertices(Float32Array.t);

let create = value => Vertices(value);

let value = vertices =>
  switch (vertices) {
  | Vertices(value) => value
  };

IndicesSceneGraphVO.re代码为：

open Js.Typed_array;

type t =
  | Indices(Uint16Array.t);

let create = value => Indices(value);

let value = indices =>
  switch (indices) {
  | Indices(value) => value
  };

五、在项目根目录上执行webpack命令，更新wd.js文件

yarn webpack

六、实现index.html相关代码

index.html代码为：

<script>
    ...
    //调用API，准备三个三角形的顶点数据
    var [vertices1, indices1] = wd.Scene.createTriangleVertexData();
    var [vertices2, indices2] = wd.Scene.createTriangleVertexData();
    var [vertices3, indices3] = wd.Scene.createTriangleVertexData();
  </script>

七、运行测试

运行index.html页面

打开控制台，能够看到打印了三次顶点数据

实现“SceneJsAPI.addTriangle”

一、修改SceneJsAPI.re，实现API SceneJsAPI.re相关代码为：

let addTriangle = (position, (vertices, indices), (shaderName, colors)) => {
  //这里的VO与DTO有区别：VO的colors的类型为array，而DTO的colors的类型为list，因此须要将colors的array转换为list
  SceneApService.addTriangle(
    position,
    (vertices, indices),
    (shaderName, colors |> Array.to_list),
  );
};

二、设计聚合根Scene、值对象Triangle和它全部的值对象的DO

根据领域模型：

咱们按照Scene的聚合关系，从下往上开始设计： 设计值对象Vector的DO为：

type t =
  | Vector(float, float, float);

设计值对象Position的DO为：

type t =
  | Position(Vector.t);

设计值对象Vertices的DO为：

open Js.Typed_array;

type t =
  | Vertices(Float32Array.t);

设计值对象Indices的DO为：

open Js.Typed_array;

type t =
  | Indices(Uint16Array.t);

设计值对象Color3的DO为：

type r = float;
type g = float;
type b = float;

type t =
  | Color3(r, g, b);

设计值对象Transform的DO为：

type t = {position: Position DO};

设计值对象Geometry的DO为：

type t = {
  vertices: Vertices DO,
  indices: Indices DO,
};

对于值对象Material的DO，咱们须要思考： 在领域模型中，Material组合了一个Shader，这应该如何体现到Material的DO中？

解决方案： 1)将Shader DO的Shader名称和值对象GLSL拆开 2)Shader DO只包含Shader名称，它即为实体Shader的id 3)Material DO包含一个Shader的id

这样就使Material经过Shader的id(Shader名称)，与Shader关联起来了！

由于Shader DO移除了值对象GLSL，因此咱们须要重写与Shader相关的代码： 1)重写ShaderShaderEntity.re ShaderShaderEntity.re代码为：

type shaderName = string;
type id = shaderName;

type t =
  | Shader(id);

let create = id => Shader(id);

let getId = shader =>
  switch (shader) {
  | Shader(id) => id
  };

2)重写ShaderManagerShaderEntity.re ShaderManagerShaderEntity.re代码为：

type t = {glsls: list((ShaderShaderEntity.t, GLSLShaderVO.t))};

let addGLSL = (shader, glsl) => {
  ShaderManagerRepo.addGLSL(shader, glsl);
};

3)重写ShaderApService.re ShaderApService.re代码为：

let addGLSL = (shaderName, glsl) => {
  ShaderManagerShaderEntity.addGLSL(
    ShaderShaderEntity.create(shaderName),
    GLSLShaderVO.create(glsl),
  );

  //用于运行测试
  Js.log((shaderName, glsl));
};

4)重写ShaderManagerRepo.re ShaderManagerRepo.re代码为：

open ShaderManagerPOType;

let _getGLSLs = ({glsls}) => glsls;

let addGLSL = (shader, glsl) => {
  Repo.setShaderManager({
    ...Repo.getShaderManager(),
    glsls: [
      (ShaderShaderEntity.getId(shader), GLSLShaderVO.value(glsl)),
      ..._getGLSLs(Repo.getShaderManager()),
    ],
  });
};

如今咱们能够设计值对象Material的DO为：

type t = {
  shader: Shader DO,
  colors: list(Color3 DO),
};

注意：这里的字段名是“shader”而不是“shaderName”或者“shaderId”，由于这样才能直接体现Material组合了一个Shader，而不是组合了一个Shader名称或Shader id

咱们继续设计，设计值对象Triangle的DO为：

type t = {
  transform: Transform DO,
  geometry: Geometry DO,
  material: Material DO,
};

设计聚合根Scene的DO为：

type t = {triangles: list(Triangle DO)};

三、修改SceneApService.re，实现应用服务 SceneApService.re相关代码为：

let addTriangle = (position, (vertices, indices), (shaderName, colors)) => {
  SceneSceneGraphEntity.addTriangle(
    position |> VectorContainerVO.create |> PositionSceneGraphVO.create,
    (
      VerticesSceneGraphVO.create(vertices),
      IndicesSceneGraphVO.create(indices),
    ),
    (
      ShaderShaderEntity.create(shaderName),
      colors |> List.map(color => Color3ContainerVO.create(color)),
    ),
  );

  //用于运行测试
  Js.log(Repo.getScene());
};

四、加入值对象Triangle和它的全部值对象 1)在src/domain_layer/domain/structure/math/value_object/中加入VectorMathVO.re，建立值对象Vector VectorMathVO.re代码为：

type t =
  | Vector(float, float, float);

let create = ((x, y, z)) => Vector(x, y, z);

let value = vec =>
  switch (vec) {
  | Vector(x, y, z) => (x, y, z)
  };

2)在src/domain_layer/domain/scene/scene_graph/value_object/中加入PositionSceneGraphVO.re，建立值对象Position PositionSceneGraphVO.re代码为：

type t =
  | Position(VectorMathVO.t);

let create = value => Position(value);

let value = position =>
  switch (position) {
  | Position(pos) => pos
  };

3)在src/domain_layer/domain/structure/container/value_object/中加入Color3ContainerVO.re，建立值对象Color3 Color3ContainerVO.re代码为：

type r = float;
type g = float;
type b = float;

type t =
  | Color3(r, g, b);

let create = ((r, g, b)) => Color3(r, g, b);

let value = color =>
  switch (color) {
  | Color3(r, g, b) => (r, g, b)
  };

4)在src/domain_layer/domain/scene/scene_graph/value_object/中加入TransformSceneGraphVO.re，建立值对象Transform TransformSceneGraphVO.re代码为：

type t = {position: PositionSceneGraphVO.t};

5)修改GeometrySceneGraphVO.re，定义DO GeometrySceneGraphVO.re相关代码为：

type t = {
  vertices: VerticesSceneGraphVO.t,
  indices: IndicesSceneGraphVO.t,
};

6)在src/domain_layer/domain/scene/scene_graph/value_object/中加入MaterialSceneGraphVO.re，建立值对象Material MaterialSceneGraphVO.re代码为：

type t = {
  shader: ShaderShaderEntity.t,
  colors: list(Color3ContainerVO.t),
};

7)在src/domain_layer/domain/scene/scene_graph/value_object/中加入TriangleSceneGraphVO.re，建立值对象Triangle TriangleSceneGraphVO.re代码为：

type t = {
  transform: TransformSceneGraphVO.t,
  geometry: GeometrySceneGraphVO.t,
  material: MaterialSceneGraphVO.t,
};

五、在src/domain_layer/domain/scene/scene_graph/value_object/中加入SceneSceneGraphEntity.re，建立聚合根Scene SceneSceneGraphEntity.re代码为：

type t = {triangles: list(TriangleSceneGraphVO.t)};

let addTriangle = (position, (vertices, indices), (shader, colors)) => {
  SceneRepo.addTriangle(position, (vertices, indices), (shader, colors));
};

六、在src/infrastructure_layer/data/po/中加入ScenePOType.re，定义Scene PO的类型 ScenePOType.re代码为：

type transform = {position: (float, float, float)};

type geometry = {
  vertices: Js.Typed_array.Float32Array.t,
  indices: Js.Typed_array.Uint16Array.t,
};

type material = {
  shader: string,
  colors: list((float, float, float)),
};

type triangle = {
  transform,
  geometry,
  material,
};

type scene = {triangles: list(triangle)};

七、修改POType.re POType.re相关代码为：

type po = {
  ...
  scene: ScenePOType.scene,
};

八、实现Scene相关的仓库

咱们按照仓库依赖关系，从上往下开始实现： 1)建立文件夹src/domain_layer/repo/scene/ 2)在src/domain_layer/repo/scene/中加入SceneRepo.re，实现仓库对Scene PO的triangles字段的操做 ShaderManagerRepo.re代码为：

open ScenePOType;

let _getTriangles = ({triangles}) => triangles;

let addTriangle = (position, (vertices, indices), (shader, colors)) => {
  Repo.setScene({
    ...Repo.getScene(),
    triangles: [
      TriangleSceneRepo.create(
        TransformSceneRepo.create(position),
        GeometrySceneRepo.create(vertices, indices),
        MaterialSceneRepo.create(shader, colors),
      ),
      ..._getTriangles(Repo.getScene()),
    ],
  });
};

3)在src/domain_layer/repo/scene/中加入TrianglerSceneRepo.re，实现建立Scene PO的一个Triangle数据 TriangleSceneRepo.re代码为：

open ScenePOType;

let create = (transform, geometry, material) => {
  transform,
  geometry,
  material,
};

4)在src/domain_layer/repo/scene/中加入TransformSceneRepo.re，实现建立Scene PO的一个Triangle的Transform数据 TransformSceneRepo.re代码为：

open ScenePOType;

let create = position => {
  position: position |> PositionSceneGraphVO.value |> VectorMathVO.value,
};

5)在src/domain_layer/repo/scene/中加入GeometrySceneRepo.re，实现建立Scene PO的一个Triangle的Geometry数据 GeometrySceneRepo.re代码为：

open ScenePOType;

let create = (vertices, indices) => {
  vertices: vertices |> VerticesSceneGraphVO.value,
  indices: indices |> IndicesSceneGraphVO.value,
};

6)在src/domain_layer/repo/scene/中加入MaterialSceneRepo.re，实现建立Scene PO的一个Triangle的Material数据 MaterialSceneRepo.re代码为：

open ScenePOType;

let create = (shader, colors) => {
  shader: shader |> ShaderShaderEntity.getId,
  colors: colors |> List.map(color => {color |> Color3ContainerVO.value}),
};

九、修改Repo.re，实现仓库对Scene PO的操做 Repo.re相关代码为：

let getScene = () => {
  let po = ContainerManager.getPO();

  po.scene;
};

let setScene = scene => {
  let po = ContainerManager.getPO();

  {...po, scene} |> ContainerManager.setPO;
};

十、修改CreateRepo.re，实现建立Scene PO CreateRepo.re相关代码为：

let create = () => {
  ...
  scene: {
    triangles: [],
  },
};

十一、在项目根目录上执行webpack命令，更新wd.js文件

yarn webpack

十二、实现index.html相关代码

index.html代码为：

<script>
    ...
    //准备三个三角形的位置数据
    var [position1, position2, position3] = [
      [0.75, 0.0, 0.0],
      [-0.0, 0.0, 0.5],
      [-0.5, 0.0, -2.0]
    ];
    //准备三个三角形的颜色数据
    var [colors1, colors2, colors3] = [
      [[1.0, 0.0, 0.0]],
      [[0.0, 0.8, 0.0], [0.0, 0.5, 0.0]],
      [[0.0, 0.0, 1.0]]
    ];

    wd.Scene.addTriangle(position1, [vertices1, indices1], [shaderName1, colors1]);
    wd.Scene.addTriangle(position2, [vertices2, indices2], [shaderName2, colors2]);
    wd.Scene.addTriangle(position3, [vertices3, indices3], [shaderName1, colors3]);
  </script>

1三、运行测试

运行index.html页面

打开控制台，能够看到打印了三次Scene PO的数据

实现“SceneJsAPI.setCamera”

一、修改SceneJsAPI.re，实现API SceneJsAPI.re相关代码为：

let setCamera = SceneApService.setCamera;

二、修改SceneApService.re，实现应用服务 SceneApService.re相关代码为：

let setCamera = ((eye, center, up), (near, far, fovy, aspect)) => {
  SceneSceneGraphEntity.setCamera(
    (
      EyeSceneGraphVO.create(eye),
      CenterSceneGraphVO.create(center),
      UpSceneGraphVO.create(up),
    ),
    (
      NearSceneGraphVO.create(near),
      FarSceneGraphVO.create(far),
      FovySceneGraphVO.create(fovy),
      AspectSceneGraphVO.create(aspect),
    ),
  );

  //用于运行测试
  Js.log(Repo.getScene());
};

三、加入Camera的全部值对象 1)在src/domain_layer/domain/scene/scene_graph/value_object/中加入EyeSceneGraphVO.re、CenterSceneGraphVO.re、UpSceneGraphVO.re，建立值对象Eye、Center、Up EyeSceneGraphVO.re代码为：

type t =
  | Eye(VectorMathVO.t);

let create = value => Eye(value);

let value = eye =>
  switch (eye) {
  | Eye(value) => value
  };

CenterSceneGraphVO.re代码为：

type t =
  | Center(VectorMathVO.t);

let create = value => Center(value);

let value = center =>
  switch (center) {
  | Center(value) => value
  };

UpSceneGraphVO.re代码为：

type t =
  | Up(VectorMathVO.t);

let create = value => Up(value);

let value = up =>
  switch (up) {
  | Up(value) => value
  };

2)在src/domain_layer/domain/scene/scene_graph/value_object/中加入NearSceneGraphVO.re、FarSceneGraphVO.re、FovySceneGraphVO.re、AspectSceneGraphVO.re，建立值对象Near、Far、Fovy、Aspect NearSceneGraphVO.re代码为：

type t =
  | Near(float);

let create = value => Near(value);

let value = near =>
  switch (near) {
  | Near(value) => value
  };

FarSceneGraphVO.re代码为：

type t =
  | Far(float);

let create = value => Far(value);

let value = far =>
  switch (far) {
  | Far(value) => value
  };

FovySceneGraphVO.re代码为：

type t =
  | Fovy(float);

let create = value => Fovy(value);

let value = fovy =>
  switch (fovy) {
  | Fovy(value) => value
  };

AspectSceneGraphVO.re代码为：

type t =
  | Aspect(float);

let create = value => Aspect(value);

let value = aspect =>
  switch (aspect) {
  | Aspect(value) => value
  };

四、在src/domain_layer/domain/scene/scene_graph/value_object/中加入CameraSceneGraphVO.re，建立值对象Camera CameraSceneGraphVO.re代码为：

type t = {
  eye: EyeSceneGraphVO.t,
  center: CenterSceneGraphVO.t,
  up: UpSceneGraphVO.t,
  near: NearSceneGraphVO.t,
  far: FarSceneGraphVO.t,
  fovy: FovySceneGraphVO.t,
  aspect: AspectSceneGraphVO.t,
};

五、修改SceneSceneGraphEntity.re，将Camera DO做为Scene DO 的camera字段的数据，并实现setCamera函数： SceneSceneGraphEntity.re相关代码为：

type t = {
  ...
  camera: option(CameraSceneGraphVO.t),
};

...

let setCamera = ((eye, center, up), (near, far, fovy, aspect)) => {
  SceneRepo.setCamera((eye, center, up), (near, far, fovy, aspect));
};

六、修改ScenePOType.re，加入Scene PO的camera字段的数据类型 ScenePOType.re相关代码为：

type camera = {
  eye: (float, float, float),
  center: (float, float, float),
  up: (float, float, float),
  near: float,
  far: float,
  fovy: float,
  aspect: float,
};

type scene = {
  ...
  camera: option(camera),
};

七、实现Scene->Camera相关的仓库

1)在src/domain_layer/repo/scene/中加入CameraSceneRepo.re，实现建立Scene PO的一个Camera数据 CameraSceneRepo.re代码为：

open ScenePOType;

let create = ((eye, center, up), (near, far, fovy, aspect)) => {
  eye: eye |> EyeSceneGraphVO.value |> VectorMathVO.value,
  center: center |> CenterSceneGraphVO.value |> VectorMathVO.value,
  up: up |> UpSceneGraphVO.value |> VectorMathVO.value,
  near: NearSceneGraphVO.value(near),
  far: FarSceneGraphVO.value(far),
  fovy: FovySceneGraphVO.value(fovy),
  aspect: AspectSceneGraphVO.value(aspect),
};

2)修改SceneRepo.re，实现仓库对Scene PO的camera字段的操做 SceneRepo.re相关代码为：

let setCamera = ((eye, center, up), (near, far, fovy, aspect)) => {
  Repo.setScene({
    ...Repo.getScene(),
    camera:
      Some(
        CameraSceneRepo.create(
          (eye, center, up),
          (near, far, fovy, aspect),
        ),
      ),
  });
};

八、修改CreateRepo.re，实现建立Scene PO的camera字段 CreateRepo.re相关代码为：

let create = () => {
  ...
  scene: {
    ...
    camera: None,
  },
};

九、在项目根目录上执行webpack命令，更新wd.js文件

yarn webpack

十、实现index.html相关代码

index.html代码为：

<script>
    ...
    //准备相机数据
    var [eye, center, up] = [
      [0.0, 0.0, 5.0],
      [0.0, 0.0, -100.0],
      [0.0, 1.0, 0.0]
    ];
    var canvas = document.querySelector("#webgl");
    var [near, far, fovy, aspect] = [
      1.0,
      100.0,
      30.0,
      canvas.width / canvas.height
    ];

    wd.Scene.setCamera([eye, center, up], [near, far, fovy, aspect]);
  </script>

十一、运行测试

运行index.html页面

打开控制台，能够看到打印了一次Scene PO的数据，它包含Camera的数据