Grender Architecture

1. Layer Position

grender는 Grap 시스템에서 Rendering API Layer를 제공하는 라이브러리이다.

이 모듈은 렌더링 장치 구현과 애플리케이션 사이의 렌더링 인터페이스 계층을 구성한다.

grender는 다음 요소를 정의한다.

렌더링 장치 인터페이스
렌더링 명령 구조
렌더링 데이터 타입
렌더링 리소스 핸들
렌더링 열거형

grender는 렌더링 구현을 포함하지 않는다.

렌더링 구현은 별도의 backend에서 수행된다.

시스템 레이어 구조

Application
   ▲
   │
grender
(Render API Layer)
   ▲
   │
Rendering Backend
(CPU / GPU Renderer)

레이어 역할

Layer	Responsibility
Application	애플리케이션 로직
grender	렌더링 API 인터페이스
Rendering Backend	실제 렌더링 구현

2. Internal Modules

grender는 다음 서브시스템으로 구성된다.

grender
 ├─ common
 ├─ id
 ├─ enums
 ├─ types
 └─ device

각 모듈은 렌더링 API를 구성하는 특정 역할을 담당한다.

common

라이브러리 설정 정보 제공
Result 타입 정의
assertion 유틸리티 제공

id

렌더링 리소스 식별 타입 정의
Handle 기반 리소스 식별 구조 제공

enums

렌더링 관련 열거형 정의
PrimitiveType
Format
Flags

types

렌더링 데이터 구조 정의
FrameDesc
DrawCmd
VertexFormat
ResourceDesc

device

렌더링 장치 인터페이스 정의
IRenderDevice 인터페이스 제공

3. Dependency Structure

grender 내부 모듈은 다음 의존 구조를 따른다.

common
  ▲
  │
id
  ▲
  │
enums
  ▲
  │
types
  ▲
  │
device

의존 규칙

common은 최하위 모듈
id는 common에 의존 가능
enums는 common에 의존 가능
types는 id, enums, common에 의존 가능
device는 types에 의존 가능
순환 의존성 금지

4. Header Architecture

grender는 Public Header 구조를 제공한다.

모든 Public API는 <grender/...> 경로로 접근할 수 있다.

예

#include <grender/types/frame_desc.hpp>
#include <grender/types/draw_cmd.hpp>
#include <grender/device/render_device.hpp>

grender는 umbrella header를 제공한다.

#include <grender/grender.hpp>

이 헤더는 grender의 Public API 전체를 포함한다.

5. Directory Layout

grender 디렉토리 구조

grender/
 ├─ grender.hpp
 │
 ├─ common/
 │  ├─ config.hpp
 │  ├─ result.hpp
 │  └─ assert.hpp
 │
 ├─ id/
 │  ├─ ids.hpp
 │  └─ handle.hpp
 │
 ├─ enums/
 │  ├─ primitive.hpp
 │  ├─ format.hpp
 │  └─ flags.hpp
 │
 ├─ types/
 │  ├─ frame_desc.hpp
 │  ├─ draw_cmd.hpp
 │  ├─ vertex_format.hpp
 │  └─ resource_desc.hpp
 │
 ├─ device/
 │  ├─ render_device.hpp
 │  └─ render_device.cpp
 │
 └─ tests/
    └─ smoke.cpp

6. Design Principles

grender 시스템은 다음 설계 원칙을 따른다.

Backend Independence

grender는 특정 렌더링 구현에 의존하지 않는다.

렌더링 구현은 IRenderDevice 인터페이스를 통해 연결된다.

Interface Based Design

렌더링 장치는 인터페이스 기반 구조를 사용한다.

예

IRenderDevice

렌더러 구현은 해당 인터페이스를 구현해야 한다.

Command Based Rendering

렌더링은 명령 기반 모델을 사용한다.

렌더링 흐름

begin_frame()

draw()

end_frame()

present()

렌더 명령은 DrawCmd 구조체를 통해 전달된다.

Handle Based Resource System

렌더링 리소스는 핸들 기반 식별 시스템을 사용한다.

예

VertexBufferHandle
IndexBufferHandle
TextureHandle
PipelineHandle

핸들은 리소스의 실제 메모리를 관리하지 않는다.

Minimal API Surface

grender는 최소한의 렌더링 API만 제공한다.

제공 기능

RenderDevice 인터페이스
Render command 구조
Frame configuration
Resource handle

7. Rendering Flow

렌더링 데이터 흐름

Frame 시작

Application
   │
   ▼
IRenderDevice::begin_frame(FrameDesc)

Draw Command 제출

Application
   │
   ▼
IRenderDevice::draw(DrawCmd)

Frame 종료

IRenderDevice::end_frame()

Frame 출력

IRenderDevice::present()

8. System Interaction

렌더링 API 호출 흐름

Application
      │
      ▼
DrawCmd 생성
      │
      ▼
IRenderDevice::draw
      │
      ▼
Rendering Backend
(CPU Renderer / GPU Renderer)

9. Summary

grender는 Grap 시스템에서 Rendering API Layer를 제공하는 라이브러리이다.

주요 기능

렌더링 장치 인터페이스 정의
렌더링 명령 구조 정의
렌더링 데이터 타입 정의
렌더링 리소스 핸들 시스템 제공

grender는 실제 렌더링 구현을 포함하지 않으며
렌더링 backend와 애플리케이션 사이의 API 인터페이스 계층을 제공한다.

1. Layer Position​

2. Internal Modules

common​

id​

enums​

types​

device​