【Filament】Filament环境搭建

1 前言

        Filament 是一个实时物理渲染引擎，用于 Android、iOS、Linux、macOS、Windows 和 WebGL 平台。该引擎旨在提供高效、实时的图形渲染，并被设计为在 Android 平台上尽可能小而尽可能高效。Filament 支持基于物理的渲染（PBR），这意味着它可以模拟光线、材质和阴影等物理效果，以创建更逼真的图形场景。该引擎的设计注重性能和资源效率，使其成为移动设备和其他平台上渲染复杂图形的理想选择。

        Filament 官方资料如下。

  • Filament 仓库：https://github.com/google/filament
  • Filament 中 PBR 原理及实现：https://google.github.io/filament/Filament.html
  • Building Filament：https://github.com/google/filament/blob/main/BUILDING.md
  • Building Filament for Android on Windows：https://github.com/google/filament/blob/main/android/Windows.md
  • samples：https://github.com/google/filament/tree/main/samples
  • android samples：https://github.com/google/filament/tree/main/android/samples

        笔者本地编译环境如下。

Cmake: 3.19
ninja: 1.8.2
Python: 3.11.5
JDK: 17.0.9
Git Bash: 2.42.0.2
Visual Studio: 2019
Android NDK: 25.1.8937393

         说明：Android SDK 的环境变量需要配置 ANDROID_HOME。

2 Windows 编译

        官方编译介绍见 → Building Filament。

        1）拉取 Filament 代码

git clone --recurse-submodules git@github.com:google/filament.git
# 切换至release分支
git checkout release

        如果下载速度比较慢，在有代理软件（如 SSR）的前提下，在 ~/.ssh/config 文件（没有可以新建一个）里添加以下内容，可以提高下载速度。

Host github.com
User git
ProxyCommand connect -H 127.0.0.1:1080 %h %p
 
Host github.com
User git
ProxyCommand connect -S 127.0.0.1:1080 %h %p

        2）生成项目

        在 filament 根目录下创建【out\cmake-window】目录，打开 cmake-gui，配置如下。

        在弹窗中选择 "Visual Studio 16 2019" 和 x64，如下。

         配置完后，勾选 FILAMENT_SUPPORTS_VULKAN，再点击 Configure 按钮。

         接着点击 Generate 按钮，生成项目。

        3）编译项目

        在 cmake-gui 界面，点击 Open Project 按钮，将通过 Visual Studio 打开生成的项目，用户也可以通过使用 Visual Studio 打开【filament\out\cmake-windows\TNT.sln】文件来打开项目，按以下步骤编译项目。

        4）运行项目

        Debug 和 Release 版本的编译路径分别为【filament\out\cmake-windows\samples\Debug】、【filament\out\cmake-windows\samples\Release】，里面有很多 exe 文件，点击这些文件可以运行相应 Demo，如下是点击 gltf_instances.exe 文件运行的效果。

        用户也可以通过以下方式运行相关 Demo。 

3 Android 编译

        官方介绍见 → Building Filament for Android on Windows，本节所有命令都是通过【x64 Native Tools Command Prompt for VS 2019】命令行工具执行（注意：不能通过 cmd 或 Git Bash 执行这些命令）。

3.1 桌面工具编译

        1）配置项目

        在 filament 根目录下创建【out\cmake-desktop-tools】目录，打开【x64 Native Tools Command Prompt for VS 2019】命令行工具，执行以下命令。

cd out\cmake-desktop-tools
cmake ^
    -G Ninja ^
    -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=..\release\filament ^
    -DFILAMENT_ENABLE_JAVA=NO ^
    -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ^
    ..\..

        注意：不要修改桌面工具的安装路径（CMAKE_INSTALL_PREFIX），3.3 节中会使用到该路径。

        2）编译项目

ninja matc resgen cmgen

        3）安装项目

ninja install

        执行结束后，在【filament\out\release\filament\bin】目录下生成了一些 exe 文件，如下，箭头所指的 exe 文件在 3.3 节中会使用到，因此不要修改桌面工具的安装路径。

3.2 平台插件编译

        1）创建目录

        在 filament 根目录下分别创建以下目录。

mkdir out\cmake-android-release-aarch64
mkdir out\cmake-android-release-arm7
mkdir out\cmake-android-release-x86_64
mkdir out\cmake-android-release-x86

        2）配置项目

        通过【x64 Native Tools Command Prompt for VS 2019】命令行工具，在每个目录下依次执行以下命令。

cd out\cmake-android-release-aarch64
cmake ^
    -G Ninja ^
    -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ^
    -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=..\android-release\filament ^
    -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=..\..\build\toolchain-aarch64-linux-android.cmake ^
    ..\..

cd out\cmake-android-release-arm7
cmake ^
    -G Ninja ^
    -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ^
    -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=..\android-release\filament ^
    -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=..\..\build\toolchain-arm7-linux-android.cmake ^
    ..\..

cd out\cmake-android-release-x86_64
cmake ^
    -G Ninja ^
    -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ^
    -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=..\android-release\filament ^
    -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=..\..\build\toolchain-x86_64-linux-android.cmake ^
    ..\..

cd out\cmake-android-release-x86
cmake ^
    -G Ninja ^
    -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release ^
    -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=..\android-release\filament ^
    -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=..\..\build\toolchain-x86-linux-android.cmake ^
    ..\..

        注意： 不要修改平台插件的安装路径（CMAKE_INSTALL_PREFIX），3.3 节中会使用到该路径。

        3）安装项目

        在每个 cmake-android-release-xxx 目录下，都执行一次以下命令。

ninja install

        执行结束后，在【filament\out\android-release\filament\lib】目录下生成了一些平台插件库，如下，在 3.3 节中会使用到，因此不要修改平台插件的安装路径。

3.3 生成 AAR

        1）构建 aar

        进入【filament\android】目录，执行以下命令。

gradlew -Pcom.google.android.filament.dist-dir=..\out\android-release\filament assembleRelease

         执行结束后，在【filament\android\filamat-android\build\outputs\aar】目录下会生成 filamat-android-release.aar 文件，如下。

        2）拷贝 aar

        将 aar 文件拷贝到【filament\out】目录下。

copy filament-android\build\outputs\aar\filament-android-release.aar ..\out\

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