为了让游戏场景呈现更加通真的效果，在某 FPS 游戏中可以对场景（Scene）的光照 效果等进行渲染（Rendering）。考虑到系统的可扩展性，开发人员可以实现表面渲染 （Surtace Rendering）和体渲染（Volume Rendering）等算法，也可以调用一些已有的渲 染引擎（Render Engine）中的渲染算法。在设计时需要考虑到渲染算法的可复用性，并能 够灵活地更换和增加新的渲染效果。 根据以上描述，请选择两种设计模式结合起来设计该场景渲染模块，一方面证可以方便地 调用已有的渲染算法，另一方面还可以灵活地嵌人新的算法。 要求给出这两种设计模式的名称和Java代码。

根据题目要求，可以选择结合模板方法模式和适配器模式进行设计。

模板方法模式可以定义渲染算法的基本流程和步骤，同时留出一些空白的方法，以便子类实现具体的算法细节。适配器模式可以将已有的渲染引擎和自定义的渲染算法统一起来，成为Renderer接口的实现类，方便调用和替换。

以下是类图和简要说明：

**模板方法模式**

类名：Renderer

属性：无

方法：render() -> void, init() -> void, uploadScene() -> void, setLighting() -> void

说明：定义了渲染算法的基本流程和步骤，同时留出一些空白的方法，以便子类实现具体的算法细节。

类名：SurfaceRenderer

属性：无

方法：init() -> void, uploadScene() -> void, setLighting() -> void

说明：表面渲染算法实例，实现了Renderer接口的init、uploadScene和setLighting方法。

类名：VolumeRenderer

属性：无

方法：init() -> void, uploadScene() -> void, setLighting() -> void

说明：体渲染算法实例，实现了Renderer接口的init、uploadScene和setLighting方法。

**适配器模式**

类名：RenderEngineAdapter

属性：renderEngine: RenderEngine

方法：render() -> void

说明：将已有的渲染引擎和自定义的渲染算法统一起来，成为Renderer接口的实现类，方便调用和替换。

类名：RenderEngine

属性：无

方法：renderScene() -> void, setLighting() -> void

说明：已有的渲染引擎，实现了renderScene和setLighting方法，可被RenderEngineAdapter适配成Renderer接口的实现类。

以下是Java代码实现：

// 模板方法模式

public abstract class Renderer {
    public void render() {
        init();
        uploadScene();
        setLighting();
        renderScene();
    }
    
    protected abstract void init();
    protected abstract void uploadScene();
    protected abstract void setLighting();
    protected abstract void renderScene();
}

public class SurfaceRenderer extends Renderer {
    @Override
    protected void init() {
        // Initialize Surface Rendering Algorithm
    }
    
    @Override
    protected void uploadScene() {
        // Upload Scene for Surface Rendering Algorithm
    }
    
    @Override
    protected void setLighting() {
        // Set Lighting for Surface Rendering Algorithm
    }
    
    @Override
    protected void renderScene() {
        // Render Scene with Surface Rendering Algorithm
    }
}

public class VolumeRenderer extends Renderer {
    @Override
    protected void init() {
        // Initialize Volume Rendering Algorithm
    }
    
    @Override
    protected void uploadScene() {
        // Upload Scene for Volume Rendering Algorithm
    }
    
    @Override
    protected void setLighting() {
        // Set Lighting for Volume Rendering Algorithm
    }
    
    @Override
    protected void renderScene() {
        // Render Scene with Volume Rendering Algorithm
    }
}

// 适配器模式

public class RenderEngineAdapter implements Renderer {
    private RenderEngine renderEngine;
    
    public RenderEngineAdapter(RenderEngine renderEngine) {
        this.renderEngine = renderEngine;
    }
    
    @Override
    public void render() {
        renderEngine.renderScene();
        renderEngine.setLighting();
    }
    
    @Override
    protected void init() {}
    
    @Override
    protected void uploadScene() {}
    
    @Override
    protected void setLighting() {}
    
    @Override
    protected void renderScene() {}
}

public class RenderEngine {
    public void renderScene() {
        // Render Scene with Existing Render Engine
    }
    
    public void setLighting() {
        // Set Lighting for Existing Render Engine
    }
}