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2012
06-15

Cocos2D研究院之精灵与动画(六)

通过对导演、场景、层和节点的剖析,现在我们已经可以写出一个完整的游戏体系了,在实际应用中,场景一般都是作为游戏的关卡,层作为场景的组成元素(比如UI层,背景层), 导演根据游戏的胜负来激活不同的场景,作为关卡的切换。(以上是常规游戏的流程,仅作参考)

但是,单凭这些还不能作出一款高质量的游戏,优秀的游戏不仅要能玩,最关键的还要好玩,好玩的游戏自然少不了绚丽多彩的视觉效果。和其它主流2D引擎一样,cocos2d的图形显示也是靠精灵实现的,就是说,游戏中不论是UI还是人物、背景,只要是我们能看到的,都和精灵脱不了干系,因此它是我们在开发中打交道最多的类之一,本章咱们就重点研究一下cocos2d的精灵体系。

在研究代码之前,我们先要搞清楚精灵是什么,它的职能有哪些,这里我先给没有接触过游戏开发的童鞋普及一下,有过开发经验的可自行跳过~

说白一点,精灵就是将图形资源加载到内存中,并根据游戏需要将其显示到屏幕中的工具,游戏中大到背景、UI,小到NPC、道具,只要是用图片展示的,都是精灵或它的子类。从技术上讲,精灵是一个可以不断变化的图片,这些变化包括:位置移动、旋转、缩放、换帧(就是像动画片一样播放几张连续的图片,每帧换一张,形成一个动画效果)。其实我在前两章的例子中已经用到了精灵,当然只是使用了它的几个基本方法,现在我就较为系统的解释一下它的工作原理。

 精灵相关类的关系图

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CCSprite

这个类就是cocos2d中的精灵类,它可以说是CCNode在游戏中的主要表现形式(它继承自CCNode),在代码中我们可以这样理解,CCSprite除了节点的功能外,还封装了一张图片,在游戏中一个2D图形就是一个精灵类的对象。还有一点我们需要注意,就是cocos2d是用3d的方式绘制2d图形的,精灵绘制图像用的是openGL ES(移动平台用的3d引擎,android用的也是它),因此图片在内存中实际上是以Texture(贴图)的形式存在的。下面我们来看看它的方法有哪些:

+(id)spriteWithTexture:(CCTexture2D*)texture

根据一个CCTexture2D创建并返回一个精灵对象,就是封装了alloc、init和autorelease的静态初始化方法。前面说过,精灵是用Texture绘制的,CCTexture2D就是封装了Texture的类,精灵必须被赋予一个CCTexture2D的对象才能工作。

+(id)spriteWithTexture:(CCTexture2D*)texture rect:(CGRect)rect

增加了读取范围的创建方法,该方法只会将范围内的图像加载到精灵中。

+(id)spriteWithFile:(NSString*)filename

根据图片资源创建并返回精灵对象,filename是文件(通常是png)的相对路径,即前面省略了bundle的路径。

+(id)spriteWithFile:(NSString*)filename rect:(CGRect)rect

也是根据图片资源创建并返回精灵对象,只是增加了读取范围,只会加载范围内的图像。

+(id)spriteWithSpriteFrame:(CCSpriteFrame*)spriteFrame

根据一个CCSPriteFrame对象创建并返回一个精灵对象,CCSPriteFrame是帧,它是组成动画的一部分,CCSPriteFrame的成员变量中有一个Texture,用帧创建精灵,其实就是用帧的Texture创建精灵,当精灵切换帧时,Texture也会随之更换,精灵就会呈现不同的形态,以次达到动画的效果。这里大家可以理解为,Texture和Frame都可以构成一个精灵对象。

+(id)spriteWithSpriteFrameName:(NSString*)spriteFrameName

根据帧的名字创建并返回一个精灵对象。这里要引入一个概念,就是cocos2d中的帧是由一个单例对象统一管理的,这个单例的作用就是充当一个内存池,它将需要使用的CCSpriteFrame对象保存到自己内部的一个字典中,当有精灵需要用到它时,就从池中取出来传递过去,如果有多个精灵需要一个Frame的话,可以共用一个,而不必拷贝N份,这样可以节约内存和创建对象的时间。这里的参数spriteFrameName其实就是字典的Key,内存池先通过它找到Frame对象,再用它去创建精灵。

+(id)spriteWithCGImage:(CGImageRef)image key:(NSString*)key

根据一个CGImageRef对象创建并返回精灵对象,这个过程比较纠结,大家看仔细,千万别造成误解……

首先CCTexture2D和CCSpriteFrame一样,都有内存池机制,参数key就是键值,该方法先在内存池中查找_和key匹配的Texture,如果有则直接用它创建精灵,如果没有就根据参数中的image,先生成一个UIImage对象,再用这个对象生成CCTexture2D的对象,用它来创建精灵并将其存入内存池(键值为key)。

+(id) spriteWithBatchNode:(CCSpriteBatchNode*)batchNode rect:(CGRect)rect

这里又引入了一个新的类–CCSpriteBatchNode,它是一个批量处理精灵绘制的类,具体什么意思呢?

精灵是用openGL的方法绘制图形的,这点大家都清楚了,当场景中有100个精灵的时候,程序的执行是这样的:for(int i= 0;i<100;i++){open-draw-close;},就是说执行了100次的open-draw-close;而用CCSpriteBatchNode绘制的话则是这样执行的:open-for(int i= 0;i<100;i++){draw;}- close,即省略了99次的open和close,从而优化了精灵的绘制效率。这里就是用CCSpriteBatchNode中的Texture创建精灵,并把精灵添加到batchNode中。

-(id) initWithTexture:(CCTexture2D*)texture rect:(CGRect)rect

最标准的精灵初始化方法,也是spriteWithTexture:rect:调用的方法,作用就是根据一个CCTexture对象对精灵进行初始化(只载入rect范围内的图形)。

-(id) initWithTexture:(CCTexture2D*)texture

缺省了rect参数的初始化,默认为将Texture的全部载入。

-(id) initWithFile:(NSString*)filename

spriteWithFile调用的方法,根据资源的文件名初始化精灵,就是先用文件名装载Texture,再用Texture初始化。

-(id) initWithFile:(NSString*)filename rect:(CGRect)rect

可自行设定图片范围的initWithFile方法。

– (id) initWithSpriteFrame:(CCSpriteFrame*)spriteFrame

-(id)initWithSpriteFrameName:(NSString*)spriteFrameName

– (id) initWithCGImage:(CGImageRef)image key:(NSString*)key

-(id) initWithBatchNode:(CCSpriteBatchNode*)batchNode rect:(CGRect)rect

这些都是上面介绍的静态方法调用的初始化,原理相同,就不一一介绍了。

-(CCSpriteBatchNode*) batchNode

获取精灵的批处理节点。

-(void) setBatchNode:(CCSpriteBatchNode *)batchNode

设置精灵的批处理节点。

-(void) setTextureRect:(CGRect)rect

设置Texture的区域,和初始化中rect的作用是一样的,这里是动态修改。

-(void) draw

绘制

-(void) addChild:(CCSprite*)child z:(NSInteger)z tag:(NSInteger) aTag

和CCNode的作用一样,但加了一些限制:当精灵被批处理节点管理时,只能添加精灵作为自己的子节点;精灵和它的子节点的Texture都必须和批处理节点相同。

-(void)removeChild: (CCSprite *)sprite cleanup:(BOOL)doCleanup

和CCNode的作用一样,另外加了一个功能,如果精灵被一个批处理节点管理,则将其从批处理节点中删除。

-(void)setPosition:(CGPoint)pos

-(void)setRotation:(float)rot

-(void)setSkewX:(float)sx

-(void)setSkewY:(float)sy

-(void)setScaleX:(float) sx

-(void)setScaleY:(float) sy

-(void)setScale:(float) s

-(void) setVertexZ:(float)z

-(void)setAnchorPoint:(CGPoint)anchor

-(void)setIsRelativeAnchorPoint:(BOOL)relative

-(void)setVisible:(BOOL)v

-(void)setFlipX:(BOOL)b

-(void) setFlipY:(BOOL)b

这些都和CCNode中的功能一样(其实到了这里这些方法才算真正有了用武之地),就不赘述了。

-(void) setOpacity:(GLubyte) anOpacity

这是精灵新扩展的方法,作用是设置透明度,0为全透明,255为不透明。

-(void) setColor:(ccColor3B)color3

设置精灵颜色,就是改变图片的色相。

-(void) setDisplayFrame:(CCSpriteFrame*)frame

切换精灵当前显示的图象,之前说过精灵是可以播放动画的,播放动画的实质就是切换Frame,都是靠该接口实现的。

-(void) setDisplayFrameWithAnimationName: (NSString*) animationName index:(int) frameIndex

将动画序列中的某一帧设置为精灵当前的显示帧。CCAnimation是封装动画功能的类,它可以看作是由若干个_CCSpriteFrame对象组成的序列,精灵按照顺序切换它们,就形成了动画。CCAnimation也有内存池,此处的animationName就是key,内存池通过它找到CCAnimation对象,再通过索引frameIndex找到动画序列中的某一帧,将该帧设为精灵的当前显示帧。

-(BOOL) isFrameDisplayed:(CCSpriteFrame*)frame

判断精灵当前显示的帧是否为参数frame,判断的依据是它们的成员texture的名字和rect是否相同。

-(CCSpriteFrame*) displayedFrame

获取精灵当前显示的帧。

-(void) setTexture:(CCTexture2D*)texture

设置精灵当前显示的贴图,作用其实和setDisplayFrame,都是改变精灵的形态,只不过这个方法是直接改Texture(setDisplayFrame内部也调用了该方法)。

-(CCTexture2D*) texture

获取精灵当前显示的贴图。

CCSpriteBatchNode

这个类在前面也介绍了一些,它的作用是优化精灵,提高精灵的绘制效率,精灵数量越多,效果越明显。它的工作原理是:将所有该对象的子节点(只能是精灵)用openGL的渲染方法一次性绘制,这样可以省去多次open-close的时间,_作为CCSpriteBatchNode对象子节点的精灵不能用自己的Texture绘制,而是用CCSpriteBatchNode对象的Texture统一绘制,精灵只是提供坐标、旋转角度等信息,这就是它只需要open-close一次的原因,但也正因为如此,导致批处理节点的所有子节点都必须和它用同一套Texture,即CCSpriteBatchNode对象绘制出的图形都是一样的,这点需要格外注意。CCSpriteBatchNode的用法和普通精灵没什么两样,都可以设置Texture,也都是用Texture来绘制,只要通过addChild方法成为其子节点的精灵,都会得到它的优化,但是CCSpriteBatchNode只能添加精灵为子节点。

+(id)batchNodeWithTexture:(CCTexture2D *)tex

和精灵的方法类似,根据一个CCTexture2D对象构建一个精灵批处理节点,封装了alloc、init和autorelease方法。

+(id)batchNodeWithFile:(NSString*)fileImage capacity:(NSUInteger)capacity

根据文件名创建精灵批处理节点,fileImage是文件名,先通过它创建Texture,再将其添加进对象。

+(id)batchNodeWithFile:(NSString*) imageFile

根据文件名创建精灵批处理节点,缺省了capacity参数。

-(id)initWithTexture:(CCTexture2D *)tex capacity:(NSUInteger)capacity

根据Texture初始化。

-(id)initWithFile:(NSString *)fileImage capacity:(NSUInteger)capacity

根据文件名初始化。

-(void) addChild:(CCSprite*)child z:(NSInteger)z tag:(NSInteger) aTag

添加子节点,子节点必须是精灵,且精灵的Texture和批处理节点相同。

-(void) setTexture:(CCTexture2D*)texture

设置Texture。

-(CCTexture2D*) texture

获取Texture。

CCTexture2D

该类封装的就是一直提到的Texture(贴图),在3D渲染中,它是必不可少的,因此虽然大部分情况下由于封装的原因,被精灵盖在底层,但重要性还是相当的高。不过反过来说,该类的方法几乎都是被精灵或帧等类自动调用的,不太需要我们过问,因此咱们也没必要花太多时间去仔细研究它是怎么工作的,只要知道工作原理就可以了,除非你在学习openGL ES。我们可以把CCTextrue2D的对象看成图片资源在内存中的存在形式,它是openGL渲染图形的重要参数,通常情况下它是由UIImageRef到UIImage,再到CCTexture2D转化而来的。

– (id) initWithData:(const void*)data pixelFormat:(CCTexture2DPixelFormat)pixelFormat pixelsWide:(NSUInteger)width pixelsHigh:(NSUInteger)height contentSize:(CGSize)size

初始化CCTexture2D对象,方法中的那一长串参数都是引擎帮我们运算出来的,它通常被下面的方法调用,因此先别急着去钻研这些参数,即使你看到头大它也不过是生成一张贴图而已……

– (id) initWithImage:(UIImage *)uiImage resolutionType:(ccResolutionType)resolution

总的来说它就是将一个UIImage转化为一个CCTexture2D,这个方法被N多种方法封装过(比如我们前面说的精灵的initWithFile方法),基本上我们也不会主动去用它。

– (id) initWithString:(NSString*)string fontName:(NSString*)name fontSize:(CGFloat)size

根据一个字符串生成一个Texture,这个方法不需要图片资源。

CCTextureCache

该类的本质是一个内存池,用来缓存游戏中用到的CCTexture2D对象,是个单例。当精灵从池中获取对象时,如果存在,则将对象返回,如果不存在,则会生成一个,将其存入池中并返回,这样同样的Texture在池中最多只会有一份,达到节约空间的目的。

+ (CCTextureCache *)sharedTextureCache

获取单例,单例类的惯用模式。

+(void)purgeSharedTextureCache

释放内存池,当游戏结束时由导演调用。

CCSpriteFrame

这个类的最大作用就是作为Texture的载体,将图形数据传递给精灵,同时它还有offset_、rotated_等一系列参数,用来存储Plist的数据。(plist是一种数据存储格式,有专门的API可以将其读取并保存到内存中,但这里说的是一种动画编辑器生成的、基于plist格式保存的数据,就是说cocos2d支持这种动画编辑器,可以解析它的数据)使用Frame机制构建精灵,还可以支持精灵的动画效果,因为精灵除了做位移或旋转等操作,还可能实时地改变自身显示的图形。cocos2d用CCAnimation保存一个Frame序列,然后用CCAnimate这个行为类根据序列定时切换精灵的当前帧。

+(id) frameWithTexture:(CCTexture2D*)texture rect:(CGRect)rect

根据Texture构建一个CCSpriteFrame对象。

+(id) frameWithTextureFilename:(NSString*)filename rect:(CGRect)rect

根据字符串构建一个CCSpriteFrame对象,这个字符串其实是Texture内存池的key,通过它获取Texture。

+(id) frameWithTexture:(CCTexture2D*)texture rectInPixels:(CGRect)rect rotated:(BOOL)rotated offset:(CGPoint)offset originalSize:(CGSize)originalSize

可自行设定显示区域、偏移等参数的构建方法,参数一般是从plist中读取。

+(id) frameWithTextureFilename:(NSString*)filename rectInPixels:(CGRect)rect rotated:(BOOL)rotated offset:(CGPoint)offset originalSize:(CGSize)originalSize

和上一个类似,只是改用key构建。

CCSpriteFrameCache

管理帧的内存池,作用和CCTextureCache一样,就不赘述了。这里说几个比较特殊的接口。

-(void) addSpriteFramesWithDictionary:(NSDictionary*)dictionary textureFilename:(NSString*)textureFilename

根据一个字典和Texture的文件名构建CCSpriteFrame对象并添加到内存池中。一般来说这个字典都是从plist中读取出来的,通过这种方法来支持动画编辑器,当然我们也可以根据这个格式自己构建字典。

-(void) addSpriteFramesWithFile:(NSString*)plist textureFilename:(NSString*)textureFilename

根据一个plist文件名和Texture的文件名构建CCSpriteFrame对象并添加到内存池中。先通过文件名找到plist文件的路径,然后用字典的API把它加载到内存中,最后调用addSpriteFramesWithDictionary:textureFilename:方法。

-(void) addSpriteFramesWithFile:(NSString*)plist

缺省了Texture文件名的构建方法,缺省的文件名先在_plist中查找,如果没有则查找和plist同名的文件。

-(void) addSpriteFrame:(CCSpriteFrame*)frame name:(NSString*)frameName

将CCSpriteFrame对象添加到内存池中。

-(void) removeSpriteFrameByName:(NSString*)name

根据key从内存池中删除Frame。

– (void) removeSpriteFramesFromFile:(NSString*) plist

从内存池删除plist中列出的Frame,相当于addSpriteFramesWithFile的逆向操作。

– (void) removeSpriteFramesFromDictionary:(NSDictionary*) dictionary

从内存池删除字典中列出的Frame,相当于addSpriteFramesWithDictionary的逆向操作。

-(CCSpriteFrame*) spriteFrameByName:(NSString*)name

根据key在内存池中查找Frame并返回。

– (void) removeSpriteFramesFromTexture:(CCTexture2D*) texture

从内存池中删除和所给texture相同的Frame。

CCAnimation

其实这个类就是封装了一个Frame序列,作为精灵播放动画的参数,没有别的功能。

+(id) animation

构建一个空的动画(没有任何帧),就是封装了alloc、init和autorelease。

+(id) animationWithFrames:(NSArray*)frames

根据一个Frame数组构建CCAnimation对象,在CCAnimation中Frame序列就是用数组保存的,所以这里很好理解。

+(id) animationWithFrames:(NSArray*)frames delay:(float)delay

除了构建对象外,还设置了换帧的时间间隔。

-(void) addFrame:(CCSpriteFrame*)frame

向Frame序列中添加一个CCSpriteFrame对象。

-(void) addFrameWithFilename:(NSString*)filename

根据资源的文件名创建一个Frame并添加到序列中。

-(void) addFrameWithTexture:(CCTexture2D*)texture rect:(CGRect)rect

根据一个Texture创建一个Frame并添加到序列中。

CCAnimationCache

单例,CCAnimation的内存池,不多说了。

+ (CCAnimationCache *)sharedAnimationCache

获取单例。

-(void) addAnimation:(CCAnimation*)animation name:(NSString*)name

向池中添加一个CCAnimation对象。

-(void) removeAnimationByName:(NSString*)name

根据key从池中删除CCAnimation对象。

-(CCAnimation*) animationByName:(NSString*)name

根据key从池中获取CCAnimation对象。

-(void)addAnimationsWithDictionary:(NSDictionary *)dictionary

根据一个字典创建CCAnimation对象,并存入内存池。字典中保存的是每个动画的名字,动画中包含哪些帧,换帧间隔是多长。

-(void)addAnimationsWithFile:(NSString *)plist

根据一个plist文件创建CCAnimation对象,并存入内存池。先用文件中的信息生成一个字典,再调用addAnimationsWithDictionary方法来实现。

CCAnimate

这是一个持续型行为类,父类是CCActionInterval,它的作用就是根据CCAnimation中的序列及间隔时间,不断地切换精灵的帧,使其产生动画效果。

+(id) actionWithAnimation: (CCAnimation*)anim

根据CCSpriteFrame对象生成一个动画播放行为,持续的时间由帧数和间隔时间相乘算出。

+(id) actionWithAnimation: (CCAnimation*)anim restoreOriginalFrame:(BOOL)b

b为yes时,当动画播放完毕后会切换回播放前显示的帧。

+(id) actionWithDuration:(ccTime)duration animation: (CCAnimation*)anim restoreOriginalFrame:(BOOL)b

手动设置动画的播放时间,时间到动画才算结束。

OK,到这里我们就可以使用精灵来丰富我们的游戏世界了,这次我们再做一个练习,和之前的静态图片不同,这回我们做一个动态播放动画的工程。

(下载地址http://115.com/file/dpv26lft)

头文件内容

实现

 

效果图,主角草薙京会作出出拳、踢腿 动作,并反复循环,同时背景也是动态的,这些都是靠动画行为实现的。

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作者:失落的宇宙
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  2. CCSpriteBatchNode的子节点有个条件,就是所有子节点必须必须和父节点用同一个texture(rect可以不一样),即源自同一张图片,你把两个图的精灵放到一个batchnod下肯定是不行的,这种情况只能用CCSprite,或者把资源整合到一张图中

  3. 两张图, 里面包含很多动画帧, 每个动画10帧, 图1里面比如动画1的1-8帧, 图2里面动画1的9-10帧, 这个动画该怎么顺序播放呀..CCSpriteBatchNode addChild的时候会出错..