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

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。

最后编辑：2012-06-17

作者：失落的宇宙

人的生命是有限的，但bug是无限的，我要把有限的生命投入到无限的改bug事业中去～

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