从cocos2dx纹理深入OpenGL图像渲染管道

作者: 凉拌姨妈好吃 | 来源:发表于2018-06-02 03:37 被阅读0次

从cocos2dx纹理深入OpenGL图像渲染管道
OpenGL ES之纹理(三)
OpenGL的绘制
render pipe
OpenGL中的纹理
OpenGL纹理内容
OpenGL纹理
简析OpenGL ES 3.0 Sobel Filter实现边缘
OpenGL：纹理
OpenGLES 之纹理

1.纹理的定义（一句话说完cocos纹理）

听起来很拗口，其实纹理就是当你的图片资源载入后转换为GPU可以理解的OpenGL SE纹理格式。Sprite被你连接到这些纹理上，通过Director和OpenGL ES进行渲染。

1.1 CCTexture2D

1.1.1 纹理格式

纹理格式就是每个纹理的像素单位是如何为颜色值进行实际内存分配的，不同纹理格式所占据的内存大小是不同的，所以应该根据实际情况和需求选择相应的纹理格式。

typedef enum {  
  
    /32位真彩色，最真但最耗内存  
    kCCTexture2DPixelFormat_RGBA8888,  
    /24位真彩色，去掉了ALPHA通道  
    kCCTexture2DPixelFormat_RGB888,  
    /16位色，将RGB压缩在一个字中。绿色多了1位，因为人眼对绿色更敏感。  
    kCCTexture2DPixelFormat_RGB565,  
    /8位色，只存ALPHA值，做遮罩图用  
    kCCTexture2DPixelFormat_A8,  
    /8位色，只存灰度或者强度值，做灰度图用  
    kCCTexture2DPixelFormat_I8,  
    /16位色，只存ALPHA值与强度值，双功能  
    kCCTexture2DPixelFormat_AI88,  
    /16位色，RGBA四通道各占4位。  
    kCCTexture2DPixelFormat_RGBA4444,  
    /16位色，RGB三通道各占5位，多1位留做ALPHA镂空使用  
    kCCTexture2DPixelFormat_RGB5A1,      
    / PVR的PVRTC4压缩格式  
    kCCTexture2DPixelFormat_PVRTC4,  
    / PVRTC的PVRTC2压缩格式  
    kCCTexture2DPixelFormat_PVRTC2,  
  
    //默认格式RGBA8888  
    kCCTexture2DPixelFormat_Default = kCCTexture2DPixelFormat_RGBA8888,  
  
    // 为了兼容性而保留的枚举值  
    kTexture2DPixelFormat_RGBA8888 = kCCTexture2DPixelFormat_RGBA8888,  
    kTexture2DPixelFormat_RGB888 = kCCTexture2DPixelFormat_RGB888,  
    kTexture2DPixelFormat_RGB565 = kCCTexture2DPixelFormat_RGB565,  
    kTexture2DPixelFormat_A8 = kCCTexture2DPixelFormat_A8,  
    kTexture2DPixelFormat_RGBA4444 = kCCTexture2DPixelFormat_RGBA4444,  
    kTexture2DPixelFormat_RGB5A1 = kCCTexture2DPixelFormat_RGB5A1,  
    kTexture2DPixelFormat_Default = kCCTexture2DPixelFormat_Default  
  
} CCTexture2DPixelFormat;

1.1.2 void generateMipmap()

该函数用于生成多级贴图，由图片数据生成一系列尺寸是以2为幂次方直至当前贴图大小的贴图，系统会根据距离选择纹理图片，有效的避免了大图片在小空间时的闪烁问题。

//生成多级纹理。  
void CCTexture2D::generateMipmap()  
{  
    CCAssert( m_uPixelsWide == ccNextPOT(m_uPixelsWide) && m_uPixelsHigh == ccNextPOT(m_uPixelsHigh), "Mimpap texture only works in POT textures");  
    ccGLBindTexture2D( m_uName );  
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);  
    m_bHasMipmaps = true;  
}

2.纹理缓存管理器

纹理缓存管理器可以将你用过的任何纹理缓存在内存中，通过字典进行快速查询，这个方法可以显著提高创建精灵的速度，但是会占用内存开支。如果应用程序接收到低内存警告，就会立即去释放当前未激活的纹理。所以，我们在跳转场景时，一定要记住去释放层和场景以及移除未激活的纹理。

假设有一张图片且这张图片是第一次加载到内存，那么就会首先将它加载到缓冲区里，再从缓冲区里读取出来，用于创建纹理对象。如果随后这个图片没被删除，设计者又想用该图片来创建图像的时候，就会直接进入纹理缓冲区读取。

2. OpenGL的光栅化

我们必须通过光栅化阶段插值计算出纹理的坐标，从纹理中采样，再将这个片段着色。

2.1 什么是光栅化？

光栅化是将2d图元转换成帧缓冲的整数坐标的片段（说人话！）。
光栅化在Adobe里被翻译成栅格化或像素化，所以它就是将矢量图形转化为像素点的过程
我们的三维物体都是由点线面组成的，那么要让它在二维的屏幕上显示出来，这时候就需要光栅化过程。所以在OpenGL里大多都是把3D坐标转换成你屏幕适合的2D像素，而这个过程都是由OpenGL的图像渲染管道进行管理的（这个不懂没关系，我们后面再解释）。

2.2 图像渲染管道的流程

2.2.1 预备概念

顶点数据：它是一系列顶点的集合
图元：提示数据的渲染类型（渲染为一条线或一个面等）

2.2.2 流程解析

渲染管道流程图

我们根据流程来一个一个解释上面的含义。

顶点数组：一系列顶点的集合
顶点着色器：告诉电脑如何打线稿，如处理顶点、法线等数据
图元装配：顶点将会根据应用程序的图元规则组装成图元。
光栅化：由上面封装好的图元转换为可以显示在屏幕上的二维片元
片元着色器：告诉电脑如何上色，处理阴影、光等（使用纹理）
逐个片元操作：检查片元对应的深度值，通过它来判断这个像素在前还是在后或丢弃。并且还会将物体进行混合
帧缓冲：执行帧缓冲的写入，最后产生了显示出来的像素。

下面是一些优化方式，从网上搜集的，以后工作了碰到再补充

3.纹理的优化

3.1 如何减小资源占磁盘大小

jpg压缩比最高，质量最好，因为不透明，一般用于背景图（颜色位数多）
png8比jpg稍大，转换方式不同，但是几乎看不出差别（适合颜色位数少）

3.2 如何减小资源占内存大小

修改纹理的像素模式，尽量使用RGBA4444（即16位颜色深度的纹理），因为cocos默认是32位，当你的图片是半透明情况下，使用16位纹理较为合理。
使用Npot纹理，占用内存小
使用pvr文件格式，加载速度快。PVRTC有损压缩适合粒子系统
预加载纹理
按纹理size的从大到小进行加载。假设一个占内存16MB的纹理和四个占用内存4MB的纹理。如果你首先加载4MB的纹理，这个程序将会使用16MB的内存，而当它加载第四张纹理的时候，短时间内会飙到20MB。这时，你要加载16MB的那个纹理了，内存会马上飙到48MB（44 + 162），然后再降到32MB（44 + 16）。但是，反过来，你先加载16MB的纹理，然后短时候内飙到32MB。然后又降到16MB。这时候，你再依次加载剩下的4个4MB的，这时，最多会彪到（43 + 4*2 + 16=36）MB。
避免在内存警告时就对缓存进行处理
当你在载入一系列资源的时候，内存警告，如果你这时候立即对缓存进行处理，这时你又还没有进入场景中，又会重新调用载入资源，那么又进入了循环。
理解在什么时候，在哪里去清除缓存