cocos2dx 大地图分块加载的研究(初)

项目里面需要加载一个很大的地图,目测最少是4096x4096的分辨率。


先不考虑什么引擎最大支持多大的图啊,大图加载效率啊等等这些问题,光是4k x 4k的分辨率,ARGB8888,加载进去,就是64M的内存,这还只是一个背景。再来点其他七七八八的东西,轻松超过120,这个内存在某些设备上就已经很危险了。


为了实现这个目标,处理的方式大概有2种:

一、资源重用。也就是类似于tiled这种方法,把地图上面的一些图块,反复使用,通过有限的纹理,来拼接出地图。但是这种方法的确定是地图会比较死板

二、分块加载。就是把一个大图切成若干小块,每次只加载需要显示的图块。看上去很美,现在主要说这个。


先说切图,肯定是切小方块,按照二的幂的原则,一般有这么几个备选:32、64、128、256、512。

用切的图块来铺满一个屏幕,不一定能恰好填满,可能会多出一部分(少一部分就会留黑,肯定不行),从这个上面上来说,肯定是切的越小越好,因为这样就算有浪费,最多也就浪费一个图块的宽度。但是图切的太碎,会对渲染效率产生影响。从调试信息可以看到有个GLVerts,verts越多,显示效率就越低。

但是如果切太大,内存又会有影响,比如我切个512的方块,假设屏幕是960X640,那么极限情况下,最多会同时显示4块(请自行想象在田字格的中间放一个方框,方框就是屏幕),这样就达不到节约内存的目的。

一般128或者256应该就差不多了。

然后把大图切小,分别命名。这图怎么切,当然是叫美工用PS切啊,命名,手动啊。。。当然这是开玩笑,你要真这么弄,美工不把你砍死。。。作为程序员,就是要会偷懒嘛,写个程序就切了,python的。虽然我也不是很会python,只会基本语法。但是python库多啊

import Image  
import sys  
import os.path  
from  datetime  import  *    
import random  
import time  
  

IMAGE_PATH = "map.png"

xIndex = 0
yIndex = 0
cropSize = 256
xnum = 0
yNum = 0
  
im = Image.open(IMAGE_PATH) #打开图片句柄  
pSize = im.size

xnum = pSize[0]/cropSize
yNum = pSize[1]/cropSize

print "size  ",xnum,'  ',yNum

for yIndex in range(yNum):
	for xIndex in range(xnum):
		print "pic : ",xIndex,"_",yIndex
		Box = (xIndex*cropSize,yIndex*cropSize,(xIndex+1)*cropSize,(yIndex+1)*cropSize) #设定裁剪区域  
		region = im.crop(Box)  #裁剪图片,并获取句柄region 
		name = "/Users/apple/Desktop/result/map%s_%s.png" % (xIndex,yNum-1-yIndex)
		region.save(name) #保存图片  
		# xIndex = xIndex+1
		# yIndex = yIndex+1
		print int(time.time());  
  
这样图就切好了,名字也起好了,而且还不用和美工撕逼或者装孙子。。。


再说铺砖,也就是把图块放在地图上的方法

这里会有2个需要区别的东西,一个是坐标,就是offset的那个坐标。一个是index,就是图块的index。因为按照上面的图块命名,坐标是map0_0 ,map0_1这样的规则。

大概思路应该是这样的,首先,获取winSize,计算横竖2个方向需要多少图块才能铺满,向上取整。

    xTileNum = winSize.width/tileSize;
    yTileNum = winSize.height/tileSize;
    xTileNum+=1;
    yTileNum+=1;
然后,根据scrollView的offset,取得左下角那个图块的index,知道这一点应该用那一块来铺。
    Vec2 offset = view->getContentOffset();
    
    offset.x = fabsf(offset.x);
    offset.y = fabsf(offset.y);
    
    int xStartIdx = offset.x/tileSize;
    int yStartIdx = offset.y/tileSize;
然后,在横方向,和竖方向上,铺满
    for (int i = 0 ; i<xTileNum ; i++)
    {
        for (int j=0; j<yTileNum; j++)
        {
            int xIdx = xStartIdx+i;
            int yIdx = yStartIdx+j;
            
            char name[128];
            sprintf(name,"result/map%d_%d.png",xIdx,yIdx);
            Sprite* tile = Sprite::create(name);
            tile->ignoreAnchorPointForPosition(true);
            int posX = tileSize*xIdx;
            int posY = tileSize*yIdx;
            tile->setPosition(posX,posY);
            contentLayer->addChild(tile);
        }
    }
这样,就铺满一屏幕了。

然后来说说滚动的时候的处理方法


上图很清楚,要补充的是绿色区域,要去掉的是左上的那2条,中间的是不用动的。这个地方能想出一万种算法来做。我用的是一种简单直接的,但是绝对不是效率最高的。 因为最后你会发现这点效率完全没有什么卵用。。。。

首先需要这么几个东西
#include <algorithm>
#include <unordered_map>
#include <set>

using namespace std;
    
unordered_map<string,Sprite*> curTiles;
set<string> curKeys;
set<string> newKeys;
其实想法和简单,就是把每次加入的图块sprite,放入一个map,然后把移动过后,需要加入的图块,是全部的,不是新增的那一部分,放入一个map,然后对2个map取差集,就可以得出需要添加的部分,和需要删除的部分。
但是为毛我只写了一个map确用了2个set。。。因为我没试过map能不能用stl的set_difference这个函数。。。大概就是这样
    // 统计需要显示的图块
    newKeys.clear();
    for (int i = 0 ; i<xTileNum ; i++)
    {
        for (int j=0; j<yTileNum; j++)
        {
            int xIdx = xStartIdx+i;
            int yIdx = yStartIdx+j;
            
            if (xIdx>15 || yIdx>15)
            {
                continue;
            }
            
            char name[128];
            sprintf(name,yIdx);
            
            string key = string(name);
            newKeys.insert(key);
        }
    }
    
    set<string> results;
    //在旧集合中去掉新的集合的元素,得到该移除的部分
    set_difference(curKeys.begin(),curKeys.end(),newKeys.begin(),newKeys.end(),inserter(results,results.begin()));
    for (auto it=results.begin(); it!=results.end(); it++)
    {
        curTiles[*it]->removeFromParent();
        curTiles.erase(*it);
    }
    
    //在新集合中去掉旧的集合的元素,得到该添加的部分
    results.clear();
    set_difference(newKeys.begin(),curKeys.begin(),results.begin()));
    for (auto it=results.begin(); it!=results.end(); it++)
    {
        Sprite* tile = Sprite::create((*it).c_str());
        tile->ignoreAnchorPointForPosition(true);
        
        int xIdx = 0;
        int yIdx = 0;
        
        sscanf((*it).c_str(),&xIdx,&yIdx);
        
        int posX = tileSize*xIdx;
        int posY = tileSize*yIdx;

        tile->setPosition(posX,posY);
        contentLayer->addChild(tile);

        curTiles[*it] = tile;
    }
    
    curKeys = newKeys;
    newKeys.clear();
然后还有最重要的一步
    Director::getInstance()->getTextureCache()->removeUnusedTextures();


再说效果
代码这就写完了,然后上甄姬测试吧。
然后 跑起来之后,你就会发现,妈蛋,怎么还是这么卡的不要不要的。还不如全部加载了流畅。
看几个性能参数,内存,效果很明显,GLVerts,效果也很明显。那为毛还这么卡,一定是我的替换算法写的太渣了。然后在算法的起始和结尾输出时间。发现基本可以说是秒过,完全没有性能瓶颈。
控制变量法,其他不变,把图块sprite的纹理全部换成一个图,再一跑,发现流畅无比,各项参数都是很牛B的。

综上可知,应该是可推测。如果是绘制的问题,那么每次都需要绘制新的图库,都应该一样的卡才对。
在2次测试中,唯一的区别,就是把每次都去读取新的图片纹理,换成了用缓存中已经存在的纹理。那么推测应该就是在用新纹理创建新的sprite这个地方卡住了。
bool Sprite::initWithFile(const std::string& filename)
{
    ... ...
    Texture2D *texture = Director::getInstance()->getTextureCache()->addImage(filename);
    ... ...
}
Texture2D * TextureCache::addImage(const std::string &path)
{
    ... ...
    image = new (std::nothrow) Image();
    ... ...       
}
从这里看,在创建新纹理的时候,用到了fileUtil,也就是说读了文件,也就是说这个地方有IO,然而IO是很容易卡的。
下面是输出时间:
-------1--------
------- time stamp : 1386769052
-------2--------
------- time stamp : 1386769053
-------a--------
------- time stamp : 1386769053
-------b--------
------- time stamp : 1386769084
-------a--------
------- time stamp : 1386769084
-------b--------
------- time stamp : 1386769115
-------a--------
------- time stamp : 1386769115
-------b--------
------- time stamp : 1386769147
-------a--------
------- time stamp : 1386769147
-------b--------
------- time stamp : 1386769182
cocos2d: TextureCache: removing unused texture: /private/var/mobile/Containers/Bundle/Application/C85C52CF-396B-4630-A4AE-11A412D8C060/Hello iOS.app/result/map10_3.png
cocos2d: TextureCache: removing unused texture: /private/var/mobile/Containers/Bundle/Application/C85C52CF-396B-4630-A4AE-11A412D8C060/Hello iOS.app/result/map10_2.png
cocos2d: TextureCache: removing unused texture: /private/var/mobile/Containers/Bundle/Application/C85C52CF-396B-4630-A4AE-11A412D8C060/Hello iOS.app/result/map10_0.png
cocos2d: TextureCache: removing unused texture: /private/var/mobile/Containers/Bundle/Application/C85C52CF-396B-4630-A4AE-11A412D8C060/Hello iOS.app/result/map10_1.png
-------3--------
------- time stamp : 1386769184
1是开始计算新图块的地方,2是开始添加新图库的地方。3是整个完成。a是创建图库sprite前,b是创建图库sprite之后。
整个过程耗时132ms,也就是说此时FPS只有10不到。其中最慢的几个地方,都是在ab之间,差不多30ms左右。 再次说明和之前那个效率不算太高的替换算法关系不大。。。


本文标题之所以跟了一个“初”,是我觉得这种方式如果优化一下是可行的,虽然我不知道怎么弄,有知道的麻烦通知我:dinko@126.com


所以我觉得这种方式暂时是不靠谱的,还是乖乖用tiled去拼,或者分层来做吧。



PS:

其实还有一种做法,类似google map和百度地图那样,在滚动的时候不加载,滚动停了之后再加载。但是人家那是APP啊,游戏这样做你看效果如何。分分钟删游戏

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