Cocos Creator引擎开发：Cocos Creator基础入门_（18）.性能优化

最新推荐文章于 2025-10-15 14:17:00 发布

chenlz2007

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分类专栏：虚拟现实游戏游戏开发文章标签：性能优化前端 javascript 开发语言音视频服务器

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性能优化

在虚拟现实游戏开发中，性能优化是至关重要的一步。Cocos Creator 提供了多种工具和方法来帮助开发者优化游戏的性能，确保游戏在各种设备上都能流畅运行。本节将详细介绍一些常见的性能优化技巧和方法，包括资源管理、节点优化、渲染优化、脚本优化等。

资源管理

资源管理是性能优化的重要环节。良好的资源管理可以减少内存占用，提高加载速度，提升游戏的整体性能。

1. 资源压缩

资源压缩可以显著减少资源文件的大小，从而加快加载速度和减少内存占用。Cocos Creator 支持多种资源压缩格式，如 PNG、JPEG、WebP 等。

例子：使用 WebP 压缩图片资源

假设我们有一个 PNG 图片资源，我们可以通过以下步骤将其转换为 WebP 格式：

安装 WebP 插件：

在 Cocos Creator 编辑器中，进入 Assets 面板，右键点击空白处，选择 Install Module，搜索并安装 WebP 插件。
转换图片资源：

选择需要转换的 PNG 图片，右键点击，选择 Convert to WebP。

代码中使用 WebP 资源：

在脚本中加载和使用 WebP 图片资源时，代码与加载 PNG 资源的方式相同。


import { _decorator, Component, Sprite, SpriteFrame, resources } from 'cc';

const { ccclass, property } = _decorator;



@ccclass('LoadWebPImage')

export class LoadWebPImage extends Component {

    @property(Sprite)

    sprite: Sprite | null = null;



    start() {

        // 加载 WebP 图片资源

        resources.load('images/example.webp', SpriteFrame, (err, spriteFrame) => {

            if (err) {

                console.error('Failed to load WebP image:', err);

                return;

            }

            // 设置 Sprite 的 SpriteFrame

            this.sprite.spriteFrame = spriteFrame;

        });

    }

}

2. 资源加载优化

资源加载优化可以减少加载时间，提升游戏的启动速度和加载效率。

例子：使用资源预加载

假设我们有一个虚拟现实游戏，需要在游戏开始时预加载一些关键资源，以确保游戏运行时不会因为加载资源而卡顿。

创建资源预加载脚本：

在项目中创建一个 PreloadResources.ts 脚本。


import { _decorator, Component, resources, SpriteFrame, Label, Node } from 'cc';

const { ccclass, property } = _decorator;



@ccclass('PreloadResources')

export class PreloadResources extends Component {

    @property([Node])

    preloadItems: Node[] = [];



    @property(Label)

    progressLabel: Label | null = null;



    start() {

        this.preloadResources();

    }



    preloadResources() {

        let total = this.preloadItems.length;

        let loaded = 0;



        for (let item of this.preloadItems) {

            let path = item.name;

            resources.load(path, (err, asset) => {

                if (err) {

                    console.error('Failed to preload resource:', err);

                    return;

                }

                loaded++;

                this.updateProgress(loaded, total);

            });

        }

    }



    updateProgress(loaded: number, total: number) {

        let progress = (loaded / total) * 100;

        if (this.progressLabel) {

            this.progressLabel.string = `Loading... ${progress.toFixed(2)}%`;

        }

        if (loaded === total) {

            console.log('All resources preloaded successfully!');

            this.onPreloadComplete();

        }

    }



    onPreloadComplete() {

        // 预加载完成后的处理

        this.node.destroy();

        // 启动游戏逻辑

        this.startGame();

    }



    startGame() {

        // 启动游戏逻辑

        console.log('Game started!');

    }

}

在场景中使用预加载脚本：

在启动场景中添加一个节点，并将 PreloadResources 脚本挂载到该节点上。将需要预加载的资源节点添加到 preloadItems 数组中，并设置一个 Label 节点用于显示加载进度。

节点优化

节点优化可以减少渲染和更新的开销，提升游戏的运行效率。

1. 减少节点数量

减少节点数量可以降低渲染和更新的开销。可以通过合并节点、使用层级节点等方式来减少节点数量。

例子：合并节点

假设我们有一个虚拟现实游戏场景，包含多个静态背景节点。我们可以通过合并这些节点来减少节点数量。

创建合并节点脚本：

在项目中创建一个 MergeNodes.ts 脚本。


import { _decorator, Component, Node, Sprite, SpriteFrame } from 'cc';

const { ccclass, property } = _decorator;



@ccclass('MergeNodes')

export class MergeNodes extends Component {

    @property([Node])

    nodesToMerge: Node[] = [];



    start() {

        this.mergeNodes();

    }



    mergeNodes() {

        let combinedSprite = new Sprite(this.node);

        let combinedSpriteFrame = new SpriteFrame();



        let combinedTexture = new cc.Texture2D();

        combinedTexture.initWithElement(this.createTextureElement());

        combinedTexture.handleLoadedTexture();



        combinedSpriteFrame.texture = combinedTexture;

        combinedSprite.spriteFrame = combinedSpriteFrame;



        // 销毁合并前的节点

        for (let node of this.nodesToMerge) {

            node.destroy();

        }

    }



    createTextureElement() {

        // 创建一个空的画布

        let canvas = document.createElement('canvas');

        let ctx = canvas.getContext('2d');



        let totalWidth = 0;

        let totalHeight = 0;



        // 计算合并后的总尺寸

        for (let node of this.nodesToMerge) {

            let sprite = node.getComponent(Sprite);

            let spriteFrame = sprite.spriteFrame;

            let texture = spriteFrame.texture;



            totalWidth += texture.width;

            totalHeight = Math.max(totalHeight, texture.height);

        }



        canvas.width = totalWidth;

        canvas.height = totalHeight;



        let x = 0;

        // 将每个节点的纹理绘制到合并后的画布上

        for (let node of this.nodesToMerge) {

            let sprite = node.getComponent(Sprite);

            let spriteFrame = sprite.spriteFrame;

            let texture = spriteFrame.texture;



            ctx.drawImage(texture, x, 0);

            x += texture.width;

        }



        return canvas;

    }

}

在场景中使用合并节点脚本：

在场景中添加一个节点，并将 MergeNodes 脚本挂载到该节点上。将需要合并的节点添加到 nodesToMerge 数组中。

2. 使用层级节点

使用层级节点可以减少场景中节点的数量，提高渲染效率。

例子：创建层级节点

假设我们有一个包含多个子节点的复杂 UI，可以通过创建一个层级节点来减少节点数量。

创建层级节点：

在 Cocos Creator 编辑器中，创建一个父节点，并将多个子节点挂载到该父节点下。

脚本中操作层级节点：

在脚本中操作层级节点时，可以通过父节点来控制所有子节点。


import { _decorator, Component, Node, Label } from 'cc';

const { ccclass, property } = _decorator;



@ccclass('UIManager')

export class UIManager extends Component {

    @property(Node)

    uiParentNode: Node | null = null;



    @property(Label)

    scoreLabel: Label | null = null;



    start() {

        this.updateScore(0);

    }



    updateScore(score: number) {

        if (this.scoreLabel) {

            this.scoreLabel.string = `Score: ${score}`;

        }

    }



    showUI() {

        if (this.uiParentNode) {

            this.uiParentNode.active = true;

        }

    }



    hideUI() {

        if (this.uiParentNode) {

            this.uiParentNode.active = false;

        }

    }

}

渲染优化

渲染优化可以提高游戏的渲染效率，减少 CPU 和 GPU 的负担。

1. 使用合批渲染

合批渲染可以减少 Draw Call 的数量，提高渲染效率。

例子：启用合批渲染

假设我们有一个虚拟现实游戏场景，包含多个相似的 Sprite 节点。我们可以通过启用合批渲染来减少 Draw Call 的数量。

启用合批渲染：

在 Cocos Creator 编辑器中，进入 Project 面板，选择 Settings，然后进入 Rendering 选项卡，启用 Sprite Atlas。
创建 Sprite Atlas：

在 Assets 面板中，右键点击空白处，选择 Create -> Sprite Atlas，创建一个 Sprite Atlas。
添加纹理到 Sprite Atlas：

将需要合批的纹理拖动到创建的 Sprite Atlas 中。

使用 Sprite Atlas：

在场景中使用包含在 Sprite Atlas 中的纹理。


import { _decorator, Component, Sprite, SpriteAtlas, resources } from 'cc';

const { ccclass, property } = _decorator;



@ccclass('UseSpriteAtlas')

export class UseSpriteAtlas extends Component {

    @property(Sprite)

    sprite: Sprite | null = null;



    @property(SpriteAtlas)

    spriteAtlas: SpriteAtlas | null = null;



    start() {

        if (this.sprite && this.spriteAtlas) {

            let spriteFrame = this.spriteAtlas.getSpriteFrame('example_sprite');

            if (spriteFrame) {

                this.sprite.spriteFrame = spriteFrame;

            }

        }

    }

}

2. 减少透明度混合

透明度混合会增加 GPU 的负担，可以通过减少透明度混合来提高渲染效率。

例子：优化透明度混合

假设我们有一个虚拟现实游戏场景，包含多个带有透明度的 Sprite 节点。我们可以通过调整节点的顺序和合并透明度来减少透明度混合。

调整节点顺序：

在 Cocos Creator 编辑器中，通过拖动节点来调整它们的渲染顺序，确保不透明的节点先渲染。

合并透明度：

通过合并多个带有透明度的 Sprite 节点为一个节点，减少透明度混合的次数。


import { _decorator, Component, Node, Sprite, SpriteFrame } from 'cc';

const { ccclass, property } = _decorator;



@ccclass('OptimizeTransparency')

export class OptimizeTransparency extends Component {

    @property([Node])

    transparentNodes: Node[] = [];



    start() {

        this.optimizeTransparency();

    }



    optimizeTransparency() {

        let combinedSprite = new Sprite(this.node);

        let combinedSpriteFrame = new SpriteFrame();



        let combinedTexture = new cc.Texture2D();

        combinedTexture.initWithElement(this.createTextureElement());

        combinedTexture.handleLoadedTexture();



        combinedSpriteFrame.texture = combinedTexture;

        combinedSprite.spriteFrame = combinedSpriteFrame;



        // 销毁合并前的节点

        for (let node of this.transparentNodes) {

            node.destroy();

        }

    }



    createTextureElement() {

        // 创建一个空的画布

        let canvas = document.createElement('canvas');

        let ctx = canvas.getContext('2d');



        let totalWidth = 0;

        let totalHeight = 0;



        // 计算合并后的总尺寸

        for (let node of this.transparentNodes) {

            let sprite = node.getComponent(Sprite);

            let spriteFrame = sprite.spriteFrame;

            let texture = spriteFrame.texture;



            totalWidth += texture.width;

            totalHeight = Math.max(totalHeight, texture.height);

        }



        canvas.width = totalWidth;

        canvas.height = totalHeight;



        let x = 0;

        // 将每个节点的纹理绘制到合并后的画布上

        for (let node of this.transparentNodes) {

            let sprite = node.getComponent(Sprite);

            let spriteFrame = sprite.spriteFrame;

            let texture = spriteFrame.texture;



            ctx.globalAlpha = sprite.node.opacity / 255;

            ctx.drawImage(texture, x, 0);

            x += texture.width;

        }



        return canvas;

    }

}

脚本优化

脚本优化可以减少 CPU 的负担，提高游戏的运行效率。

1. 减少不必要的更新

减少不必要的更新可以显著提升游戏的性能。可以通过优化 update 方法来减少每帧的计算量。

例子：优化 `update` 方法

假设我们有一个虚拟现实游戏中需要频繁更新的脚本，可以通过减少更新频率来优化性能。

优化 update 方法：

在脚本中使用 schedule 方法来减少更新频率。


import { _decorator, Component, Vec3, systemEvent, SystemEvent } from 'cc';

const { ccclass, property } = _decorator;



@ccclass('OptimizeUpdate')

export class OptimizeUpdate extends Component {

    @property(Vec3)

    targetPosition: Vec3 = new Vec3(0, 0, 0);



    private updateInterval: number = 0.1; // 每 0.1 秒更新一次



    start() {

        // 每 0.1 秒调用一次 updatePosition 方法

        this.schedule(this.updatePosition, this.updateInterval);

    }



    updatePosition() {

        let currentPosition = this.node.position;

        let direction = this.targetPosition.subtract(currentPosition);

        let distance = direction.length();



        if (distance > 0.1) {

            direction.normalizeSelf();

            this.node.position = currentPosition.add(direction.multiplyScalar(0.1));

        } else {

            this.node.position = this.targetPosition;

            // 停止更新

            this.unschedule(this.updatePosition);

        }

    }



    onEnable() {

        // 监听输入事件

        systemEvent.on(SystemEvent.EventType.TOUCH_MOVE, this.handleTouchMove, this);

    }



    onDisable() {

        // 移除输入事件监听

        systemEvent.off(SystemEvent.EventType.TOUCH_MOVE, this.handleTouchMove, this);

    }



    handleTouchMove(event: EventTouch) {

        let touches = event.getAllTouches();

        if (touches.length > 0) {

            let touch = touches[0];

            let location = touch.getLocation();

            this.targetPosition.set(location.x, location.y, 0);

            // 重新启动更新

            this.schedule(this.updatePosition, this.updateInterval);

        }

    }

}

2. 使用缓存

使用缓存可以减少重复计算，提高性能。

例子：缓存计算结果

假设我们有一个虚拟现实游戏中的复杂计算，可以通过缓存计算结果来减少重复计算。

创建缓存计算脚本：

在项目中创建一个 CacheCalculation.ts 脚本。


import { _decorator, Component, Node } from 'cc';

const { ccclass, property } = _decorator;



@ccclass('CacheCalculation')

export class CacheCalculation extends Component {

    @property(Node)

    targetNode: Node | null = null;



    private cachedResult: Vec3 | null = null;



    start() {

        this.calculatePosition();

    }



    update() {

        if (this.cachedResult) {

            this.node.position = this.cachedResult;

        }

    }



    calculatePosition() {

        if (this.targetNode) {

            let targetPosition = this.targetNode.position;

            let complexResult = this.performComplexCalculation(targetPosition);

            this.cachedResult = complexResult;

        }

    }



    performComplexCalculation(targetPosition: Vec3): Vec3 {

        // 模拟复杂计算

        let result = new Vec3();

        result.x = targetPosition.x * Math.sin(targetPosition.y) + targetPosition.z * Math.cos(targetPosition.x);

        result.y = targetPosition.y * Math.cos(targetPosition.z) + targetPosition.x * Math.sin(targetPosition.y);

        result.z = targetPosition.z * Math.sin(targetPosition.x) + targetPosition.y * Math.cos(targetPosition.z);



        return result;

    }

}

在场景中使用缓存计算脚本：

在场景中添加一个节点，并将 CacheCalculation 脚本挂载到该节点上。设置 targetNode 为需要进行复杂计算的目标节点。

网络优化

网络优化可以减少网络延迟，提高游戏的响应速度和流畅度。在虚拟现实游戏中，网络优化尤为重要，因为网络延迟会影响用户的沉浸体验。

1. 减少网络请求

减少不必要的网络请求可以显著提升游戏的性能。可以通过批量请求、缓存数据等方式来减少网络请求。

例子：批量请求数据

假设我们有一个虚拟现实游戏，需要从服务器获取多个数据。我们可以通过批量请求来减少网络请求次数。

创建批量请求脚本：

在项目中创建一个 BatchRequest.ts 脚本。


import { _decorator, Component, network, HttpRequest } from 'cc';

const { ccclass, property } = _decorator;



@ccclass('BatchRequest')

export class BatchRequest extends Component {

    @property([String])

    requestUrls: string[] = [];



    start() {

        this.sendBatchRequests();

    }



    sendBatchRequests() {

        let requests: HttpRequest[] = [];

        for (let url of this.requestUrls) {

            let request = new HttpRequest();

            request.url = url;

            request.method = network.Method.GET;

            request.responseType = network.ResponseType.TEXT;

            request.onreadystatechange = (req) => {

                if (req.readyState === network READY_STATE.DONE && (req.status >= 200 && req.status < 300)) {

                    console.log('Request successful:', req.responseText);

                } else if (req.readyState === network READY_STATE.DONE) {

                    console.error('Request failed:', req.statusText);

                }

            };

            requests.push(request);

        }



        // 批量发送请求

        for (let request of requests) {

            request.send();

        }

    }

}

在场景中使用批量请求脚本：

在场景中添加一个节点，并将 BatchRequest 脚本挂载到该节点上。将需要请求的数据 URL 添加到 requestUrls 数组中。


// 在 Inspector 面板中设置 requestUrls

this.requestUrls = [

    'https://example.com/data1.json',

    'https://example.com/data2.json',

    'https://example.com/data3.json'

];

2. 数据缓存

数据缓存可以减少重复的网络请求，提高游戏的加载速度和响应速度。

例子：缓存数据

假设我们有一个虚拟现实游戏，需要频繁从服务器获取某些数据。我们可以通过缓存这些数据来减少网络请求次数。

创建数据缓存脚本：

在项目中创建一个 DataCache.ts 脚本。


import { _decorator, Component, network, HttpRequest, JsonAsset } from 'cc';

const { ccclass, property } = _decorator;



@ccclass('DataCache')

export class DataCache extends Component {

    private cache: Map<string, any> = new Map();



    @property([String])

    requestUrls: string[] = [];



    start() {

        this.loadAndCacheData();

    }



    loadAndCacheData() {

        for (let url of this.requestUrls) {

            if (!this.cache.has(url)) {

                this.sendRequest(url);

            }

        }

    }



    sendRequest(url: string) {

        let request = new HttpRequest();

        request.url = url;

        request.method = network.Method.GET;

        request.responseType = network.ResponseType.JSON;

        request.onreadystatechange = (req) => {

            if (req.readyState === network READY_STATE.DONE && (req.status >= 200 && req.status < 300)) {

                let data = req.response;

                this.cache.set(url, data);

                console.log('Request successful:', data);

            } else if (req.readyState === network READY_STATE.DONE) {

                console.error('Request failed:', req.statusText);

            }

        };

        request.send();

    }



    getData(url: string): any {

        return this.cache.get(url);

    }

}

在场景中使用数据缓存脚本：

在场景中添加一个节点，并将 DataCache 脚本挂载到该节点上。将需要缓存的数据 URL 添加到 requestUrls 数组中。


// 在 Inspector 面板中设置 requestUrls

this.requestUrls = [

    'https://example.com/data1.json',

    'https://example.com/data2.json',

    'https://example.com/data3.json'

];

在其他脚本中可以通过 DataCache 脚本获取缓存的数据。


import { _decorator, Component, Node } from 'cc';

const { ccclass, property } = _decorator;



@ccclass('UseCachedData')

export class UseCachedData extends Component {

    @property(Node)

    dataCacheNode: Node | null = null;



    private dataCache: DataCache | null = null;



    start() {

        if (this.dataCacheNode) {

            this.dataCache = this.dataCacheNode.getComponent(DataCache);

            if (this.dataCache) {

                let data = this.dataCache.getData('https://example.com/data1.json');

                if (data) {

                    console.log('Using cached data:', data);

                } else {

                    console.log('Data not cached yet');

                }

            }

        }

    }

}

性能监控

性能监控可以帮助开发者及时发现和解决性能问题，确保游戏在各种设备上都能流畅运行。

1. 使用 Cocos Creator 内置的性能监控工具

Cocos Creator 提供了内置的性能监控工具，可以帮助开发者监控游戏的帧率、内存占用、Draw Call 数量等关键性能指标。

例子：启用性能监控

启用性能监控：

在 Cocos Creator 编辑器中，进入 Project 面板，选择 Settings，然后进入 Debug 选项卡，启用 Performance Monitor。
查看性能监控结果：

在游戏运行时，可以通过 Cocos Creator 的控制台查看性能监控结果，包括帧率、内存占用、Draw Call 数量等。

2. 自定义性能监控

开发者也可以根据需要自定义性能监控工具，例如记录特定事件的性能数据、分析特定模块的性能瓶颈等。

例子：自定义性能监控

假设我们希望在游戏运行时记录特定事件的性能数据，可以通过以下步骤实现：

创建自定义性能监控脚本：

在项目中创建一个 CustomPerformanceMonitor.ts 脚本。


import { _decorator, Component, Node, Time, Profiler } from 'cc';

const { ccclass, property } = _decorator;



@ccclass('CustomPerformanceMonitor')

export class CustomPerformanceMonitor extends Component {

    @property(Node)

    monitoredNode: Node | null = null;



    @property(String)

    monitoredEvent: string = 'exampleEvent';



    private startTime: number = 0;



    start() {

        if (this.monitoredNode) {

            this.monitoredNode.on(this.monitoredEvent, this.onEventTriggered, this);

        }

    }



    onEventTriggered() {

        this.startTime = Time.now;

        Profiler.beginSample('Custom Event Performance');

        this.performHeavyTask();

        Profiler.endSample();

        console.log(`Custom event took ${Time.now - this.startTime} ms to complete`);

    }



    performHeavyTask() {

        // 模拟一个耗时的任务

        for (let i = 0; i < 1000000; i++) {

            let x = i * i;

        }

    }



    onDestroy() {

        if (this.monitoredNode) {

            this.monitoredNode.off(this.monitoredEvent, this.onEventTriggered, this);

        }

    }

}

在场景中使用自定义性能监控脚本：

在场景中添加一个节点，并将 CustomPerformanceMonitor 脚本挂载到该节点上。设置 monitoredNode 为需要监控的节点，并设置 monitoredEvent 为需要监控的事件。
```
// 在 Inspector 面板中设置 monitoredNode 和 monitoredEvent

this.monitoredNode = someNode; // 替换为实际的节点

this.monitoredEvent = 'exampleEvent'; // 替换为实际的事件
```