《我所理解的Cocos2d-x》书评及笔记

       花了两个月陆陆续续地把这本书读完，觉得总体上是一本很不错的书。作者以前参与过cocos引擎的开发，因此是以自己的角度讲解cocos引擎，不同于市面上很多单纯罗列cocos api和代码的书，而是结合OpenGL ES和图形学，对于cocos的讲解深入到引擎实现层面。看完之后，对于cocos引擎的各方面：渲染、纹理、事件分发、物理引擎等都有比较深入的了解。

       另外也有一些不足之处：部分章节编排显得散乱，正如作者所写，他的写作方法是先把相关资料都搜罗在一起，然后再整理目录结构。在讲解渲染的时候，作者本意是想融合OpenGL ES和图形学的知识，但是有的地方讲解不甚清楚，跳跃性较强，需要较好的图形学功底才容易理解。另外，最后几章的结束显得略微草率。

                                       第一章 全新的Cocos2d-x 3.0

1. cocos2d-x 3.x的几项重大改动：新的渲染系统、统一的事件系统、深度集成的物理系统、C++的命名风格
2. 基于RenderCommand 的新渲染系统
   1. 可组合（自动批处理），减少绘制次数，提升性能
   2. 可排序：globalZOder > localZOrder > orderOfArrival
   3. Sprite的自动剔除
3. 统一的事件分发器EventDispatcher，将事件关联到UI元素
4. cocos 3.x新的数据结构：Vector<T>和Map<K, V>，push时retain, popBack时release
5. cocos的内存管理机制：
   1. 继承Ref类的对象都可以被管理，每一帧都会把引用计数为0的对象释放
   2. retain会让计数加1，release会减1
   3. addChild会自动调用retain
   4. create会自动调用autoRelease
6. C++风格：随着与cocos-iPhone的分离，从OC风格转成C++，CCSprite -> Sprite

                                        第2章 Cocos2d-x架构一瞥

1. cocos引擎的主要组成：渲染系统、物理系统、事件系统、动画及纹理系统、内存管理及调度器
2. 内存管理详解：
   1. new会让引用计数加1
   2. create = new + autorelease(添加到AutoreleasePool)
   3. 每一帧对Pool中每个对象，做release(引用计数减1，若减到0则释放)
   4. 对于想提前释放的Ref对象，可以使用自定义AutoreleasePool来即时清理
3. anchorPoint和position共同决定了元素的位置
4. UI树和绘制顺序
   1. localZOrder：将UI树结构和绘制顺序绑定
   2. globalZOrder：更灵活
5. 具体绘制流程
   1. 对globalZOrder不为0的元素按值排序
   2. 对其余元素，按localZOrder。对每个元素做中序遍历：
      1. 遍历左边子节点（所有localZOrder小于0的直接子节点，且按升序排列）
      2. 遍历当前元素
      3. 遍历右边子节点（所有localZOrder大于0的直接子节点，且按升序排列）
6. autorelease本质是延迟释放，将Pool中所有不在UI树中的元素释放；addChild/removeFromParent  -> Vector的push/popBack -> retain/release
7. Application的子类AppDelegate定义了游戏生命周期各个阶段的处理：启动后，切后台，切前台
8. 设计分辨率和实际分辨率
9. pushScene和replaceScene
10. 游戏循环详细过程：用户输入 -> 动画 -> 物理模拟 -> 逻辑更新（与物理模拟顺序不一定） -> UI树遍历 -> 渲染 -> 交换缓冲区 -> 自动释放
11. Scheduler的两种方式：
    1. scheduleUpdate: 可指定priority，性能更好
    2. schedule:可指定interval，repeat，delay
12. Scheduler的priority根据逻辑而不是对象：
    1. ActionManager：永远最低
    2. PhysicsWorld：0
    3. CustomLogic：自定义
13. 避免在每帧做复杂的查找或者迭代运算，以免影响性能
14. Cocos2d-x是一个单线程的引擎，许多异步处理的结果须在主线程完成；如异步纹理加载，回调addImageAsyncCallBack每一帧处理一个纹理，上传到GL内存中(GL命令耗时且必须在主线程中执行)

                                        第3章 OpenGL ES 2.0概览

1. GPU vs CPU: 并行 vs 串行；衡量GPU性能参数：pps
2. OpenGL ES渲染管线：
   1. 顶点数组：所有图元primitive的顶点信息
   2. 顶点着色器：计算顶点的坐标、颜色、光照等；顶点坐标变换；提供易变变量
   3. 图元组装：视锥体相关的一些坐标变换
   4. 光栅化：图元转成片段fragment（像素），计算插值
   5. 片段着色器：计算每个片段（像素）的颜色值，实现特殊效果（阴影、描边、闪光
   6. 片段测试：深度测试、模板测试、混合
   7. 帧缓冲：每个像素点的最终信息（颜色、深度、模板值），双buffer切换

                                        第4章 全新的绘制系统

1. 新的绘制系统的特点：
   1. UI树遍历和绘制分离
   2. 自动批处理和自动裁剪
   3. 自定义绘制命令
2. 绘制流程
   1. 遍历UI树并生成RenderCommand（根据localZOrder：遍历顺序）
   2. 排序（根据globalZOrder：绘制顺序）
   3. 执行绘制（自动批处理）
3. RenderCommand分类：
   1. QuadCommand：Sprite和ParticleSystem；自动批处理：相邻的QuadCommand使用同样的纹理
   2. BatchCommand：TextureAtlas，性能更好，但不能参与自动批绘制
   3. GroupCommand：ClippingNode和RenderTexture，包装多个RenderCommand且不参与全局排序
   4. CustomCommand：自定义
4. 自定义RenderCommand例子：新手教程实现其余区域半透明
5. 多重采样：抗锯齿

                                        第5章 纹理

1. 纹理：通过TextImage2D命令定义的像素矩形；纹素
2. 纹理 + 光栅化采样 -> 片段着色器 
3. 纹理坐标：uv型(纹理宽高)和st型(最大是1)
4. 解包：客户端（format和type定义格式的像素数据） -> GL服务端（浮点型RGBA像素值）；打包：GL服务端 -> 客户端
5. PNG、JPG等格式在使用时需先转成cocos支持的指定格式（如RGBA8888）
6. 纹理缩放
   1. 缩小：多个纹素 -> 一个像素
   2. 放大：一个纹素 -> 多个像素
7. 多级纹理：通过图像金字塔适配不同分辨率
8. 纹理压缩：
   1. ios：PVRTC
   2. android：ETC
9. 纹理对象的管理：
   1. TextureCache
   2. 自己封装ResourceManager
10. 纹理所占内存的计算 result = width * height * bpp / 8
11. 纹理使用优化：
    1. 引擎商和硬件商合作定制优化
    2. 提前加载资源
    3. 即使清除不用的资源
    4. 合图
    5. 多级纹理：
       1. 减少内存：只上传所需级别的纹理
       2. 减少计算量：无需加载时再计算
    6. 选择适当的资源格式（RGBA8888，RGBA4444）
    7. 使用压缩纹理

                                        第6章 精灵

1. 精灵：游戏中的元素，纹理的一部分（关联到Texture2D对象）
2. 使用精灵的好处：
   1. 自动批绘制
   2. 在一组元素中使用精灵，单个的属性（位置、颜色、缩放等）控制比较灵活
3. RGBA
   1. R、G、B：三基色通道，0-255，值越大越亮，0表示黑色，255表示最亮，都为255时为白色。
   2. A：Alpha通道，不透明度，0-1，值越大越不透明
4. 颜色混合：多个图层之间的混合
   1. 混合规则：定义RGBA各向量的加成规则
   2. 深度测试会将较远的位于非透明图元之后的部分丢弃
5. 颜色叠加：将一个颜色作用在当前图层，如角色受攻击后闪动红色
   1. 颜色叠加可以沿UI树递归传递
   2. 每个Node拥有displayColor = realColor * parentColor / 255
6. Alpha预乘：
   1. 对于颜色混合的计算：(Rs, Gs, Bs) * As + (Rd, Gd, Bd) * (1 - As)，提前乘好Alpha通道的值
   2. 优点：减少计算量，提高性能；缺点：预乘减小了颜色精度
7. 精灵表：合图，将多个精灵合并在一张图上，通过配置文件（plist）表示每个精灵的位置
   1. frameCache:addSpriteFrames(.plist) 通过plist将spriteFrame加入spriteFrameCache
   2.  同时会将对应的纹理加入textureCache
8. 精灵动画：都通过配置文件来定义
   1. 帧动画：每帧间隔、关键帧的spriteFrame、来自精灵表
   2. 骨骼动画：
9. 使用SpriteBatchNode的批绘制
   1. 多个Sprite需放在同一个SpriteBatchNode下
   2. 使用不便，不如自动批绘制
   3. 部分拉伸：Scale9Sprite，底层使用SpriteBatchNode
10. 自动批绘制的条件（同一次绘制）
    1. 同一张纹理
    2. 相同的BlendFunc设置
    3. 相同的Shader程序
    4. 顺序上相邻

                                        第7、8章 OpenGL ES着色语言和程序

1. OpenGL ES着色语言可以用来编写着色器程序
2. 存储限定符
   1. attribute：应用程序传给顶点着色器
   2. uniform：应用程序传给顶点着色器和片段着色器
   3. varying：顶点着色器传给片段着色器，经过插值的易变量
3. 顶点缓冲对象，顶点数组对象（VAO）
4. cocos着色器子系统：Node 多<->一 GLProgramState 多<->一 GLProgram
5. 着色器编辑工具

               

                                        第9、10章 帧缓冲、片段操作

1. GroupCommand <-> RenderTexture <-> 帧缓冲
2. 帧缓冲的逻辑缓冲区：
   1. 颜色
   2. 深度
   3. 模板
3. 片段操作和测试：从片段着色器到帧缓冲
   1. 像素所有权测试
   2. 裁剪测试
   3. 模板测试：裁剪、光照阴影
   4. 深度测试：遮挡

                                   第11章 多分辨率支持

1. 资源分辨率，设计分辨率，应用分辨率
2. 5种缩放策略：
   1. EXACT_FIT（非等比）
   2. NO_BORDER
   3. SHOW_ALL
   4. FIXED_HEIGHT
   5. FIXED_WIDTH
3. 不要写死绝对坐标，而是根据visibleSize自适应
4. 设置资源缩放因子，程序中提供一套不同分辨率的资源，使用不同的搜索路径

第12章 事件分发

1. 事件分发模型：订阅者模式，事件分发者，订阅者，好处：解耦合
2. 订阅时可指定关联Node或优先级，对于多个订阅者，分发的顺序：
   1. 优先级小于0的订阅者
   2. Node绘制的顺序
   3. 优先级大于0的订阅者
3. 多点触摸 EventListenerTouchAllAtOnce 单点触摸 EventListenerTouchOneByOne
   1. 飞机移动例子：指定关联到fighter，再实现began和move事件的处理函数
4. setSwallowTouches可以阻止一个触摸点向后面的订阅者继续分发

                                   第13章 字体的故事

1. 轮廓字的发展：PostScript(Adobe) -> Type 1(Adobe) -> TrueType(Apple, MS) -> FreeType(iOS, Android，cocos支持)
2. Label的创建
   1. createWithTTF：轮廓字，效率稍低
   2. createWithBMFont：点阵字，通过纹理生成，效率高，但不支持所有中文
3. Label的特效：阴影，描边，发光

                                   第14章 动画系统

1. 动画系统基于线性插值
2. Action，MoveTo, Sequence, Spwan, Repeat
3. 加速是通过dt * speed（基于时间片而不是帧率）
4. 收到伤害时闪白的实现：在动画开始时使用自定义的着色器

                                   第15章 碰撞及物理引擎

1. Box2D和Chipmunk2D（cocos使用）
2. 碰撞检测基于刚体，刚体有自己的范围

                                   第16、17章 运行时对象数据模型、Genius-x开源框架

1. Entity Component System：以属性为中心的架构风格
2. 代表：genius-x，cocos creator

                                   第18章 脚本

1. lua使用虚拟栈和C传递值
2. cocos 3.0使用bindings-generator来生成绑定代码，基于tolua++，比原来的tolua更方便