我所理解的Cocos2d-x

作品简介

《我所理解的Cocos2d-x》针对最新的 Cocos2d-x 3.x版本，介绍了Coco2d-x游戏引擎的基本架构、渲染机制，以及各个子模块的功能和原理，并结合OpenGL ES图形渲染管线，深入探讨了游戏开发中涉及的相关图形学的知识，内容包括：Cocos2d-x的基本架构及渲染机制、纹理相关的知识、OpenGL ES 2.0渲染管线、计算机字体的绘制、多分辨率支持、事件分发、碰撞与物理引擎、游戏对象模型架构、Genius-x开源框架、脚本在游戏引擎中的架构等。《我所理解的Cocos2d-x》偏重讲解每个知识模块的概念及原理，使读者能够透过现象看到其背后的工作机制，所以本书在内容组织上并不是围绕Cocos2d-x的接口使用来展开，而是按照通用游戏引擎架构及图形学的内容进行组织。

《我所理解的Cocos2d-x》面向中、高级开发者，可作为初级开发者进阶的教程，也可作为高校游戏引擎架构及图形学相关专业的参考教材。

秦春林，自大学开始自学编程，先后从事过工作流软件，云计算，Web等相关的工作。2011年开始进入游戏开发领域，主持并移植了Cocos2d-x-for-XNA项目。喜欢技术分享，发起并组织了北京快乐技术沙龙，多次作为讲师参与微软，CSDN，51CTO以及9RIA等组织的各类技术培训和讲座。参与了手游项目《天降》的开发，目前主要的兴趣方向是计算机图形学和游戏引擎架构，致力于用软件技术丰富游戏世界的表现及品质。

作品目录

• 前言
• 致谢
• 推荐序
• 第1章　全新的Cocos2d-x 3.0
• 1.1　Cocos2d-x 3.0的历史意义
• 1.1.1　回归C++风格
• 1.1.2　更灵活的渲染架构
• 1.1.3　更自由的发展
• 1.2　Cocos2d-x 3.0的新特性
• 1.2.1　使用C++风格
• 1.2.2　跨平台的Label
• 1.2.3　新的渲染系统
• 1.2.4　统一的消息分发
• 1.2.5　物理引擎集成
• 1.2.6　新的数据结构
• 1.Map<K，V>的性能
• 2.与Cocos2d-x内存管理的结合
• 3.移动语义
• 1.2.7　其他
• 1.3　Cocos2d-x引擎展望
• 1.3.1　3D
• 1.3.2　Cocos Code IDE
• 1.4　本章小结
• 第2章　Cocos2d-x架构一瞥
• 2.1　Cocos2d-x引擎系统总览
• 2.2　Cocos2d-x内存管理机制
• 2.2.1　C++显式堆内存管理
• 2.2.2　C++11中的智能指针
• 2.2.3　为什么不使用智能指针
• 2.2.4　垃圾回收机制
• 2.2.5　Cocos2d-x内存管理机制
• 1.引用计数
• 2.用autorelease（）方法声明一个“智能指针”
• 3.AutoreleasePool队列
• 2.2.6　Cocos2d-x中的智能指针
• 1.构造函数
• 2.赋值操作符
• 3.弱引用赋值
• 4.其他操作
• 5.RefPtr<T>与容器
• 6.RefPtr<T>与自动回收池的比较
• 7.RefPtr<T>的缺陷
• 2.2.7　怎样进行内存管理
• 2.3　UI树及运行时游戏对象
• 2.3.1　位置与变换
• 2.3.2　坐标系
• 1.世界坐标系
• 2.本地坐标系
• 3.坐标变换
• 2.3.3　UI树
• 1.UI树的遍历
• 2.逻辑深度
• 3.模型视图变换矩阵
• 4.运行时游戏对象
• 2.3.4　UI元素与内存管理
• 2.4　应用程序架构
• 2.4.1　游戏生命周期
• 2.4.2　窗口尺寸
• 2.4.3　场景管理
• 2.4.4　游戏循环
• 2.5　实时更新游戏对象
• 2.5.1　帧率
• 2.5.2　Scheduler
• 2.5.3　时间线
• 2.5.4　逻辑更新优先级
• 2.5.5　性能问题
• 2.6　Cocos2d-x的主线程
• 2.6.1　在主线程中执行异步处理
• 2.6.2　纹理的异步加载
• 2.6.3　异步处理的单元测试
• 2.7　本章小结
• 第3章　OpenGL ES 2.0概览
• 3.1　图形处理器简介
• 3.2　什么是OpenGL ES
• 3.3　OpenGL ES 2.0渲染管线
• 3.3.1　顶点数组
• 3.3.2　顶点着色器
• 3.3.3　图元装配
• 3.3.4　光栅化
• 3.3.5　片段着色器
• 3.3.6　片段测试
• 3.4　渲染管线中的并行计算
• 3.5　构建高性能的渲染引擎
• 3.6　帧缓冲
• 3.7　本章小结
• 第4章　全新的绘制系统
• 4.1　新绘制系统的特点
• 4.2　绘制系统概览
• 4.3　RenderCommand
• 4.4　RenderQueue
• 4.5　GroupCommand
• 4.6　Render
• 4.6.1　RenderCommand的排序
• 4.6.2　QuadCommand
• 4.7　元素的可见性
• 4.8　绘制的时机
• 4.9　示例：自定义RenderCommand
• 4.10　本章小结
• 第5章　纹理
• 5.1　光栅化
• 5.1.1　多重采样
• 5.1.2　纹理坐标
• 5.2　像素矩形
• 5.2.1　像素存储模式
• 5.2.2　纹理数据的传输
• 5.2.3　解包
• 5.3　客户端图像格式
• 5.3.1　纹理格式的对应关系
• 5.3.2　图像数据格式转换
• 5.4　纹理对象和加载纹理
• 5.5　纹理单元与多重纹理
• 5.6　纹理缩放
• 5.6.1　纹理缩小
• 5.6.2　纹理放大
• 5.6.3　在Cocos2d-x中设置过滤模式
• 5.7　多级纹理
• 5.7.1　多级纹理过滤模式
• 5.7.2　多级纹理的上传
• 5.7.3　多级纹理的生成
• 5.8　纹理压缩
• 5.8.1　压缩纹理的特点
• 5.8.2　压缩纹理的实现
• 5.8.3　在Cocos2d-x中使用压缩纹理
• 5.8.4　PVRTC和PVRTC2
• 5.8.5　ETC
• 5.8.6　针对不同设备使用不同的压缩纹理
• 5.9　纹理缓存管理
• 5.9.1　纹理的生命周期
• 5.9.2　用TextureCache来管理纹理
• 5.9.3　场景过渡中的资源管理
• 1.基于引用计数的资源管理
• 2.更好的场景过渡资源管理
• 5.9.4　Android下的纹理恢复处理
• 5.10　纹理所占内存的计算
• 5.11　使用纹理最佳实践
• 5.11.1　硬件层面
• 5.11.2　程序层面
• 5.11.3　资源层面
• 5.12　本章小结
• 第6章　精灵
• 6.1　用Sprite绘制一个矩形区域
• 6.1.1　V3F_C4B_T2F_Quad结构体
• 6.1.2　使用QuadCommand进行绘制
• 6.1.3　将Sprite作为子元素
• 6.2　Sprite的绘制属性
• 6.2.1　颜色混合
• 1.源、目标和缓冲区
• 2.混合计算
• 3.混合与深度测试
• 6.2.2　颜色叠加
• 1.Node的颜色叠加
• 2.精灵的颜色叠加
• 6.3　Alpha预乘
• 6.4　精灵表
• 6.5　精灵动画
• 6.6　批绘制还是自动批绘制
• 6.6.1　SpriteBatchNode
• 6.6.2　TextureAtlas
• 6.6.3　SpriteBatchNode的特点和限制
• 6.7　部分拉伸：九宫格
• 6.8　本章小结
• 第7章　OpenGL ES着色语言
• 7.1　概览
• 7.2　基础类型
• 7.2.1　空类型
• 7.2.2　布尔类型
• 7.2.3　整型
• 7.2.4　浮点型
• 7.2.5　矢量
• 7.2.6　矩阵
• 7.2.7　采样器
• 7.2.8　结构体
• 7.2.9　数组
• 7.3　存储限定符
• 7.3.1　默认限定符
• 7.3.2　常量限定符
• 7.3.3　属性限定符
• 7.3.4　全局限定符
• 7.3.5　易变量限定符
• 7.4　构造器
• 7.4.1　标量的转换构造
• 7.4.2　矢量和矩阵构造器
• 7.4.3　结构体构造器
• 7.5　矢量的分量
• 7.6　矩阵的分量
• 7.7　结构体和成员
• 7.8　矢量和矩阵操作符
• 7.9　本章小结
• 第8章　OpenGL ES着色程序
• 8.1　顶点和顶点数组
• 8.1.1　图元与顶点
• 8.1.2　顶点属性状态
• 8.1.3　顶点数组
• 1.顶点数组数据结构
• 2.在顶点着色器中定义属性
• 3.顶点属性的绑定
• 4.顶点数组的传输
• 8.2　顶点缓冲对象
• 8.2.1　顶点数组缓冲对象
• 8.2.2　索引数组缓冲对象
• 8.2.3　使用VAO缓存顶点数组状态
• 8.3　着色器程序
• 8.3.1　着色器程序字符串
• 8.3.2　着色器的加载和编译
• 8.3.3　着色器程序对象
• 8.4　Cocos2d-x着色器子系统
• 8.4.1　GLProgram与Node之间的关系
• 8.4.2　GLProgramState
• 1.设置顶点属性
• 2.设置全局属性
• 8.4.3　着色器程序的使用过程
• 8.4.4　GLProgramState的管理
• 8.4.5　GLProgramState的限制
• 8.5　顶点着色器
• 8.5.1　输入参数
• 8.5.2　顶点坐标输出参数
• 8.5.3　易变量输出参数
• 8.6　片段着色器
• 8.6.1　输入参数
• 8.6.2　纹理采样
• 8.6.3　输出参数
• 8.7　着色器编辑工具
• 8.8　示例
• 8.8.1　使用ETC压缩纹理
• 8.8.2　动态设置着色器参数
• 8.9　着色器程序最佳实践
• 8.10　本章小结
• 第9章　帧缓冲
• 9.1　GroupCommand
• 9.1.1　使用GroupCommand的流程
• 9.1.2　GroupCommand的限制
• 9.2　帧缓冲
• 9.2.1　绑定和管理帧缓冲
• 9.2.2　将图像附加到帧缓冲
• 9.2.3　渲染缓冲对象
• 9.2.4　将Renderbuffer附加到帧缓冲
• 9.2.5　将Texture附加到帧缓冲
• 9.2.6　帧缓冲完成状态
• 1.帧缓冲附加点完成状态
• 2.帧缓冲完成状态
• 3.完成状态对帧缓冲操作的影响
• 9.3　RenderTexture
• 9.3.1　RenderTexture的初始化
• 9.3.2　RenderTexture的绘制
• 9.3.3　ReadPixels
• 9.3.4　RenderTexture的限制及用途
• 9.4　本章小结
• 第10章　片段操作
• 10.1　片段操作简述
• 10.2　逻辑缓冲区
• 10.2.1　位平面
• 10.2.2　按位计算
• 1.移位运算符
• 2.逻辑按位运算符
• 10.3　片段测试
• 10.3.1　模板测试
• 10.3.2　深度测试
• 10.3.3　模板测试的步骤
• 10.3.4　片段测试的用途
• 1.深度测试的用途
• 2.模板测试的用途
• 10.4　全缓冲区操作
• 10.4.1　控制缓冲区的更新
• 10.4.2　清理缓冲区
• 10.5　ClippingNode
• 10.5.1　ClippingNode的绘制流程
• 10.5.2　ClippingNode的模板测试分析
• 10.6　本章小结
• 第11章　多分辨率支持
• 11.1　概述
• 11.2　设计分辨率
• 11.2.1　缩放策略
• 11.2.2　调整元素位置
• 11.2.3　几个有用的变量
• 11.2.4　使用屏幕分辨率
• 11.2.5　视口设置
• 11.2.6　什么时候缩放了
• 11.3　资源分辨率
• 11.3.1　资源分辨率的设置
• 11.3.2　真实分辨率InPixels
• 11.3.3　什么时候缩放资源
• 11.4　本章小结
• 第12章　事件分发
• 12.1　概述
• 12.1.1　什么是事件
• 12.1.2　事件的工作机制
• 12.1.3　事件系统的特点
• 12.2　订阅者
• 12.2.1　事件类型
• 12.2.2　注册与管理订阅者
• 1.注册订阅者
• 2.删除订阅者
• 3.修改订阅者
• 12.3　事件的分发
• 12.3.1　订阅者的排序
• 12.3.2　嵌套事件
• 12.3.3　在事件分发中修改订阅者
• 12.3.4　停止分发事件
• 12.4　事件与Node
• 12.4.1　暂停与恢复
• 12.4.2　删除订阅者
• 12.5　触摸事件
• 12.5.1　EventListenerTouchAllAtOnce
• 12.5.2　EventListenerTouchOneByOne
• 12.5.3　单点和多点触摸之间的关系
• 12.5.4　触摸点的位置判断
• 12.5.5　可见性与触摸事件
• 12.6　其他
• 12.6.1　其他操作系统事件
• 12.6.2　EventCustom
• 12.6.3　内存管理
• 12.6.4　回调与返回值
• 12.6.5　单元测试
• 12.6.6　其他事件
• 12.7　本章小结
• 第13章　字体的故事
• 13.1　计算机字体的历史
• 13.2　轮廓字形概述
• 13.2.1　点
• 13.2.2　轮廓
• 13.2.3　轮廓的方向
• 13.2.4　轮廓的交叉
• 13.2.5　混合轮廓字形
• 13.2.6　字形格子
• 13.3　FreeType字体引擎
• 13.3.1　字体文件及字形索引
• 13.3.2　字符度量
• 13.3.3　FreeType字形解析过程
• 13.3.4　FreeType字形装载
• 1.FT_Library类
• 2.FT_Face类
• 3.FT_Size类
• 4.FT_GlyphSlot类
• 5.FT_CharMap类
• 13.4　FontAtlas
• 13.4.1　Font
• 1.FontFreeType
• 2.FontFNT
• 3.FontCharMap
• 13.4.2　FontAtlasCache
• 13.5　Label
• 13.5.1　通用属性
• 1.几种尺寸
• 2.对齐方式
• 3.行高和字间距
• 4.字符精灵
• 13.5.2　Font字符集
• 13.5.3　轮廓字体的缩放
• 13.5.4　特效
• 1.阴影
• 2.描边
• 3.发光
• 13.6　使用字体的最佳实践
• 第14章　动画系统
• 14.1　概述
• 14.2　线性插值
• 14.2.1　标量插值
• 14.2.2　矢量插值
• 14.2.3　变换矩阵插值
• 14.2.4　插值在动画系统中的运用
• 14.3　给元素添加动画
• 14.3.1　Action是一个自描述的对象
• 14.3.2　在Node上执行动画
• 1.取消正在执行的动画
• 2.动画完成时回调
• 3.命名动画
• 14.3.3　控制动画的动画
• 1.Sequence
• 2.Spawn
• 3.Repeat和RepeatForever
• 14.4　动画系统架构
• 14.4.1　Speed
• 14.4.2　缓动函数
• 14.4.3　自定义动画——精灵闪白
• 1.混合着色器
• 2.混合动作
• 3.使用动作
• 14.5　本章小结
• 第15章　碰撞及物理引擎
• 15.1　物理引擎概述
• 15.2　碰撞检测系统
• 15.2.1　刚体
• 1.刚体的分类
• 2.形状
• 15.2.2　接触和碰撞
• 1.刚体和形状的类别
• 2.接触掩码
• 3.碰撞掩码
• 4.接触回调
• 5.碰撞过程总结
• 15.2.3　碰撞查询
• 15.3　刚体动力学
• 15.3.1　控制刚体的运动
• 15.3.2　碰撞响应
• 1.冲量碰撞响应
• 2.摩擦力
• 3.环境阻力
• 4.休眠
• 15.3.3　约束
• 15.4　整合物理引擎
• 15.4.1　刚体与可视对象
• 1.驱动的刚体
• 2.游戏驱动的刚体
• 15.4.2　物理世界
• 15.4.3　游戏循环阶段
• 15.5　预处理与工具
• 15.6　本章小结
• 第16章　运行时游戏对象模型
• 16.1　概述
• 16.2　运行时游戏对象模型
• 16.2.1　以对象为中心的架构
• 1.复杂的层次结构
• 2.分类学瓶颈
• 3.多重继承
• 4.冒泡效应
• 5.无止境地重构
• 16.2.2　组件模型
• 1.把继承改为合成
• 2.组件的创建及拥有权
• 16.2.3　以属性为中心的架构
• 1.通过属性类实现
• 2.通过脚本实现
• 3.以属性为中心设计的优缺点
• 16.3　Entity Component System
• 16.3.1　属性结构
• 16.3.2　分离数据与行为
• 16.3.3　数据驱动
• 1.属性值
• 2.对象结构
• 3.事件脚本
• 16.4　对象查询与消息通信
• 16.4.1　根据唯一标识符查询
• 16.4.2　根据类型查询
• 16.4.3　面向类型编程
• 16.4.4　游戏对象数据库
• 16.5　实时更新游戏对象
• 16.5.1　更新的性能优化
• 16.5.2　更新的时序
• 1.更新优先级
• 2.桶式更新
• 16.6　本章小结
• 第17章　Genius-x开源框架
• 17.1　Genius-x是什么
• 17.1.1　Genius-x架构一览
• 1.引擎无关性
• 2.事件分发
• 3.资源格式，加载
• 4.资源串流
• 5.运行时游戏对象模型
• 6.工具类
• 7.游戏性系统
• 8.社区共享组件
• 9.脚本支持
• 10.编辑器
• 17.1.2　Genius-x项目结构及使用
• 17.2　游戏对象模型
• 17.2.1　Entity
• 1.唯一标识符
• 2.对象的创建
• 3.对象的销毁
• 4.交通枢纽
• 17.2.2　Component
• 1.组件类型
• 2.组件包含数据
• 3.数据解析
• 4.向游戏对象添加组件
• 5.数据定义
• 17.2.3　System
• 1.System实例
• 2.构造函数
• 3.自动附加
• 4.生命周期
• 5.更新状态
• 6.行为事件
• 17.2.4　ECSManager
• 1.注册组件
• 2.ECSManager实例
• 3.更新组件
• 4.递归性
• 17.2.5　数据驱动
• 1.数据驱动的流程
• 2.一个典型的数据驱动实例
• 3.事件驱动
• 17.2.6　NodeCom
• 1.可视
• 2.视组件的绘制
• 3.移除可视组件
• 4.唯一入口
• 17.2.7　对象的层级结构
• 17.3　数据格式、加载及串流
• 17.3.1　数据格式
• 1.ResourceDataDelegate是一个解析器
• 2.ResourceDataDelegate是一个数据类
• 3.注册数据类
• 17.3.2　文件加载和管理
• 17.3.3　游戏世界的串流
• 1.引用计数管理
• 2.统一的资源入口
• 17.4　游戏通用系统
• 17.5　共享组件
• 17.6　示例
• 第18章　脚本
• 18.1　脚本的概念
• 18.1.1　脚本语言的特征
• 18.1.2　Lua脚本语言
• 18.1.3　脚本所需的架构
• 1.回调脚本
• 2.事件处理器脚本
• 3.以脚本扩展游戏对象类型或定义新类型
• 4.组件或属性脚本
• 5.脚本驱动的引擎系统
• 6.脚本驱动的游戏
• 18.2　运行时脚本语言的功能
• 18.2.1　对原生编程语言的接口
• 18.2.2　游戏对象句柄
• 1.Lua函数调用与定义
• 2.类对象及注册表
• 3.tolua
• 4.调用游戏对象方法
• 18.2.3　在脚本中接收及处理事件
• 1.通信机制
• 2.向宿主程序注册Lua函数地址
• 3.在宿主程序中调用Lua函数
• 4.更好地组建脚本架构
• 18.2.4　发送事件
• 18.2.5　面向对象脚本语言
• 18.3　Lua bindings
• 18.3.1　生成绑定代码
• 18.3.2　在程序中使用绑定代码
• 18.3.3　自定义绑定
• 18.4　在Lua中使用Genius-x
• 18.4.1　配置环境
• 18.4.2　创建Component脚本
• 18.4.3　创建System脚本
• 18.4.4　其他接口
• 18.5　本章小结
• 参考文献