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課程概述
“Cocos2d-X的紋理(2)”課程概述
紋理影響着應用程序包的大小、內存佔用量、內存帶寬，從而影響遊戲性能、用戶體驗以及電耗等，本節將介紹如何對紋理已經優化。
課程筆記
壓縮紋理
在（Cocos2d-X的紋理(1)）一節中，我們講到了將png、jpg、bmp圖片生成Image，將圖片的data和type等存入Image，再由Image生成texture，其中jpg等也算是壓縮圖片。但是這些壓縮圖片通過GL命令glTexImage2D傳入GPU的時候，也需要轉換成GPU所認識的format和type，然後傳輸到GPU，在GPU內存中存爲對應的GPU格式。所以這些壓縮圖片不算壓縮紋理，這些圖片僅減小了應用程序包，並沒有對GPU內存優化帶來幫助。
壓縮紋理是指在CPU端已經壓縮好，並且被GL命令所能識別，傳輸到GPU端可以直接可以從壓縮紋理中進行採樣渲染。這樣要求壓縮紋理具備4個特點：1、解壓速度快：使得渲染系統可以直接從壓縮紋理中讀取數據；2、隨機讀取：採樣的時候是根據紋理座標去紋理中進行採樣，傳統壓縮技術是使用可變壓縮比例，讀取某個像素點需要解壓很大一部分相關像素，壓縮紋理採用固定壓縮比例，訪問像素是可以根據索引讀取一小塊內容，精準定位；3、不用太在意壓縮質量，使用很高的壓縮率，因爲以大局爲重；4、不用在意編碼速度，因爲將普通紋理壓縮成壓縮紋理是在遊戲開發中進行。壓縮紋理的傳輸使用GL命令glCompressTexImage2D。
壓縮紋理的隨機讀取的原理是：按照壓縮比例將紋理分成多個像素塊，對每個像素塊進行壓縮，每個像素塊的像素信息存儲在一個像素集合中，對這個像素集合製作一個索引圖。採樣的時候，將紋理座標轉換爲塊索引值，以及該像素點在像素塊中的偏移，根據塊索引值定位到像素塊，再在像素塊中根據偏移抓取到像素點的信息。像素塊的信息還可以根據實際情況進行緩存。
不同的GPU支持不同的壓縮紋理格式，Apple公司因爲使用PowerVR的GPU，所以對pvr壓縮紋理格式百分之百支持，Android手機則對khronos支持的ETC格式比較支持。具體支持的壓縮紋理格式，可以通過Cocos2d-X提供的API進行check（底層也是調用了OpenGL ES的API進行GL Extension檢查）。在OpenGL ES3.0之後，提供了壓縮紋理標準。
PVRTC2開始支持NPOT的紋理，支持2bpp和4bpp和壓縮比例，支持Alpha通道。
ETC是一種有損壓縮紋理格式，支持4bpp的壓縮比例，不支持Alpha通道，針對Alpha通道，可以通過以下2個方式解決：1、將Alpha通道轉化爲灰度圖，關聯到原始紋理，使得紋理高度擴大一倍，在fragment shader中多做一次alpha採樣即可（在Cocos2d-X需要實現一個自定義的shader），但是有限制，因爲紋理高度是有最大值，針對高度在最大值一半以上的紋理不可使用這個辦法；2、單獨生成一張紋理，利用多重紋理的原理，將兩個紋理同時綁定到GL。
紋理緩存管理
雖然壓縮紋理已經對遊戲進行了優化，但是在遊戲過程中使用了大量的紋理，所以我們還需要從紋理的生命週期進行進一步優化。在Cocos2d-X中提出了紋理緩存的概念。紋理緩存的目的是使在當前場景需要使用的紋理保存在內存中，且同一個紋理只需要加載一次（在場景開始的時候進行加載，在（Cocos2d-X的渲染系統(5)）一節中，我們介紹了glTexImage2D用來加載圖片，可以採取每幀加載一張的方式，調用的就是TextureCache的addImageAsync函數）。TextureCache是單例。
在通過sprite的create方法（傳入參數爲一個圖片）創建sprite的時候，調用TextureCache的addImage方法，如果該圖片已經在TextureCache存在，那麼就直接返回對應的texture，如果不存在，就實例化一個Image，再實例化一個TexImage（引用計數爲1），將TexImage和圖片名稱(也可以用自定義值)存儲在TextureCache的一個unordered_map成員變量中。然後通過sprite的initWithTexture方法將texture賦值給sprite的成員變量，引用計數爲2。如果沒有TextureCache，當創建texture的那一幀結束的時候，引用計數減1，在sprite消失的時候，texture引用計數減1，當創建texture的那一幀結束，且所有相關的sprite都消失，texture就消失了。且texture不容易被其他類使用。如果使用TextureCache，那麼創建的時候引用計數爲1，被元素使用加1，元素消失減1。引用計數爲1的時候，說明沒有被使用，可以通過removeUnusedTextures的方法刪除不用的texture，減少內存。如果確定不用，可以使用removeTexture方法release。removeAllTextures對所有texture進行release。sprite的createWithTexture不會將texture 加入TextureCache
紋理緩存只是提供了這些方法，還需要是開發者在上層通過引用計數來對紋理進行控制。緩存機制用於處理資源的創建、緩存、刪除、共享，上層的引用計數機制用來管理多個場景之間資源過度和共享。
比如：在一個場景中，使用TextureCache控制該場景中所有的texture（1、2、3），在場景結束的時候，所有的元素都消失，所有的texture引用計數都爲1，如果使用removeAllTextures，那麼所有的texture都被刪除，假如下一個場景，還會用到（2、3、4）的texture，那麼就造成浪費。可以引入了上層引用計數機制。在進入一個場景的時候，對這個場景中所用到的資源引用計數加1，對上一個場景用到的資源引用計數減1，刪除引用計數爲0的資源，將引用計數爲1的資源進行加載。大的遊戲不可能在場景開始的時候加載所有資源，那麼就要根據遊戲的進度進行逐步加載。
紋理恢復機制
VolatileTextureMgr記錄應用程序正在使用的紋理信息，包括路徑、數據等紋理信息，如果遊戲重啓等，OpenGL ES context被重新創建，可以通過VolatileTextureMgr進行紋理恢復。VolatileTextureMgr會佔用一些內存。
紋理所佔內存大小
比如100*100的圖片，格式爲RGBA8888，那麼佔得內存大小爲100*100*32/8=4W byte。需要考慮多級紋理。
更好的優化紋理，需要硬件層面進行提升（加載、內存、特殊壓縮紋理格式的支持），軟件方面（提前加載紋理、減少不用紋理的內存佔用、將小紋理合併成大紋理以減少繪製次數、使用多級紋理、使用多重紋理減少繪製次數、使用alpha預乘），資源方面（使用適當的紋理格式、使用壓縮紋理、設置正確的defalutAlphaPixelFormat）