Cocos纹理理解

原文：https://blog.csdn.net/u010223072/article/details/78287294

理论要点

要点一： 
文件格式与像素格式的区别：文件格式是图像为了存储信息而使用的对信息的特殊编码方式，大都经过了压缩，它存储在磁盘或内存中，但是并不能被GPU所识别(jpg,png…)，这些图片格式当被游戏读入后，还需要经过CPU解压成像素格式，如：RGBA8888，再传送到GPU端进行使用。 
而像素格式是能被GPU所识别的，能被快速寻址并采样。

要点二： 
图片本身大小和其所占内存大小是两码事。这就好比一个zip压缩包使用时要解压还原数据，这个zip文件就好比图片本身，而解压后的文件就好比图片所占内存大小。纹理本身大小主要看我们选用什么样的压缩格式和压缩比，而所占内存大小就只由两个因素决定：1，图片的像素点个数(分辨率) 2，单位像素占用的字节数(像素格式)。即纹理内存大小 = 纹理长度 * 纹理宽度 * 单位像素占用的字节数，如：一张1136x640的RGBA8888的png图片占用的内存为 1136x640x4 = 2.8M左右。 
注：cocos引擎中，对于大的背景图我们一般使用jpg文件格式，jpg压缩比更大，是有损压缩，而像素格式使用16位的RGB565格式。但是它占内存大小就不是我们使用的RGB565 16位格式了，cocos会自动把它转换为RGBA8888 32位格式解析。最终决定图片占用内存的是它的像素格式和尺寸，与其扩展名无关。png8、png32、jpg、pvr只要其像素格式都是rgba8888，那么最终图片占用的内存是一样的。

要点三： 
在cocos中，谈谈不同纹理实际加载过程中内存变化，先以一张1024*1024 本身大小500k的jpg/png图片为例： 
1，读取图片文件(500k) 
2，把jpg/png数据最终都是按RGBA8888(默认)格式解析（4mb） 
3，释放500k的图片内存 
4，上传给OpenGL纹理数据(4mb) 
5，释放4mb内存 
注意，这个过程不是必然的顺序执行，释放内存实际是由系统决定的，会很快，但是不一定是立即执行。 所以内存会瞬间飙升到8.5mb左右，然后减少5mb，稳定到4mb左右，这么一个过程变化。这就是我们常说的“间歇性内存飙高”。

而pvr格式显卡直接支持，加载速度自然要快，不需要开辟临时内存来读取pvr图片，节约了解析图片数据到纹理这一步的消耗(第2步)。也就是说读取同样像素格式的pvr资源（一般用pvr.ccz压缩格式）消耗4mb，将pvr图片数据提交给显卡消耗4mb。然后释放文件数据4mb。这么看似乎跟Png从内存占用上相比也没什么优势。但是如果像素格式用的是RGBA4444那就有很大优势了，内存少一半。而前面的那种自身不管用什么格式，最终cocos都会把它们的格式统一默认转换为32位的RGBA8888再上传GPU。 
注释： 
1，pvr.ccz其实就是pvr图片zip打包下，程序读的时候要先解压出pvr资源，然后再读取pvr。不过由于压缩下可以极大的减小图片体积，所以虽然多了解压过程也不会有特别多的cpu消耗，一般我们都是推荐选择pvr.ccz的。 
2，当加载jpg、png这样的纹理时，在短时候内，它会消耗约两倍于(jpg3倍，多jpg到png转换过程)它本身内存占用的内存大小。这个告诉我们这样的纹理最好不要一帧内连续加载，最好分散到多帧去完成，因为每帧cocos都会自动回收一次内存，对于这些中间创建的纹理内存会自动释放，从而避免一帧里内存不至于飙太高。 
3，按照纹理size从大到小的顺序加载纹理，由于加载纹理时额外的内存消耗问题，所以，采用按纹理size从大到小的方式来加载纹理是一个最佳实践。假设，你有一个占内存16MB的纹理和四个占用内存4MB的纹理。如果你首先加载4MB的纹理，这个程序将会使用16MB的内存，而当它加载第四张纹理的时候，短时间内会飙到20MB。这时，你要加载16MB的那个纹理了，内存会马上飙到48MB（4*4 + 16*2），然后再降到32MB（4*4 + 16）。但是，反过来，你先加载16MB的纹理，然后短时候内飙到32MB。然后又降到16MB。这时候，你再依次加载剩下的4个4MB的，这时，最多会彪到（4*3 + 4*2 + 16=36）MB。在这两种情况下，内存的峰值使用相差12MB，要知道，可能就是这12MB会断送你的游戏进程的小命。

如何减小资源占磁盘大小

1，jpg压缩比最高，质量较好，但是不支持半透明(一般用于背景图)。 
2、png8同样图片会比jpg略大一些，使用ImageAlpha进行转换，视觉上几乎看不出差别。 
注： 这两种图片格式都可以极大的减少图片体积（减少70%～80%），但是无助于减少内存。

如何减小资源占内存大小

1，尽量使用颜色深度为16bit的图片。cocos上通过cc.Texture2D.setDefaultAlphaPixelFormat(cc.Texture2D.PIXEL_FORMAT_RGBA4444)改变默认像素格式，但如果图片本身的颜色深度是32位，转换成RGBA4444后，则可能会使图片失真，看起来就很模糊。这个可以通过TexturePacker工具中开启抖动算法得到改善(模糊处颜色混合处理)。特别是在拥有Retina显示的像素密度下，你几乎看不出16位与32位的纹理之间的差别。

2，碎图打大图时，使用NPOT纹理，NOPT是“non power of two”的缩写，译作“不是2的幂”。如果纹理图集（texture atlas）使用NPOT的纹理，它将有一个具大的优势：它允许TexturePacker更好地压缩纹理。因此，我们会更少地浪费纹理图集的空白区域。而且，这样的纹理在加载的时候，会少使用1%到49%左右的内存。

3，使用pvr格式纹理。因为jpg是没有透明色的，一个像素最多3字节，而png一个像素4字节，jpg纹理应该占用内存更小才对，但是cocos最终把纹理都会转换成rgba8888格式，所以无论是jpg还是png，一个像素占用的都是4字节。正因cocos2d对其他纹理支持不够好，pvr才会显得那么高效。pvr也不是万金油。pvr图像是专门为ios设备上面的powerVR图形芯片指定的图形容器，可以直接加载到显卡上，而不需经过中间的转化。虽然android设备下可以使用pvr格式，但是不能使用pvrtc4(一个像素只占4bit)，希望通过pvr像ios设备上一样真正减少游戏内存是不太可行的。

4，android上最省内存纹理当然是ETC(一个像素占4bit)，不过ETC1没有alpha通道，需要我们额外通过一些简单shader实现(同样大小的遮罩图做颜色混合)。不过现在最新的ETC2可以直接支持alpha通道了，而且效果更好，但是需要opengles3.0支持，考虑到2.0设备的市场占有率，一般使用ETC1。

实际项目中纹理格式选择

人生之所以纠结，在于许多事情你可以选择。上面的纹理格式，同一种情况下，可能多种都适合，那如何选择呢！我们还是根据具体情况而定： 
1、场景、背景、全屏图片 
2D手机游戏中，多半都有这样的图片，以作为背景，特别在一些SLG，横版过关游戏中。这种图片对ALPHA没有要求，并且，在同一时间，只会出现一张（如果是多张拼接，也不会超过屏幕尺寸太多），内存不会成为关键点。所以，在这种情况下，我们大胆选择JPG就可以了。

2、场景的前景，装饰物，可移动对象(npc，moster，…) 
这种要看规模，如果规模较小，类型不多。 或者类型虽然多，但同一时间出现在场景中的类型不多，那我们可以选择压缩PNG8的方式，它支持ALPHA通道，文件又小。如果同屏可能出现多种这种，则需要考虑在IOS上使用PVRTC，在ANDROID上使用ETC1+ALPHA_MASK。实际上，为了好维护，一般都是统一用pvr.ccz打包。

3、UI 
UI的背景图，可以优先考虑使用压缩PNG8，如果达不到精度要求，则使用PNG32。而对于UI的小元素，可以考虑使用压缩PNG8. 
对于UI的图标，一般是不带ALPHA的PVRTC/ETC + 一张公共的ALPHA掩码图，通过双层混合来实现圆边效果。 因为图标同屏出现可能较大。 如果图标能够控制在一定范围内，由于图标是48X48等大小，一张1024x1024的大图，可以放400个图标。 换用JPG，也有4MB的开销，如果这个是可以接受的，也可以使用JPG+ALPHA_MASK的方式。

写到这里才发现，其实只需要下面一句话就可以搞定。 
这类图片会不会同时出现多个，同时出现时，内存开销是否无法接受， 如果确实无法接受，则使用GPU纹理，否则，优先考虑JPG，JPG+ALPHA，或者PNG8。就是说，首先要减小安装包大小，如果内存有无法接受的情况，才需要用GPU纹理进行优化。

经验总结

游戏内存优化我们一般可以从这么3个方面入手：引擎自身提供的优化选项，引擎底层框架，语言上层(内存泄漏)。 
下面是一些常用手段： 
首先看纹理优化,为了优化纹理内存使用，必须知道什么因素对纹理内存使用的影响最大。主要有3个因素会影响纹理内存，即纹理格式（压缩还是非压缩）、颜色深度和大小。我们可以使用PVR格式纹理减少内存使用。推荐纹理格式为pvr.ccz。纹理使用的每种颜色位数越多，图像质量越好，但是越耗内存。所以我们可以使用颜色深度为RGB4444的纹理代替RGB8888，这样内存消耗会降低一半。此外超大的纹理也会导致内存相关问题。所以最好使用中等大小的纹理。 
音频优化,3个因素会影响音频文件的内存使用，即音频文件数据格式、比特率及采样率。推荐使用MP3数据格式的音频文件，因为Android平台和iOS平台均支持MP3格式，此外MP3格式经过压缩和硬件加速。背景音乐文件大小应该低于800KB，最简单的方法就是减少背景音乐时间然后重复播放。音频文件采样率大约在96-128kbps为佳，比特率44kHz就够了。 
字体和粒子优化,在此有两条小提示：使用BMFont字体显示游戏分数时，请尽可能使用最少数量的文字。例如只想要显示单位数的数字，你可以移除所有字母。至于粒子，可以通过减少粒子数来降低内存使用。

提示与技巧： 
1、一帧一帧载入游戏资源 
2、减少绘制调用，打包大图 
3、载入纹理时按照从大到小的顺序 
4、避免高峰内存使用 
5、使用载入屏幕预载入游戏资源 
6、需要时释放空闲资源 
7、收到内存警告后释放缓存资源 
8、使用纹理打包器优化纹理大小、格式、颜色深度等 
9、使用JPG格式要谨慎！ 
10、请使用RGB4444颜色深度16位纹理 
11、请使用NPOT纹理，不要使用POT纹理 
12、避免载入超大纹理 
13、推荐1024*1024 NPOT pvr.ccz纹理集，而不要采用RAW PNG纹理