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(译)怎么使用CCRenderTexture来创建动态纹理

2012-09-29 
(译)如何使用CCRenderTexture来创建动态纹理免责申明(必读!):本博客提供的所有教程的翻译原稿均来自于互联

(译)如何使用CCRenderTexture来创建动态纹理

免责申明(必读!):本博客提供的所有教程的翻译原稿均来自于互联网,仅供学习交流之用,切勿进行商业传播。同时,转载时不要移除本申明。如产生任何纠纷,均与本博客所有人、发表该翻译稿之人无任何关系。谢谢合作!

原文链接地址:http://www.raywenderlich.com/3857/how-to-create-dynamic-textures-with-ccrendertexture

教程截图:

?(译)怎么使用CCRenderTexture来创建动态纹理

  对于事先制作好的背景图片,我想你已经非常熟知如何把它们添加进游戏里面了。但是,你有没有想过动态地创建背景图片并且修改它们的颜色,梯度(gradients)及实时改变效果呢?

  如果你玩过App Store 上面,由Andreas Illiger制作的Tiny Wings游戏的话,实际上你已经体验过上面提及的想法了。

  在这个系列的教程中,你将会学习到所有这些技术要点:

  • 如何用代码实时动态创建纹理
  • 如何使用Gimp创建无缝拼接的纹理
  • 如何混合阴影和光照来增强现实效果
  • 如何创建带状纹理
  • 如何制作重复纹理
  • 还有更多!

      这个教程是基于Sergey Tikhonov在cocos2d论坛里面讨论“如何制作Tiny Wings”时所制作的一个样例工程来制作的。

      Sergey在demo工程上面做了一件非常好的工作,因此,为了不重复发明轮子,我将把他的代码转换成一个系列的教程,同时还添加了一些很酷的特性。

      这个教程假设你对于cocos2d已经非常熟悉了。如果你对cocos2d还很陌生的话,建议你先看看我博客上面的其它cocos2d 教程。

    使用CCRenderTexture来动态创建纹理

      Tiny Wings有一个很酷的特性就是,每一天都会改变纹理,就如同下面的游戏截屏一下:

    (译)怎么使用CCRenderTexture来创建动态纹理

      但是,你怎么在cocos2d里面来动态创建纹理呢?好吧,其实有一个很酷的类,叫CCRenderTexture,它允许你来动态创建纹理,并且可以在游戏中重用这些纹理。

      使用?CCRenderTexture非常简单 – 你只需要做以下5步就行了:

    1. 创建一个新的CCRenderTexture.?这里,你可以指定将要创建的纹理的宽度和高度。.
    2. 调用?CCRenderTexture:begin.?这个方法会启动OpenGL,并且接下来,任何绘图的命令都会渲染到CCRenderTexture里面去,而不是画到屏幕上。
    3. 绘制纹理.?你可以使用原始的OpenGL调用来绘图,或者你也可以使用cocos2d对象里面已经定义好的visit方法。(这个visit方法就会调用一些opengl命令来绘制cocos2d对象)
    4. 调用?CCRenderTexture:end. 这个方法会渲染纹理,并且会关闭渲染至CCRenderTexture的通道。
    5. 从生成的纹理中创建一个sprite.?你现在可以用CCRenderTexture的sprite.texture属性来轻松创建新的精灵了。

      让我们来实践一下具体这个过程是如何工作的,我们先来创建一个简单的单色的纹理。

      但是,首先,你需要一个新的工程!因此,打开Xcode,点击File\New\New Project,然后选择?iOS\cocos2d\cocos2d_box2d template。尽管这个教程并没有使用到box2d,但是,我们后续的教程会用到,所以,我在这里就提前先建立好。

      把工程命名为TinySeal,点击Next,然后选择磁盘上的一个文件夹并点击Create。

      然后,打开HelloWorldLayer.h,并用以下内容替换之:

    #import?"cocos2d.h"

    @interface HelloWorldLayer : CCLayer
    {
    CCSprite?*?_background;
    }

    +(CCScene?*) scene;

    @end

      这里移除掉了"Hello,World“box2d的代码,并且往里面添加了一个实例变量来追踪我们将要动态创建的背景。

      接下来,打开HelloWorldLayer.m,并把它替换成下面的样子:(只需要把box2d相关代码全部删除并且得到一个空的场景就可以了)  

    #import?"HelloWorldLayer.h"

    @implementation HelloWorldLayer

    +(CCScene?*) scene {
    CCScene?*scene?=?[CCScene node];
    HelloWorldLayer?*layer?=?[HelloWorldLayer node];
    [scene addChild: layer];
    return?scene;
    }

    -(id) init {
    if((self=[super init])) {?
    }
    return?self;
    }
    @end

      你现在可以编译并运行一下,你将会看到一个黑色的屏幕。

      接下来,在init方法的上面添加下面的新方法:

    -(CCSprite?*)spriteWithColor:(ccColor4F)bgColor textureSize:(float)textureSize {

    //?1: Create new CCRenderTexture
    CCRenderTexture?*rt?=?[CCRenderTexture renderTextureWithWidth:textureSize height:textureSize];

    //?2: Call CCRenderTexture:begin
    [rt beginWithClear:bgColor.r g:bgColor.g b:bgColor.b a:bgColor.a];

    //?3: Draw into the texture
    //?We'll add this later

    //?4: Call CCRenderTexture:end
    [rt end];

    //?5: Create a new Sprite from the texture
    return?[CCSprite spriteWithTexture:rt.sprite.texture];

    }

      你可以看到,这里动态创建纹理所采用的五个步骤和我们之前讨论的一模一样。

      注意,我们这里不是调用的CCRenderTexture:begin方法,而是调用另外一个较方便的方法beginWithClear:g:b:a:,这个方法可以用给定的颜色来清除纹理的背景,相当于设置画布的颜色。

      我们还没有在画布上画任何东西--目前为止,我们仅仅是看看纯色纹理看起来是什么样子.

      把上面所讨论的一起打包起来,并且添加一些新的方法,然后把init方法改成下面的样子:

    -?(ccColor4F)randomBrightColor {

    while?(true) {
    float?requiredBrightness?=192;
    ccColor4B randomColor?=?
    ccc4(arc4random()?%255,
    arc4random()?%255,?
    arc4random()?%255,?
    255);
    if?(randomColor.r?>?requiredBrightness?||?
    randomColor.g?>?requiredBrightness?||
    randomColor.b?>?requiredBrightness) {
    return?ccc4FFromccc4B(randomColor);
    }?
    }

    }

    -?(void)genBackground {

    [_background removeFromParentAndCleanup:YES];

    ccColor4F bgColor?=?[self randomBrightColor];
    _background?=?[self spriteWithColor:bgColor textureSize:512];

    CGSize winSize?=?[CCDirector sharedDirector].winSize;
    _background.position?=?ccp(winSize.width/2, winSize.height/2);?
    [self addChild:_background z:-1];

    }

    -(id) init {
    if((self=[super init])) {?
    [self genBackground];
    self.isTouchEnabled?=?YES;?
    }
    return?self;
    }

    -?(void)ccTouchesBegan:(NSSet?*)touches withEvent:(UIEvent?*)event?{

    [self genBackground];

    }

      randomBrightColor方法是一个辅助方法,用来创建一种随机颜色。注意,这里使用ccc4B(因此,我们能够在0-255的范围内指定R/G/B/A值),同时确保至少有一个颜色分量是大于192的,这样的话,我们就不会得到较暗的颜色。

      然后,genBackground调用我们之前写的spriteWithColor方法,同时把它加屏幕中央。

      至于init函数,它调用genBackground方法,同时激活touches事件,这样的话,你就可以通过点击屏幕来获得另外的随机背景了。

      编译并运行,这样你每一次点击屏幕,你都可以得到一张不同的单色背景图片啦!

    (译)怎么使用CCRenderTexture来创建动态纹理

    往纹理里面加点噪声

      在Tiny Wings里面,你可能已经注意到了,那纹理并不只是纯粹的单色---而是被一些噪声所修饰了一下,这样,看起来的话就会有阴影和光照。

      你可以用代码来动态地生成了一些噪声,但是,如果使用一些预先制作的噪声的话,那样速度会更快一些--这也是我接下来将要在教程里所使用的方法:

      一种比较简单的方法,就是使用一个免费的图片处理程序,叫做Gimp。接下来这一部分将向您展示如何动手制作这样一个噪声纹理,如果你不乐意自己动手制作那张蒙板,可以用我提供的这张。

    (译)怎么使用CCRenderTexture来创建动态纹理

      当然,你也可以下载我已经做好了的噪声图片,并且把它添加到工程里面去,同时可以跳过接下来的部分了:)

      如果你想继续,那么先下载Gimp,并且安装好。

      安装好之后,打开Gimp,选择?File\New,然后创建一张新的512*512的图片。然后选择?Filter\Render\Clouds\Solid Noise,并且可以调节一些参数来看看效果,调好之后就点击Ok吧。

      你可以会得到和下图差不多的图片:

    (译)怎么使用CCRenderTexture来创建动态纹理

      我们将使用这张图片去乘以纹理的颜色。因此,噪声图片中白色的部分,纹理中的颜色就会被显示出来,而噪声图片中黑色的地方,纹理图片对应部位的颜色就会被变暗。

      上图中可以看出,黑色部分占太多了,这样会影响我们的原图效果。因此,我们要把黑色的部位去掉一些,选择?Colors\Levels,然后”Output Levels“的最左边的滑动条,把它拖到右边去一点,这样我们的噪声图片就会明亮一些啦。

    (译)怎么使用CCRenderTexture来创建动态纹理

      当你做完之后就点击ok,然后,还有最后一步,这个噪声图片纹理要制作成无缝拼接的,因此,这样我们才能制作无限滚动的背景。

      Gimp使用得这个功能变得非常简单。只需要点击Filters\Map\Make Seamless就行了!

      使用File\Save As来保存你的图片为Noise.png。然后使用Finder打开并拖到TinySeals工程中去。确保“Copy items into destination group’s folder”被复选中,然后点击Finish。

      恭喜你,现在你有一张噪声纹理了,位下来,你可以使用它来创建更加真实的纹理效果了!

      现在,你知道怎么动态创建纹理了,并且你可以使用Gimp的滤镜来制作一些不同的效果!

    往纹理中添加噪声

      现在,你有一张带噪声的图片了,接下来,让我们把它添加到CCRenderTexture里去吧。

      在spriteWithColor:textureSize方法里面,我们在注释中所示的第3步,添加下列代码:

    往纹理中添加梯度

      为了使纹理看起来更好看,让我们从上至下添加一些梯度吧,具体的效果是纹理从上到下,会变得越来越暗。

      我们也可以使用Gimp来修改我们的噪声图片,但是,这一次,我们可以在代码中来完成,这样会变得更加动态,并且可以很容易地修改。

      基本的想法就是,我们在纹理的顶部画一个黑色的矩形,但是,它将会是上部完全透明的,并且底部完全不透明。这样会使得上面比较亮,而慢慢得往下变暗。

      为了实现这个目标,我们需要使用一些opengl命令。如果你对opengl不熟悉的话,也不用担心---我会帮你写好这些代码,并且在高层向你解释具体是如何工作的。在教程的结尾,你会得到一些参考资料,通过它们你可以获得更多的信息。

      在spriteWithColor:textureSize里面,在创建噪声精灵之前,添加下列代码:

    glDisable(GL_TEXTURE_2D);
    glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);

    float?gradientAlpha?=0.7;?
    CGPoint vertices[4];
    ccColor4F colors[4];
    int?nVertices?=0;

    vertices[nVertices]?=?CGPointMake(0,?0);
    colors[nVertices++]?=?(ccColor4F){0,?0,?0,?0?};
    vertices[nVertices]?=?CGPointMake(textureSize,?0);
    colors[nVertices++]?=?(ccColor4F){0,?0,?0,?0};
    vertices[nVertices]?=?CGPointMake(0, textureSize);
    colors[nVertices++]?=?(ccColor4F){0,?0,?0, gradientAlpha};
    vertices[nVertices]?=?CGPointMake(textureSize, textureSize);
    colors[nVertices++]?=?(ccColor4F){0,?0,?0, gradientAlpha};

    glVertexPointer(2, GL_FLOAT,?0, vertices);
    glColorPointer(4, GL_FLOAT,?0, colors);
    glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP,?0, (GLsizei)nVertices);

    glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
    glEnable(GL_TEXTURE_2D);

      第一件事情就是禁用GL_TEXTURE_2D?和 GL_TEXTURE_COORD_ARRA两个opengl状态,因为,我们接下来只需要绘制颜色---这与纹理无关。

      一个比较奇怪的事就是,这里绘制纹理的时候,左上角是坐标原点(0,0)---而不是我们在cocos2d里面使用的,0,0点在左下角。

      因此,接下来,我们定义纹理的四个顶点坐标左上、右上、左下、右下--并且同时指定每一个点的颜色值。

      你可能会奇怪,为什么顶点会以这样的顺序被定义出来。但是因为,我们将按下图的方式来画两个三角形,当然这两个三角形拼成了一个矩形:

    (译)怎么使用CCRenderTexture来创建动态纹理

      我们的将使用GL_TRIANGLE_STRIP来画这些三角形,那意味着,顶点数组中的前三个顶点组成第一个三角形,而第二个三角形就是前面2,3号顶点,再加上下一个新的顶点组成第二个三角形。

      因此,第一个三角形是由顶点v0,v1,v2组成,而第二个则由v1,v2,v3组成。

      在定义完顶点数组和颜色数组以后,我们把它们传给glVertexPointer opengl调用(每一个顶点用2个浮点数标识)和glColorPointer调用(每个颜色值指定4个浮点数),然后调用glDrawArrays,并且指定?GL_TRIANGLE_STRIP为参数来绘制三角形带。

      最后,我们重新激活GL_TEXTURE_COORD_ARRAY?和 GL_TEXTURE_2D两个状态,这样做的话是保持和之前调用的对称,并且不会破坏opengl状态机。

      编译并运行代码,然后你会看到一个整齐的带有梯度的纹理啦!

    (译)怎么使用CCRenderTexture来创建动态纹理

    创建带状纹理

      在我们开始写代码来绘制带状纹理之前,让我们先花上一分钟时间来想一想我们的策略。

      我们将从指定纹理为一种颜色开始(如下图的蓝色部分),然后,我们将以对角线的方向画一些三角带子(如下图绿色部分),如图所示:

    (译)怎么使用CCRenderTexture来创建动态纹理

      注意,因为带子是呈对角线的,我们实际上将要在纹理的边界之外就绘制这条带子。(如上图v0,v1,v2所示)

      还有一点需要注意,为了获得一个比较好的45度的效果,我们将把V0偏移原点texture size的距离。

      好了,让我们来看看实际的代码是什么样子的吧。在init的方法上面添加一个新的方法,如下所示:

    -(CCSprite?*)stripedSpriteWithColor1:(ccColor4F)c1 color2:(ccColor4F)c2 textureSize:(float)textureSize stripes:(int)nStripes {

    //?1: Create new CCRenderTexture
    CCRenderTexture?*rt?=?[CCRenderTexture renderTextureWithWidth:textureSize height:textureSize];

    //?2: Call CCRenderTexture:begin
    [rt beginWithClear:c1.r g:c1.g b:c1.b a:c1.a];

    //?3: Draw into the texture?

    //?Layer 1: Stripes
    glDisable(GL_TEXTURE_2D);
    glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
    glDisableClientState(GL_COLOR_ARRAY);

    CGPoint vertices[nStripes*6];
    int?nVertices?=0;
    float?x1?=-textureSize;
    float?x2;
    float?y1?=?textureSize;
    float?y2?=0;
    float?dx?=?textureSize?/?nStripes?*2;
    float?stripeWidth?=?dx/2;
    for?(int?i=0; i<nStripes; i++) {
    x2?=?x1?+?textureSize;
    vertices[nVertices++]?=?CGPointMake(x1, y1);
    vertices[nVertices++]?=?CGPointMake(x1+stripeWidth, y1);
    vertices[nVertices++]?=?CGPointMake(x2, y2);
    vertices[nVertices++]?=?vertices[nVertices-2];
    vertices[nVertices++]?=?vertices[nVertices-2];
    vertices[nVertices++]?=?CGPointMake(x2+stripeWidth, y2);
    x1?+=?dx;
    }

    glColor4f(c2.r, c2.g, c2.b, c2.a);
    glVertexPointer(2, GL_FLOAT,?0, vertices);
    glDrawArrays(GL_TRIANGLES,?0, (GLsizei)nVertices);

    glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
    glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
    glEnable(GL_TEXTURE_2D);

    //?Layer 2: Noise?
    CCSprite?*noise?=?[CCSprite spriteWithFile:@"Noise.png"];
    [noise setBlendFunc:(ccBlendFunc){GL_DST_COLOR, GL_ZERO}];
    noise.position?=?ccp(textureSize/2, textureSize/2);
    [noise visit];

    //?4: Call CCRenderTexture:end
    [rt end];

    //?5: Create a new Sprite from the texture
    return?[CCSprite spriteWithTexture:rt.sprite.texture];

    }

      这个方法的大部分内容都是重温如何创建一个CCRenderTexture,只有创建带状层的代码是新加的。所以让我们来讨论一下。

      它首先创建了一个顶点数组--对于每一条带子,我们需要6个顶点--3个顶点*2个三角形。我们这里不能使用三角形带,因为,带子不是邻接在一起的。

      第一个顶点的坐标是?(-textureSize, textureSize),上面的图示中也可以看出来,接下来一个顶点就是?(-textureSize+stripWidth, textureSize).第三个顶点是(0,0),而第四个顶点是(stripeWidth, textureSize).这些就是我们画一个带子所需要的全部顶点,而且每一次我们往前递增两个带子的长度,并且继续,直至所有的带子都制作完成。

      现在,你可以把genBackground修改成下面的样子了:

    -?(void)genBackground {

    [_background removeFromParentAndCleanup:YES];

    ccColor4F bgColor?=?[self randomBrightColor];
    ccColor4F color2?=?[self randomBrightColor];
    //_background = [self spriteWithColor:bgColor textureSize:512];
    int?nStripes?=?((arc4random()?%4)?+1)?*2;
    _background?=?[self stripedSpriteWithColor1:bgColor color2:color2 textureSize:512?stripes:nStripes];

    self.scale?=0.5;

    CGSize winSize?=?[CCDirector sharedDirector].winSize;
    _background.position?=?ccp(winSize.width/2, winSize.height/2);?
    [self addChild:_background];

    }

      这里调用新的方法,同时修改层的scale为0.5,这样的话就能看到512*512的纹理的全貌。

      编译并运行,现在,你每点击一下屏幕都可以得到一张不同的带状的纹理了!

    (译)怎么使用CCRenderTexture来创建动态纹理

    重复背景

      对于带状背景和梯度背景,我们都希望它比实际定义的512*512的区域要大。

      一种比较简单的方式就是我们创建多个CCSprites,然后把它们链接在一起。但是,那看起来太疯狂了,因为,我们有更加简单的方法---我们可以设置纹理并让它们重复。

      打开HelloWorldLayer.m,并作如下修改:

    ?

    //?Add to genBackground, right BEFORE the call to addChild
    ccTexParams tp?=?{GL_LINEAR, GL_LINEAR, GL_REPEAT, GL_REPEAT};
    [_background.texture setTexParameters:&tp];

    //?Add to bottom of init
    [self scheduleUpdate];

    //?Add after init
    -?(void)update:(ccTime)dt {

    float?PIXELS_PER_SECOND?=100;
    staticfloat?offset?=0;
    offset?+=?PIXELS_PER_SECOND?*?dt;

    CGSize textureSize?=?_background.textureRect.size;
    [_background setTextureRect:CGRectMake(offset,?0, textureSize.width, textureSize.height)];

    }

      这里最重要的就是纹理参数:

    • GL_LINEAR 是说“当显示纹理时,显示的大小大于或者小于原纹理的尺寸时,使用邻近像素点来插值补点”
    • GL_REPEAT是说“如果你想显示纹理边界之外的像素点时,把它旁边的纹理像素点平铺过去"

        同时,调用一个update定时器,更新纹理的x轴坐标,使前不断地前移。这样会使得纹理看起来随着时间不断地往前移动。

        编译并运行代码,这时你可以看到一个连续滚动的无限重复的背景纹理了!你也可以用带有梯度的纹理来尝试一下,一样可以跑起来。

      免费的光照

        如果你看一看Tiny Wings的山丘纹理实现,你会发现山的顶部有一些光照,同时从上到下还有一些梯度,并且这一切看起来非常棒!因此, 让我们修改我们前面的带状纹理。

        在stripedSpriteWithColor1方法中,紧接着glDrawArrays之后,添加下面代码:

      //?layer 2: gradient
      glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);

      float?gradientAlpha?=0.7;?
      ccColor4F colors[4];
      nVertices?=0;

      vertices[nVertices]?=?CGPointMake(0,?0);
      colors[nVertices++]?=?(ccColor4F){0,?0,?0,?0?};
      vertices[nVertices]?=?CGPointMake(textureSize,?0);
      colors[nVertices++]?=?(ccColor4F){0,?0,?0,?0};
      vertices[nVertices]?=?CGPointMake(0, textureSize);
      colors[nVertices++]?=?(ccColor4F){0,?0,?0, gradientAlpha};
      vertices[nVertices]?=?CGPointMake(textureSize, textureSize);
      colors[nVertices++]?=?(ccColor4F){0,?0,?0, gradientAlpha};

      glVertexPointer(2, GL_FLOAT,?0, vertices);
      glColorPointer(4, GL_FLOAT,?0, colors);
      glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP,?0, (GLsizei)nVertices);

      //?layer 3: top highlight?
      float?borderWidth?=?textureSize/16;
      float?borderAlpha?=0.3f;
      nVertices?=0;

      vertices[nVertices]?=?CGPointMake(0,?0);
      colors[nVertices++]?=?(ccColor4F){1,?1,?1, borderAlpha};
      vertices[nVertices]?=?CGPointMake(textureSize,?0);
      colors[nVertices++]?=?(ccColor4F){1,?1,?1, borderAlpha};

      vertices[nVertices]?=?CGPointMake(0, borderWidth);
      colors[nVertices++]?=?(ccColor4F){0,?0,?0,?0};
      vertices[nVertices]?=?CGPointMake(textureSize, borderWidth);
      colors[nVertices++]?=?(ccColor4F){0,?0,?0,?0};

      glVertexPointer(2, GL_FLOAT,?0, vertices);
      glColorPointer(4, GL_FLOAT,?0, colors);
      glBlendFunc(GL_DST_COLOR, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
      glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP,?0, (GLsizei)nVertices);

        这段代码应该又是重新温习一遍啦,但是,第一部分和我们之前创建的梯度背景差不多,而第二部分创建光照的时候,我们从上至下添加,使之有太阳晒着的感觉。

        编译并运行代码,现在,你应该发现我们的带状纹理更加逼真了,有梯度变化又有光照效果!

      (译)怎么使用CCRenderTexture来创建动态纹理

      何去何从?

        这里有本教程的样例工程。

        如果你愿意的话,你可以尝试着修改一下噪声纹理,看一看你能不能创建出更酷的效果出来?或者,你可以修改一下上面的代码,调节调节参数,看看能不能得到更好的效果。如果你实践了,请你在评论部分分享你的结果。

        接下,我们将使用这些动态创建的纹理来制作一个类似Tiny Wings的游戏。请看本系列下一篇教程。

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