cocos源码分析--SpriteBatchNode绘图原理

概述SpriteBatchNode继承Node，并实现了TextureProtocol接口，重写了Node的addChild()方法，visit()方法以及draw()方法。 addChild()方法限制其子元素只能是Sprite， 并且子元素与SpriteBatchNode必须使用同一个Texture2D对象。 visit()用于阻止元素向下遍历，将所有子元素的绘制工作交给自己处理。 draw()方

SpriteBatchNode继承Node，并实现了TextureProtocol接口，重写了Node的addChild()方法，visit()方法以及draw()方法。

addChild()方法限制其子元素只能是Sprite，

并且子元素与SpriteBatchNode必须使用同一个Texture2D对象。

visit()用于阻止元素向下遍历，将所有子元素的绘制工作交给自己处理。

draw()方法使用BatchNodeCommand将绘制命令发送到RenderQueue，从而对所有子元素进行批绘制。

SpriteBatchNode使用TextureAtlas存储所有子精灵的顶点信息。TextureAtlas包含一个V3F_C4B_T2F_Quad数组和一个Texture2D对象，提供对quads数组的添加，删除，修改，排序等功能。这样，SpriteBatchNode所做的主要事情就是将与子元素相关的顶点信息存储到TextureAtlas中。最后，TextureAtlas提供了绘制quads的方法，

BatchCommand就是通过drawQuads()方法绘制的

代码流程：

1 调用

 auto spBatchNode = SpriteBatchNode::create("bbb.png");        spBatchNode->setposition(Point::ZERO);        scene->addChild(spBatchNode);        spBatchNode->setposition(200,200);       // spBatchNode->setScale(0.1);      auto sp = Sprite::createWithTexture(spBatchNode->getTexture());           sp->setposition(0,0);           spBatchNode->addChild(sp,1);          sp = Sprite::createWithTexture(spBatchNode->getTexture());          sp->setposition(10,10);          spBatchNode->addChild(sp,-1);

2 看一下SpriteBatchNode内部方法

初始化方法

bool SpriteBatchNode::initWithTexture(Texture2D *tex,ssize_t capacity){    CCASSERT(capacity>=0,"Capacity must be >= 0");        _blendFunc = BlendFunc::Alpha_PREMulTIPLIED;       if(tex->hasPremultiplIEdAlpha())//Alpha预乘，忽略    {        _blendFunc = BlendFunc::Alpha_NON_PREMulTIPLIED;    }        //使用textureAtlas存储所有子精灵的顶点信息，通过对quads数组的添加，删除，修改排序等    _textureAtlas = new TextureAtlas();    if (capacity == 0)    {        capacity = DEFAulT_CAPACITY;    }        _textureAtlas->initWithTexture(tex,capacity);    updateBlendFunc();    _children.reserve(capacity);     //分配空间大小    _descendants.reserve(capacity);      //定义属于自己的着色器  setGLProgramState(GLProgramState::getorCreateWithGLProgramname(GLProgram::SHADER_name_position_TEXTURE_color));    return true;}

添加子元素方法：

voID SpriteBatchNode::addChild(Node * child,int zOrder,const std::string &name){    CCASSERT(child != nullptr,"child should not be null");    CCASSERT(dynamic_cast<Sprite*>(child) != nullptr,"CCSpriteBatchNode only supports Sprites as children");    Sprite *sprite = static_cast<Sprite*>(child);    // check Sprite is using the same texture ID    CCASSERT(sprite->getTexture()->getname() == _textureAtlas->getTexture()->getname(),"CCSprite is not using the same texture ID");        Node::addChild(child,zOrder,name);        appendChild(sprite);}// addChild helper,faster than insertChildvoID SpriteBatchNode::appendChild(Sprite* sprite){    _reorderChildDirty=true;    sprite->setBatchNode(this);    sprite->setDirty(true);    if(_textureAtlas->getTotalQuads() == _textureAtlas->getCapacity()) {        increaseAtlasCapacity();//重新调整容器大小，    }    _descendants.push_back(sprite);//所有的子节点。    int index = static_cast<int>(_descendants.size()-1);    sprite->setAtlasIndex(index);//设置sprite的渲染节点为TextureAtlas的第index个数据    V3F_C4B_T2F_Quad quad = sprite->getQuad();    //把新sprite的顶点信息放到textureAtlas，供绘制使用，此时的顶点坐标还是在父亲中的坐标，不是世界坐标    _textureAtlas->insertQuad(&quad,index);//将sprite的顶点数据传入到TextureAtlas的index位置。    // add children recursively    auto& children = sprite->getChildren();    for(const auto &child: children) { //递归调用        appendChild(static_cast<Sprite*>(child)); //将sprite的所有数据加入到descendants。    }}

遍历方法visit

// overrIDe visit// don‘t call visit on it‘s childrenvoID SpriteBatchNode::visit(Renderer *renderer,const Mat4 &parenttransform,uint32_t parentFlags){    CC_PROfileR_START_category(kProfilercategoryBatchSprite,"CCSpriteBatchNode - visit");    // CAREFul:    // This visit is almost IDentical to CocosNode#visit    // with the exception that it doesn‘t call visit on it‘s children    //    // The alternative is to have a voID Sprite#visit,but    // although this is less maintainable,is faster    //    if (! _visible)    {        return;    }    //排序,写的挺不错    sortAllChildren();    //得到本地坐标转换世界坐标的矩阵    uint32_t flags = processparentFlags(parenttransform,parentFlags);    // important:    // To ease the migration to v3.0,we still support the Mat4 stack,// but it is deprecated and your code should not rely on it    Director* director = Director::getInstance();    director->pushmatrix(MATRIX_STACK_TYPE::MATRIX_STACK_MODELVIEW);    director->loadMatrix(MATRIX_STACK_TYPE::MATRIX_STACK_MODELVIEW,_modelVIEwtransform);        draw(renderer,_modelVIEwtransform,flags);    director->popMatrix(MATRIX_STACK_TYPE::MATRIX_STACK_MODELVIEW);    // FIX ME: Why need to set _orderOfArrival to 0??    // Please refer to https://github.com/cocos2d/cocos2d-x/pull/6920//    setorderOfArrival(0);    CC_PROfileR_Stop_category(kProfilercategoryBatchSprite,"CCSpriteBatchNode - visit");}

//overrIDe sortAllChildren//排序功能voID SpriteBatchNode::sortAllChildren(){    if (_reorderChildDirty)    {        std::sort(std::begin(_children),std::end(_children),nodeComparisonLess);        //sorted Now check all children        if (!_children.empty())        {            //first sort all children recursively based on zOrder            for(const auto &child: _children) {                child->sortAllChildren();            }            ssize_t index=0;            //fast dispatch,give every child a new atlasIndex based on their relative zOrder (keep parent -> child relations intact)            // and at the same time reorder descendants and the quads to the right index            /*             //快速发送，根据每个孩子的相对zOrder给每个孩子一个新的atlasIndex（保持父母 - >孩子的关系不变）                    //同时重新排序descendants数组和四边形到正确的索引             */            //此时的childern为根据localZ从小到大排序之后的数组            for(const auto &child: _children) {                Sprite* sp = static_cast<Sprite*>(child);                updateAtlasIndex(sp,&index);            }        }        _reorderChildDirty=false;    }}//更新sprite和sprite子节点的atlas数据的index。voID SpriteBatchNode::updateAtlasIndex(Sprite* sprite,ssize_t* curIndex){    auto& array = sprite->getChildren();    auto count = array.size();        ssize_t oldindex = 0;    /*       在sortAllChildren，根据localZ对children进行了排序，从小到大排序，因为之前的AtlasIndex为顺序赋值的，所以要重新设置AtlasIndex     */    //如果没有子节点，那么sprite就是curIndex位置了    if( count == 0 )    {        oldindex = sprite->getAtlasIndex();        sprite->setAtlasIndex(*curIndex);//重新递增赋值        sprite->setorderOfArrival(0);                if (oldindex != *curIndex){            //更新在_textureAtlas等中的位置            swap(oldindex,*curIndex);        }        (*curIndex)++;    }    else    {        bool neednewIndex=true;//是否需要赋值新的索引        //先localZ<0的，然后sprite,最后localZ>0        //因为先对所有的子节点排序过。先localZ<0，然后localZ>0              //如果第一个localZ>=0那么先设置sprite的index        if (array.at(0)->getLocalZOrder() >= 0)        {            //sprite的第一个孩子local都大于0，剩下的孩子都大于0，所以孩子绘制都在自己上面            //all children are in front of the parent            oldindex = sprite->getAtlasIndex();            sprite->setAtlasIndex(*curIndex);            sprite->setorderOfArrival(0);            if (oldindex != *curIndex)            {                swap(oldindex,*curIndex);            }            (*curIndex)++;            neednewIndex = false;//不需要新的索引，后面的按照顺序遍历就行        }        for(const auto &child: array) {            Sprite* sp = static_cast<Sprite*>(child);             //找到了第一个localZorder>0的，设置sprite。            if (neednewIndex && sp->getLocalZOrder() >= 0)            {                oldindex = sprite->getAtlasIndex();                sprite->setAtlasIndex(*curIndex);                sprite->setorderOfArrival(0);                if (oldindex != *curIndex) {                    this->swap(oldindex,*curIndex);                }                (*curIndex)++;                neednewIndex = false;            }            //递归调用            updateAtlasIndex(sp,curIndex);        }                //这种情况是：所有的子节点都是localZ<0。        //all children have a zOrder < 0)        /*           sprite的children已经遍历完成，最后轮到sprite自己         */        if (neednewIndex)        {            oldindex = sprite->getAtlasIndex();            sprite->setAtlasIndex(*curIndex);            sprite->setorderOfArrival(0);            if (oldindex != *curIndex) {                swap(oldindex,*curIndex);            }            (*curIndex)++;        }    }}

swap把新排序的顶点数据更新到 quads中，用于为opengl提供基础数据

voID SpriteBatchNode::swap(ssize_t oldindex,ssize_t newIndex){    CCASSERT(oldindex>=0 && oldindex < (int)_descendants.size() && newIndex >=0 && newIndex < (int)_descendants.size(),"InvalID index");    V3F_C4B_T2F_Quad* quads = _textureAtlas->getQuads();    std::swap( quads[oldindex],quads[newIndex] );    //update the index of other swapped item    auto oldIt = std::next( _descendants.begin(),oldindex );    auto newIt = std::next( _descendants.begin(),newIndex );    (*newIt)->setAtlasIndex(oldindex);//    (*oldIt)->setAtlasIndex(newIndex);    std::swap( *oldIt,*newIt );}

重新的元素draw方法，并不是真的绘制，而是把绘制命令放到了_batchCommand中

voID SpriteBatchNode::draw(Renderer *renderer,const Mat4 &transform,uint32_t flags){    // Optimization: Fast dispatch    if( _textureAtlas->getTotalQuads() == 0 )    {        return;    }    for(const auto &child: _children)    {   //更新孩子的坐标，递归        child->updatetransform();    }       _batchCommand.init(                       _globalZOrder,getGLProgram(),_blendFunc,_textureAtlas,transform);    renderer->addCommand(&_batchCommand);}

总结

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