cocos2d-x 基础概念介绍－－导演 场景 层 精灵

cocos2d 基本结构

在Cocos2d-x-3.x引擎中，采用节点树形结构来管理游戏对象，一个游戏可以划分为不同的场景，一个场景又可以分为不同的层，一个层又可以拥有任意个可见的游戏节点（即对象，游戏中基本上所有的类都派生于节点类Node）。可以执行Action来修改游戏节点的属性，使其移动、旋转、放大、缩小等等。

每一个时刻都有一个场景在独立运行，通过切换不同的场景来完成一个游戏流程，游戏流程的管理由Director来执行，其基本框架类图如下:

cocos2d也采用了引用计数的方式来管理内存,基本上所有的类都派生于拥有引用计数的机制的CCObject

a. CCApplication,负责平台相关的初始化,消息处理等,是一个单件类

b. CCDirector.在cocos2d-x引擎中，导演类是游戏的组织者和领导者，导演制定规则让游戏内的场景，布景，和人物角色有序的运行摄像机（CCCamera），每个节点都需要使用摄像机，当节点发生缩放，旋转，和位置变化时，都需要覆盖摄像机，让这个节点通过摄像机重新渲染。

c. CCNode,节点类,是游戏中最重要的对象,在cocos2dk中,任何可见的或不可以的游戏逻辑对象都是一个节点,节点有以下特点:

a) 是一个容器,可以包含任意多个其它节点.

b) 可以执行一个行为(CCAction)

c) 可以执行一定时的任务回调

d) 拥有坐标变换(transform)信息,如postion,scale,rotation等

e) 由于一个节点可以添加任意个子节点,所有的节点组成一个树状结构,因此父节点的坐标变换会影响子节点在世界坐标系中的坐标,一个节点只能拥有一个父节点

d. CCAction,动作类,CCAtion就好像指派给CCNode的命令一样,在特定时间(或立即)内修改CCNode的属性,例如位置,旋转,缩放等

e. CCScene,场景类,和PL中的stage类似,包括可见的怪物,地形和不可见的逻辑脚本等.例如一个游戏的一个特定关卡,游戏菜单,过场动画等都是一个独立的场景.cocos2d中的场景又由不同的层(CCLayer)组成.由于CCScene是CCNode的子类,因此可以可以用CCAction来修改其属性

f. CCLayer类,场景中的层类,一个场景可以拥有多个层,如HUD层,游戏对象层,背景层,天空层等,层是一个可以绘制的区域.可以将ui,sprite等对象添加到其中.除此之外,层还接收输入消息,可以在层的类中处理输入消息,和CCScene一样,CClayer是CCNode的子类,也可以用CCAction来修改其属性

导演（Director）

一款游戏好比一部电影，只是游戏具有更强的交互性，不过它们的基本原理是一致的。所以在Cocos2dx中把统筹游戏大局的类抽象为导演（Director），Director是整个cocos2dx引擎的核心，是整个游戏的导航仪，游戏中的一些常用操作就是由Director来控制的，比如OpenGL ES的初始化，场景的转换，游戏暂停继续的控制，世界坐标和GL坐标之间的切换，对节点（游戏元素）的控制等，还有一些游戏数据的保存调用，屏幕尺寸的获取等都要由Director类来管理控制的。

因为Director是游戏项目的总导演，会经常调用进行一些控制，所以该Director利用了单例设计模式，也就是项目里取到的director都是同一个。用sharedDirector() 方法取得Director的实例，具体的API可以参考相关文档，就不做赘述了。

class CC_DLL CCDirector : public CCObject, public TypeInfo

CCDirector *pDirector = CCDirector::sharedDirector();

场景（Scene）

Scene场景也是cocos2dx中必不可少的元素，游戏中通常我们需要构建不同的场景（至少一个），游戏里关卡、版块的切换也就是一个一个场景的切换，就像在电影中变换舞台和场地一样。场景的一个重要的作用就是流程控制的作用，我们可以通过Director的一系列方法控制游戏中不同的场景的自由切换。

class CC_DLL CCScene : public CCNode<pre name="code" class="cpp">class CC_DLL CCNode : public CCObject

下面是Director控制场景的常用方法：

runWithScene( Scene *scene ) 启动游戏，并运行scene场景。本方法在主程序第一次启动主场景的时候调用。如果已有正在运行的场景则不能调用该方法；会调用pushScene-->startAnimation。

void CCDirector::runWithScene(CCScene *pScene)
{
CCAssert(pScene != NULL, "This command can only be used to start the CCDirector. There is already a scene present.");
CCAssert(m_pRunningScene == NULL, "m_pRunningScene should be null");

pushScene(pScene);
startAnimation();
}

pushScene( Scene *scene ) 将当前运行中的场景暂停并压入到代码执行场景栈中，再将传入的scene设置为当前运行场景，只有存在正在运行的场景时才调用该方法；

void CCDirector::pushScene(CCScene *pScene)
{
CCAssert(pScene, "the scene should not null");

m_bSendCleanupToScene = false;

m_pobScenesStack->addObject(pScene);
m_pNextScene = pScene;
}

replaceScene( Scene *scene ) 直接使用传入的scene替换当前场景来切换画面，当前场景被释放。这是切换场景时最常用的方法。

void CCDirector::replaceScene(CCScene *pScene)
{
CCAssert(m_pRunningScene, "Use runWithScene: instead to start the director");
CCAssert(pScene != NULL, "the scene should not be null");

unsigned int index = m_pobScenesStack->count();

m_bSendCleanupToScene = true;
m_pobScenesStack->replaceObjectAtIndex(index - 1, pScene);

m_pNextScene = pScene;
}

popScene() 释放当前场景，再从代码执行场景中弹出栈顶的场景，并将其设置为当前运行场景。如果栈为空，直接结束应用。和PushScene结对使用

void CCDirector::popScene(void)
{
CCAssert(m_pRunningScene != NULL, "running scene should not null");

m_pobScenesStack->removeLastObject();
unsigned int c = m_pobScenesStack->count();

if (c == 0)
{
end();
}
else
{
m_bSendCleanupToScene = true;
m_pNextScene = (CCScene*)m_pobScenesStack->objectAtIndex(c - 1);
}
}

end() 释放和终止执行场景，同时退出应用

void CCDirector::end()
{
m_bPurgeDirecotorInNextLoop = true;
}

pause() 暂停当前运行场景中的所有计时器和动作，场景仍然会显示在屏幕上

void CCDirector::pause(void)
{
if (m_bPaused)
{
return;
}
m_dOldAnimationInterval = m_dAnimationInterval;

// when paused, don't consume CPU
setAnimationInterval(1 / 4.0);
m_bPaused = true;
}

resume () 恢复当前运行场景的所有计时器和动作，场景仍然会显示在屏幕上

void CCDirector::resume(void)
{
if (! m_bPaused)
{
return;
}

setAnimationInterval(m_dOldAnimationInterval);

if (CCTime::gettimeofdayCocos2d(m_pLastUpdate, NULL) != 0)
{
CCLOG("cocos2d: Director: Error in gettimeofday");
}

m_bPaused = false;
m_fDeltaTime = 0;
}

同时场景是层的容器，包含了所有需要显示的游戏元素。通常，当我们需要完成一个场景时候，会创建一个Scene的子类，并在子类中实现我们需要的功能。比如，我们可以在子类的初始化中载入游戏资源，为场景添加层，启动音乐播放等等。

层（Layer）

Layer是处理玩家事件响应的Node子类。与场景不同，层通常包含的是直接在屏幕上呈现的内容，并且可以接受用户的输入事件，包括触摸，加速度计和键盘输入等。我们需要在层中加入精灵，文本标签或者其他游戏元素，并设置游戏元素的属性，比如位置，方向和大小；设置游戏元素的动作等。通常，层中的对象功能类似，耦合较紧，与层中游戏内容相关的逻辑代码也编写在层中，在组织好层后，只需要把层按照顺序添加到场景中就可以显示出来了。要向场景添加层，我们可以使用addChild方法。

addChild( Node child ) addChild( Node child, int zOrder ) addChild( Node *child, int zOrder, int tag )

其中，Child参数就是节点。对于场景而言，通常我们添加的节点就是层。先添加的层会被置于后添加的层之下。如果需要为它们指定先后次序，可以使用不同的zOrder值。tag是元素的标识号码，如果为子节点设置了tag值，就可以在它的父节点中利用tag值就可以找到它了。层可以包含任何Node作为子节点，包括Sprites(精灵), Labels(标签)，甚至其他的Layer对象。

class CC_DLL CCLayer : public CCNode, public CCTouchDelegate, public CCAccelerometerDelegate, public CCKeypadDelegate

/* "add" logic MUST only be on this method
* If a class want's to extend the 'addChild' behavior it only needs
* to override this method
*/
void CCNode::addChild(CCNode *child, int zOrder, int tag)
{
CCAssert( child != NULL, "Argument must be non-nil");
CCAssert( child->m_pParent == NULL, "child already added. It can't be added again");

if( ! m_pChildren )
{
this->childrenAlloc();
}

this->insertChild(child, zOrder);

child->m_nTag = tag;

child->setParent(this);
child->setOrderOfArrival(s_globalOrderOfArrival++);

if( m_bRunning )
{
child->onEnter();
child->onEnterTransitionDidFinish();
}
}

void CCNode::addChild(CCNode *child, int zOrder)
{
CCAssert( child != NULL, "Argument must be non-nil");
this->addChild(child, zOrder, child->m_nTag);
}

void CCNode::addChild(CCNode *child)
{
CCAssert( child != NULL, "Argument must be non-nil");
this->addChild(child, child->m_nZOrder, child->m_nTag);
}

上图所示的图片中，叫做HelloWorldScene的场景中有三个不同层，在layer3层上又有上个不同的精灵。下面是一个创建三个不同层的例子：

ccColor4B tmpColor1 = {0, 128, 128, 255};
auto layer = CCLayerColor::create(tmpColor1);
layer->setContentSize(CCSizeMake(120, 80));
layer->setPosition(CCPoint(50, 50));
addChild(layer, 10);

ccColor4B tmpColor2 = {128, 0, 128, 255};
auto layer1 = CCLayerColor::create(tmpColor2);
layer1->setContentSize(CCSizeMake(120, 80));
layer1->setPosition(CCPoint(100, 80));
addChild(layer1, 20);

ccColor4B tmpColor3 = {128, 128, 0, 255};
auto layer2 = CCLayerColor::create(tmpColor3);
layer2->setContentSize(CCSizeMake(120, 80));
layer2->setPosition(CCPoint(150, 110));
addChild(layer2, 30);

精灵

Cocos2d中的精灵和其他游戏引擎中的精灵相似，它可以移动，旋转，缩放，执行动画，并接受其他转换。Cocos2dx的Sprite由Texure，frame和animation组成，由openes负责渲染。主要的类关系如下:



简单过程可描述为：使用Texture2D加载图片，可以用Texture2D生成对应的SpriteFrame（精灵帧），将SpriteFrame添加到Animation生成动画数据，用Animation生成Animate（就是最终的动画动作），最后用Sprite执行这个动作。

a. Sprite可以看成是某一时刻,一个2d的图片的一个剪辑部分

b. frame由texture和一个矩形(quad)组成

c. texture代表一个可以被绘制的2维的纹理

d. imgae对应硬盘中不同类型的图片,例如jpg,png,tga等.它知道如何从文件中读取不同类型的图片,生成缓冲数据,供texture使用

e. CCAnimation由一系列的frame组成,类似于电影的胶片集合

f. CCAnimate,动画action,实现在指定时间内在sprite上播放指定的动画(CCAnimation)

创建精灵的几种方式：

直接创建:

auto sprite = CCSprite::create("HelloWorld.png");
this->addChild(sprite,0);

使用纹理来创建精灵

auto sprite1 = CCSprite::createWithTexture(CCTextureCache::sharedTextureCache()->addImage("HelloWorld.png"));
this->addChild(sprite1, 0);

使用精灵帧来创建精灵

auto sprite2=CCSprite::createWithSpriteFrameName("HelloWorld.png");
this->addChild(sprite2, 0);

在Cocos2dx中实现精灵显示的基本过程如下：

//创建Scene
auto scene = CCScene::create();
//创建层
auto layer = AccelerometerTest::create();
//把层加入场景中
scene->addChild(layer);
//创建一个精灵
auto sprite = CCSprite::create("HelloWorld.png");
//把精灵加到层里
layer->addChild(sprite, 0);

CCSprite* CCSprite::create(const char *pszFileName)
{
CCSprite *pobSprite = new CCSprite();
if (pobSprite && pobSprite->initWithFile(pszFileName))
{
pobSprite->autorelease();
return pobSprite;
}
CC_SAFE_DELETE(pobSprite);
return NULL;
}
bool CCSprite::initWithFile(const char *pszFilename)
{
CCAssert(pszFilename != NULL, "Invalid filename for sprite");

CCTexture2D *pTexture = CCTextureCache::sharedTextureCache()->addImage(pszFilename);
if (pTexture)
{
CCRect rect = CCRectZero;
rect.size = pTexture->getContentSize();
return initWithTexture(pTexture, rect);
}

// don't release here.
// when load texture failed, it's better to get a "transparent" sprite than a crashed program
// this->release();
return false;
}
CCSprite* CCSprite::createWithSpriteFrameName(const char *pszSpriteFrameName)
{
CCSpriteFrame *pFrame = CCSpriteFrameCache::sharedSpriteFrameCache()->spriteFrameByName(pszSpriteFrameName);

#if COCOS2D_DEBUG > 0
char msg[256] = {0};
sprintf(msg, "Invalid spriteFrameName: %s", pszSpriteFrameName);
CCAssert(pFrame != NULL, msg);
#endif

return createWithSpriteFrame(pFrame);
}

CCSprite* CCSprite::createWithSpriteFrame(CCSpriteFrame *pSpriteFrame)
{
CCSprite *pobSprite = new CCSprite();
if (pSpriteFrame && pobSprite && pobSprite->initWithSpriteFrame(pSpriteFrame))
{
pobSprite->autorelease();
return pobSprite;
}
CC_SAFE_DELETE(pobSprite);
return NULL;
}