Cocos2d-x学习（二十二）：cocos2d-x中CCScale9Sprite的另一种实现

cocos2d 2.0之后加入了一种九宫格的实现，主要作用是用来拉伸图片，这样的好处在于保留图片四个角不变形的同时，对图片中间部分进行拉伸，来满足一些控件的自适应（PS:比如包括按钮，对话框，最直观的形象就是ios里的短信气泡了），这就要求图片资源的中间部分是纯色或者是简单的渐变了！

1.cocos2d中九宫格CCScale9Sprite的实现

（1）原理

cocos2d的实现非常巧妙，是通过1个CCSpriteBatchNode和9个CCSprite来实现的，原理很简单，通过将原纹理资源切割成9部分（PS: 这也是叫九宫格的原因），根据想要的尺寸，完成以下的三个步骤：

a. 保持4个角部分不变形

b. 单向拉伸4条边（即在4个角两两之间的边，比如上边，只做横向拉伸）

c. 双向拉伸中间部分（即九宫格的中间部分，横向，纵向同时拉伸，PS：拉伸比例不一定相同）

（PS: 更多原理可参考 http://yannickloriot.com/2011/12/create-buttons-in-cocos2d-by-using-cccontrolbutton/）

（2）实现

CCSpriteBatchNode的资源为整个的纹理，9个CCSprite对应于纹理的9个部分（根据纹理不同，9部分所占比例会有所不同），根据想要的尺寸，将9部分拼装在一起！

（3）优缺点

优点：思路简单清晰；使用CCSpriteBatchNode，只需要一次绘制，效率较高

缺点：内存占用大，需要1个CCSpriteBatchNode和9个CCSprite对象；不支持CCSpriteBatchNode（如果控件很多，我们都需要对每个控件单独绘制一次，会影响效率）

2.cocos2d-x中CCSprite的绘制

在介绍我的九宫格实现之前，先简单介绍一下CCSprite的绘制原理

（1）顶点数据

每一个CCSprite都保持了一个关于顶点数据的结构体

// vertex coords, texture coords and color info
	ccV3F_C4B_T2F_Quad m_sQuad;

这个Quad字眼的意思是一个矩形，参照ccV3F_C4B_T2F_Quad的定义，可以得知，是包含4个顶点数据的结构体（根据注释可知4个顶点分别为：左上，左下，右上，右下）

//! 4 ccVertex3FTex2FColor4B
typedef struct _ccV3F_C4B_T2F_Quad
{
	//! top left
	ccV3F_C4B_T2F	tl;
	//! bottom left
	ccV3F_C4B_T2F	bl;
	//! top right
	ccV3F_C4B_T2F	tr;
	//! bottom right
	ccV3F_C4B_T2F	br;
} ccV3F_C4B_T2F_Quad;

而ccV3F_C4B_T2F又是一个关于顶点信息的结构体，包括坐标（x, y, z），颜色（r, g, b, a），纹理坐标（x, y）

（PS：2D游戏中，坐标的z都为0，这里的z并不是Z-Order，Z-Order是指渲染的先后属性，z是代表3D的z轴坐标）

//! a Point with a vertex point, a tex coord point and a color 4B
typedef struct _ccV3F_C4B_T2F
{
	//! vertices (3F)
	ccVertex3F		vertices;			// 12 bytes
//	char __padding__[4];

	//! colors (4B)
	ccColor4B		colors;				// 4 bytes
//	char __padding2__[4];

	// tex coords (2F)
	ccTex2F			texCoords;			// 8 byts
} ccV3F_C4B_T2F;

（2）绘制

在初始化精灵之后，就将纹理的四个顶点信息保存在m_sQuad中了，接下来要做的，就是根据m_sQuad的信息来绘制

由于OpenGL是状态机的设计，所以要先将顶点信息保存，再根据顶点的关系进行绘制，主要的绘制代码如下：

#define kQuadSize sizeof(m_sQuad.bl)
	int size = sizeof(m_sQuad.bl);
    if (m_pobTexture)
    {
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_pobTexture->getName());
    }
    else
    {
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
    }

	long offset = (long)&m_sQuad;

	// vertex
	int diff = offsetof(ccV3F_C4B_T2F, vertices);
	glVertexPointer(3, GL_FLOAT, kQuadSize, (void*)(offset + diff));

	// color
	diff = offsetof( ccV3F_C4B_T2F, colors);
	glColorPointer(4, GL_UNSIGNED_BYTE, kQuadSize, (void*)(offset + diff));
	
	// tex coords
	diff = offsetof( ccV3F_C4B_T2F, texCoords);
	glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, kQuadSize, (void*)(offset + diff));
	
	glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);

（PS: offsetof()函数是得到结构体中某一数据的地址偏移量）

根据注释可知，先将顶点的坐标数据保存，再将顶点的颜色数据保存，最后将顶点的纹理映射坐标保存

（吐槽一下：#define kQuadSize sizeof(m_sQuad.bl) 这个宏的名字把我迷惑了，我不知道为什么会有Quad字眼，我觉得应该是kVertexSize）

3. CCScaleNineSprite的实现

（吐槽一下：我没找到更好的关于九宫格的名字，于是偷懒将9换成了Nine。。。）

我的九宫格的实现和CCScale9Sprite略有不同，只是优化了其内存的问题，我将1个CCSpriteBatchNode和9个CCSprite用1个CCSprite来实现了，通过纹理映射做拉伸！

（PS：我目前也没有解决支持CCSpriteBatchNode，因为CCSpriteBatchNode的子节点要求是CCSprite类型，而我的CCScaleNineSprite并不是继承于CCSprite，而是于CCSprite是兄弟关系，因为其顶点的数据不同，所以我认为不是继承关系，当然可以考虑把CCSprite的顶点数据修改，使其不再被限制于固定4个顶点）

我偷懒将CCSprite.h和CCSprite.cpp拷贝了一份，注释掉了一些不常用的方法，以及对CCSpriteBatchNode的支持。。。

将m_sQuad替换为ccV3F_C4B_T2F mScaleNineVertices[16]（九宫格需要16个顶点，请根据上面的图计算，包括顶点和切割线的交点）

额外增加了1个设置九宫格比例的方法（重载了3份），通过比例计算出mScaleNineVertices的数据

public:
	void CalculateScaleNineVertices(unsigned int widthFromLeft, unsigned int widthFromRight, 
		unsigned int heightFromTop, unsigned int heightFromBottom);
	void CalculateScaleNineVertices(unsigned int widthFromLeft, unsigned int heightFromTop);
	void CalculateScaleNineVertices(unsigned int offsetFromEdge);

贴上这个长长的计算算法吧，我表示我很笨，没有想到更好的计算算法。。。欢迎留言赐教

void CCScaleNineSprite::CalculateScaleNineVertices(unsigned int widthFromLeft, unsigned int widthFromRight, 
	unsigned int heightFromTop, unsigned int heightFromBottom)
{
	float textureOriginX = m_obRectInPixels.origin.x;
	float textureOriginY = m_obRectInPixels.origin.y;

	float textureWidth = m_obRectInPixels.size.width;
	float textureHeight = m_obRectInPixels.size.height;

	CCAssert((widthFromLeft < textureWidth) && (widthFromRight < textureWidth) && 
		(heightFromTop < textureHeight) && (heightFromBottom < textureHeight), "The SIZE of Corner is too BIG!");

	float contentWidth = m_tContentSizeInPixels.width;
	float contentHeight = m_tContentSizeInPixels.height;
	
	unsigned int textureAtlasWidth = getTexture()->getPixelsWide();
	unsigned int textureAtlasHeight = getTexture()->getPixelsHigh();

	ccV3F_C4B_T2F vertice;

	// First Line
	vertice.vertices.x = 0;
	vertice.vertices.y = contentHeight;
	vertice.vertices.z = 0;
	vertice.colors.a = 255;
	vertice.colors.r = 255;
	vertice.colors.g = 255;
	vertice.colors.b = 255;
	vertice.texCoords.u = textureOriginX / textureAtlasWidth;
	vertice.texCoords.v = textureOriginY / textureAtlasHeight;
	mScaleNineVertices[0] = vertice;

	vertice.vertices.x = (float) widthFromLeft;
	vertice.texCoords.u = (float) (textureOriginX + widthFromLeft) / textureAtlasWidth;
	mScaleNineVertices[1] = vertice;

	vertice.vertices.x = (float) (contentWidth - widthFromRight);
	vertice.texCoords.u = (float) (textureOriginX + textureWidth - widthFromRight) / textureAtlasWidth;
	mScaleNineVertices[2] = vertice;

	vertice.vertices.x = (float) contentWidth;
	vertice.texCoords.u = (float) (textureOriginX + textureWidth) / textureAtlasWidth;
	mScaleNineVertices[3] = vertice;

	// Second Line
	vertice.vertices.x = 0;
	vertice.vertices.y = (float) (contentHeight - heightFromTop);
	vertice.texCoords.u = textureOriginX / textureAtlasWidth;
	vertice.texCoords.v = (float) (textureOriginY + heightFromTop) / textureAtlasHeight;
	mScaleNineVertices[4] = vertice;

	vertice.vertices.x = (float) widthFromLeft;
	vertice.texCoords.u = (float) (textureOriginX + widthFromLeft) / textureAtlasWidth;
	mScaleNineVertices[5] = vertice;

	vertice.vertices.x = (float) (contentWidth - widthFromRight);
	vertice.texCoords.u = (float) (textureOriginX + textureWidth - widthFromRight) / textureAtlasWidth;
	mScaleNineVertices[6] = vertice;

	vertice.vertices.x = (float) contentWidth;
	vertice.texCoords.u = (float) (textureOriginX + textureWidth) / textureAtlasWidth;
	mScaleNineVertices[7] = vertice;

	// Third Line
	vertice.vertices.x = 0;
	vertice.vertices.y = (float) heightFromBottom;
	vertice.texCoords.u = textureOriginX / textureAtlasWidth;
	vertice.texCoords.v = (float) (textureOriginY + textureHeight - heightFromBottom) / textureAtlasHeight;
	mScaleNineVertices[8] = vertice;

	vertice.vertices.x = (float) widthFromLeft;
	vertice.texCoords.u = (float) (textureOriginX + widthFromLeft) / textureAtlasWidth;
	mScaleNineVertices[9] = vertice;

	vertice.vertices.x = (float) (contentWidth - widthFromRight);
	vertice.texCoords.u = (float) (textureOriginX + textureWidth - widthFromRight) / textureAtlasWidth;
	mScaleNineVertices[10] = vertice;

	vertice.vertices.x = (float) contentWidth;
	vertice.texCoords.u = (float) (textureOriginX + textureWidth) / textureAtlasWidth;
	mScaleNineVertices[11] = vertice;

	// Fourth Line
	vertice.vertices.x = 0;
	vertice.vertices.y = 0;
	vertice.texCoords.u = textureOriginX / textureAtlasWidth;
	vertice.texCoords.v = (float) (textureOriginY + textureHeight) / textureAtlasHeight;
	mScaleNineVertices[12] = vertice;

	vertice.vertices.x = (float) widthFromLeft;
	vertice.texCoords.u = (float) (textureOriginX + widthFromLeft) / textureAtlasWidth;
	mScaleNineVertices[13] = vertice;

	vertice.vertices.x = (float) (contentWidth - widthFromRight);
	vertice.texCoords.u = (float) (textureOriginX + textureWidth - widthFromRight) / textureAtlasWidth;
	mScaleNineVertices[14] = vertice;

	vertice.vertices.x = (float) contentWidth;
	vertice.texCoords.u = (float) (textureOriginX + textureWidth) / textureAtlasWidth;
	mScaleNineVertices[15] = vertice;
}

计算好顶点数据之后，简单修改一下draw()函数就可以了（将之前的m_sQuad替换为mScaleNineVertices）

#define kVertexSize sizeof(ccV3F_C4B_T2F)
    if (m_pobTexture)
    {
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_pobTexture->getName());
    }
    else
    {
        glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
    }

	long offset  = (long) mScaleNineVertices;

	// vertex
	int diff = offsetof(ccV3F_C4B_T2F, vertices);
	glVertexPointer(3, GL_FLOAT, kVertexSize, (void*)(offset + diff));

	// color
	diff = offsetof( ccV3F_C4B_T2F, colors);
	glColorPointer(4, GL_UNSIGNED_BYTE, kVertexSize, (void*)(offset + diff));
	
	// tex coords
	diff = offsetof( ccV3F_C4B_T2F, texCoords);
	glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, kVertexSize, (void*)(offset + diff));
	
	glDrawElements(GL_TRIANGLES, 54, GL_UNSIGNED_SHORT, mVerticesIndex);

看起来和之前的差别不大。。。只有两处修改（高亮吧！）

4.Demo

和CCSprite的使用差不太多，只是需要设置一下ContentSize（即展示的尺寸），并且需要设置九宫格切割的比例（以像素为单位，美术比较好理解！）

// Add a Scale Nine Sprite
		CCTexture2D* texture = CCTextureCache::sharedTextureCache()->addImage("GreenButton.png");
		CCScaleNineSprite* scaleNineSprite = CCScaleNineSprite::scaleNineSpriteWithTexture(texture);
		scaleNineSprite->setContentSize(CCSizeMake(200, 100));
		scaleNineSprite->CalculateScaleNineVertices(10);
		scaleNineSprite->setPosition(CCPointMake(size.width / 2, size.height / 2));
		this->addChild(scaleNineSprite);

效果如下：

原资源：