纹理图集制作器

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引言

我决定开源我们内部的纹理图集创建工具，因为我认为这对其他独立游戏开发者会有用。

特点

• 为速度而建

加载纹理的速度几乎是加载 PNG 的 5 倍

• 一键操作

简化了艺术管线。一键创建具有多种格式的多个图集。

• 开源

提供 Java 源代码，您可以根据自己的需求修改该工具。

什么是纹理图集？

纹理图集将多个图像打包到一个纹理中。在某些平台 OpenGL 纹理必须是 2 的幂次方大小，单独加载图像将需要大量的填充，这意味着浪费 GPU 内存。而且，将所有图像放在一个纹理中可以实现绘制调用批处理：换句话说，可以一次调用绘制多个精灵。

这是为谁准备的？

虽然该工具是为 iPhone 开发的，但它对包括 Android 和 PC 在内的大多数平台都有用。该工具是用 Java 编写的，可在 Windows、Mac 和 Linux 上运行。

包含一个示例 iPhone 项目，演示了如何加载纹理图集。代码是 C++ 编写的，旨在具有可移植性。

如何使用

下载文件 AtlasMaker_jar_2.2.1.zip 并解压缩。您需要安装 Java 才能使用它。如果想创建 PVR 压缩纹理，还可能需要安装 Imagination Technologies 的 PVRTexTool。

• 输入文件夹

项目的源图像必须是 PNG 格式，并且必须按照文件格式进行目录组织。选择输入文件夹的位置，然后将显示目录结构。然后为每个目录选择所需的文件格式。

• Targa 真彩色

这是默认选项。选择此项以获得最佳质量。注意：targa 文件以 OpenGL 顺序存储 RGB 字节，因此加载速度更快。这意味着如果您在 PC 上打开该文件，它看起来会很奇怪，但在设备上看起来会正常。该文件是 32 位，如果没有 alpha 通道，则是 24 位。

• 16 位 Targa

选择此选项每像素仅使用 16 位，但会减少颜色数量。颜色变化细微的纹理（即渐变）看起来会很差。

• PVR

压缩 PVR 格式。每像素使用 2 位或 4 位。此格式更适合没有透明边框的“有机”图像。注意：每个图像周围会创建 2 像素的填充。这是为了防止相邻图像的像素出现（PVR 算法会在图像边框外绘制像素）。

• 输出文件

选择输出文件的名称和位置。纹理图集将保存到同一目录。

高级选项

单击“选项...”按钮打开高级选项。

• 最大尺寸

这是您目标设备的纹理的最大尺寸（宽度和高度）。

• 2 的幂次方 / 非 2 的幂次方

2 的幂次方将尺寸限制为 2 的幂次方（例如，32x32、64x32 等）。非 2 的幂次方意味着没有任何限制。

• Alpha 阈值

透明像素会从所有源图像中修剪掉。Alpha 阈值表示什么被认为是透明的。

• PVRTexTool 的位置

这是您安装命令行 PVRTexTool 的文件位置。

• PVR 选项

当选择 PVR 文件格式时，首先会将纹理图集创建为 PNG，然后调用 PVRTexTool 将其转换为 PVR。这是一个缓慢的操作，所以默认情况下“转换 PVR”未选中。

选择 2 位以减少内存使用，但质量较低，或选择 4 位以获得更高的质量。

• XML 格式

选择默认的 XML 格式，或 Cocos2D plist 格式。

输出标签页

为每个纹理创建一个标签页。标签图标包含纹理的预览。为了方便起见，单击纹理中的任何位置都会显示单击图像的文件名。

创建的纹理

该应用程序尝试将图像尽可能地装入最小的纹理尺寸。对于 2 的幂次方纹理，它首先尝试装入 32x32，然后是 32x64，然后是 64x64，然后是 128x64……依此类推，直到达到最大尺寸。对于非 2 的幂次方，它会自动选择最小的任意尺寸。如果图像无法装入最大尺寸的纹理，则会创建额外的纹理，直到所有图像都装入为止。

如果您选择 PVR 格式，纹理将是正方形且为 2 的幂次方。

每个文件将以目录和索引号命名。例如，如果图像在“images”目录中，则可能创建以下纹理：images0.tga、images1.tga、images2.tga 等。

输出 XML 文件

该应用程序创建一个 XML 文件，其中包含每个纹理图集中每个图像的所有数据，例如：

<atlas numImages="4">
  <texture file="testImages0.pvr" trans="true">
    <image name="arch" x="0" y="0" width="89" height="71"/>
    <image name="prowlerBody0_1" x="36" y="342" width="43" height="34" yOffset="5" transWidth="46" transHeight="39"/>
  </texture>
  <texture file="dump0.pvr" trans="true">
    <image name="arrowDownPressed" x="400" y="54" width="46" height="39"/>
    <image name="arrowUpPressed" x="448" y="54" width="46" height="37"/>
  </texture>
</atlas>

首先，“atlas”元素会告诉您图集中的总图像数量，以便在加载时可以预分配内存。

然后每个纹理元素都有文件名、透明度和图像元素列表。

每个图像元素包含以下数据：

• x, y, 宽度, 高度

图像在纹理中的位置和大小。

• xOffset, yOffset, transWidth, transHeight

用于精灵动画的填充数据。如果我们有精灵动画，每个精灵都需要填充，以便图像在动画过程中不会“跳动”，但我们不想在纹理中存储空白区域而浪费内存。

为什么 PNG 不适合游戏

PNG 是一种复杂的格式，解码速度慢。以下是一些基准测试，显示了 PNG 的速度有多慢。

	PNG	Targa 32 位*	Targa 16 位
在 Windows 上加载 (libpng)	64 毫秒	9 毫秒	5 毫秒
在 iPhone 3GS 上加载*	385 毫秒	83 毫秒
大小	1.27 MB	2.42 MB	1.23 MB
压缩后大小	1.26 MB	1.25 MB	339 kB

加载 1024 x 1024 纹理（带透明度的复杂图像）

如您所见，在 iPhone 上纹理加载速度比 32 位 Targa 慢 4.6 倍。尽管 Targa 文件大一倍，但在压缩后大小相同，因此打包尺寸也相同。此外，如果您的图像只需要 16 位质量，您将获得双重节省。PNG 没有 16 位选项。

正如您所见，使用 Targa 是不二之选。

• 注释

在 iPhone 上使用原生 iOS API (即 UIImage) 解码 PNG。Targa 是 RLE 压缩的 Targa。

加载 Targa

有关 Targa 文件如何加载的详细信息，请参阅 ImageTarga 和 TargaReader 类。

16 位 Targa 存储为 GL_UNSIGNED_SHORT_4_4_4_4。但是，如果纹理图集完全不透明，则不保存 alpha 通道，像素存储为 GL_UNSIGNED_SHORT_5_6_5。

如果选择了“Targa 真彩色”，则根据是否有 alpha 透明度，保存为 32 位或 24 位。

演示 iPhone 项目

随附一个 Xcode 项目，该项目打开生成的纹理并显示一个精灵。大部分代码是 C++ 编写的，以实现可移植性。

项目中使用的类如下：

• 游戏

主游戏对象。

• ResManager

设置 OpenGL 状态并初始化所有资源

• AtlasMaster

读取图集 XML 文件并创建 AtlasImage 对象和纹理，并将它们存储在映射中以供检索。

• XParser

快速 XML 解析器，功能已精简。使用仅前进方式进行解析，以避免创建 DOM 的开销。

• TargaReader

读取 32 位和 16 位 Targa 文件

• CommonBuffer

所有纹理文件都加载到一个共享缓冲区中，而不是每次都创建和删除。

• ImagePVR

加载 PVR 纹理。

• AtlasImage

为每个图像创建一个纹理四边形。

注意：项目使用了 boost/unordered_map.hpp。您需要下载 boost 并将项目包含头文件在 Xcode 中指向您安装 boost 的位置。或者，您可以将行：#define fmap boost::unordered_map 更改为 precompile.h 中的 #define fmap std::map。

历史

版本 2.0

• 添加了非 2 的幂次方功能
• 允许用户指定最大纹理尺寸
• 改进了图集创建算法
• 使代码更加健壮

版本 2.1

• 如果纹理中没有透明度，则不保存 alpha 通道
• 修复了错误：Mac 版本无法正确读取 PVRTexTool 可执行文件

 版本 2.2.1

• 添加了对 Cocos2D 的支持（感谢 Starfair :) ）
• 算法的少量改进