2.2 高级节点类

虽然场景中的元素都继承自Node类，但是在这里，我们把场景类Scene、层类Layer和精灵类Sprite说为高级节点类，把它们抽象出单独一节来讲解。

在讲解这 3 个类之前，先介绍一下它们共同的基类 Node。虽然在程序中很少直接使用该类，但是它封装了一个节点所需的大部分功能，包括对节点的空间、颜色、动画、执行过程等的控制。

2.2.1 Node类

Node 类的功能主要包括设置和获得图形属性函数、父子关系函数、tag 和 user data 函数、GLProgram 相关函数、事件回调函数、动画函数、定时器函数、空间变换函数、坐标转换和一些其他功能函数等。

1.图形控制函数

图形控制函数用来设置节点的 Z-order、位置、旋转和缩放等变换，部分函数如表 2-5所示。

这些函数的使用在讲解Sprite类时结合精灵类讲解。

2.父子关系函数

父子关系函数用来向父节点中加入子节点、获得父节点等功能，部分函数如表 2-6所示。

程序片段2-6阐释了这些函数的使用。

3.生命周期函数

一个节点只要生成了，那么它就会执行如表2-7所示的函数。

对于表 2-7 中的这 4 个函数，它们的执行顺序是，当节点进入场景时，先执行 onEnter函数，然后执行onEnterTransitionDidFinish函数，在Node类的addChildHelper函数中可以看到如程序片段2-7所示的代码。

当一个节点被删除时，先执行onExitTransitionDidStart 函数，然后执行onExit 函数，在删除节点的执行函数detachChild中可以看到如程序片段2-8所示的代码。

如果在子节点中重载了这些函数，则在子节点中必须调用父类函数，如Node：：onEnter（）等。

4.动画函数

动画函数可以定义一个动画，然后把该动画作用于节点上，当该节点不需要该动画时，可以通过相关功能函数删除该动画，这些函数如表2-8所示。

有了这些函数，要使一个节点执行一个动画就比较简单了。例如，让一个节点从（100，100）的位置匀速移动到（400，200）的位置，实现代码如程序片段2-9所示。

5.定时器函数

一个节点可以设置 3 种类型的定时器函数，具体细节将在第 4 章讲解。Node 类提供了生成定时器相关的功能函数，如表2-9所示。

例如，要定义一个每帧都会执行的定时器，实现代码如程序片段2-10所示。

在节点中调用了该函数后，然后重载Update函数，则Update 函数就会每帧都会执行，直到在程序中调用了unscheduleUpdate函数后，该节点的生命周期结束。

6.坐标转换

坐标转换涉及的知识有点多，将分为3个点来将，分别是坐标系、屏幕与OpenGL坐标转换和世界与本地坐标转换。

1）坐标系

Cocos2d-x 引擎中涉及 4 种坐标系：屏幕坐标系、OpenGL 坐标系、世界坐标系和本地坐标系。其中，屏幕坐标系和OpenGL坐标系如图2-4和图2-5所示。

从图2-4和图2-5中可以看出：

· 屏幕坐标系，原点在左上角， X 轴向右增长， Y 轴向下增长。

· OpenGL坐标系，原点在左下角， X 轴向右增长， Y 轴向上增长。

对于世界坐标系和本地坐标系，它们都同OpenGL坐标系，原点在左下角。其中，世界坐标系是指绝对坐标，而本地坐标系是局部坐标。

2）屏幕坐标系与OpenGL坐标系转换

在程序中，我们使用的都是OpenGL坐标系，但在Director类中提供了实现屏幕坐标系和OpenGL坐标系之间转换的方法，实现代码如程序片段2-11所示。

3）世界坐标系与本地坐标系转换

Node节点中提供了世界坐标系和本地坐标系进行坐标转换的函数，如表2-10所示。

对于这两者之间的转换，可以从图形学的知识中来理解。每个节点都有一个变量，存储着它到世界坐标系下的变换。在图形学中，使用矩阵的方式来存储，这个矩阵包括的信息有节点的位置、旋转、缩放等。当一个位置要变换到另一个节点的坐标系下，等于该位置与矩阵变量中相应信息计算的结果。这种理解方式可以从convertToNodeSpace的实现代码中得到验证，如程序片段2-12所示。

本地坐标系的坐标原点在左下角，所以表中的前两个函数是相对于左下角来计算的。而后两个函数是相对于节点的锚点来计算的。下面通过一个例子来讲解，执行代码如程序片段2-13所示。

执行这段代码后，输出结果如图2-6所示。

这两张图片在屏幕中的显示位置如图2-7所示。

· pos1：把A节点的位置转换到B节点的本地坐标系下，由于B节点的本地坐标系在左下角，即坐标（160，200）的位置，以这个位置为原点，则计算（400-160，300-200）可得该结果。

· pos3：同 pos1，只是以 B 节点的锚点为坐标系的原点，则计算（400-200，300-240）可得该结果。

· pos2：注意，前面有讲到矩阵与向量之间的计算，从数学上讲就是 A 节点的位置向量与 B 节点的世界矩阵计算的结果。而从几何的方式来说，则就是把 B 节点的左下角当成本地坐标系的原点，A相对于B节点偏移了（400，300），由于A节点在世界坐标系下左下角的位置为（160，200），那么B 节点转换到世界坐标系下的位置就为（160+400，200+300）。

· pos4：同pos2，只是A节点本地坐标系的原点移到了锚点所在的位置（200，240），通过（200+400，240+300）计算可得。

需要注意的是，不要认为 convertToWorldSpace 就一定能得到位置向量在世界坐标系下的点，从数学的角度来看，它只是矩阵与向量之间的一个计算，由于转换节点中有一个矩阵变量是在世界坐标系下的，所以要获得被转换节点在世界坐标系下的位置信息有两种方法，如程序片段2-14所示。

不管是本地坐标系与本地坐标系之间的转换，还是本地坐标系与世界坐标系的转换，都是一个向量转换到另一个坐标系下，从数学的角度来看，都是矩阵与向量之间的一个计算，问题是首先分清楚目标矩阵是什么，然后再来理解它们之间的变换。

7.其他

节点类的 tag 函数和 user data 函数，用来设置节点的 tag、name 等信息，有了这些信息，在程序中就可以通过它们获取相应的节点；GLProgram 相关函数，当用 Shader 指定节点的着色时，可以调用这些函数指定节点要使用的着色程序；空间变换函数，可以获得和设置父子节点，或者子节点到世界空间的变换。除了这些函数外，还有一些常用的函数，如表2-11所示。

关于这些函数的使用，如程序片段2-15所示。

2.2.2 Scene类

游戏中可能有多个场景，但在同一时刻只能存在一个运行中的场景，由于在 3.x 版本中加入了 3D 编程，涉及 3D 的一些知识也加入到场景中，如相机、灯光等。其中，相机用于拍摄场景中的对象，在相机范围之内的对象显示到屏幕上，而在相机范围之外的对象则剔除掉。灯光用于模拟现实中明暗变化、聚光灯和高光等效果。引擎以场景为运行单元，场景的相关操作都封装到Scene类中，部分函数如表2-12所示。

如果要创建一个场景，然后让该场景立即运行，实现代码如程序片段2-16所示。

Render 是渲染场景的入口，在 Director 类的 drawScene 函数中有它的调用，如程序片段2-17所示。

程序片段2-16中，使用Director类的replaceScene方法切换场景时，两个场景之间会立即转换。引擎提供了一些类，可以让两个场景在切换时有一个变化，如淡入淡出、翻页和交叉进入等。场景类 Scene 也是一个节点，所以同样可以运行动画。那么，对于当前场景，可以让它运行一个动画，以某种方式消失，而下一个场景，同样运行一个动画，以某种方式进入。这样，在场景切换的这段时间里，内存中就会有两个场景的数据。只有当场景切换完成后，上一个场景的数据才会删除。所以，读者在使用这种场景切换方式时，要考虑这个问题，即内存是否能够同时满足两个场景数据的要求。

场景转换的基类为 TransitionScene，有多个子类，分别实现不同的场景切换方式，具体如表2-13所示。

表 2-13 中这些类的实现方式，实际上是让两个场景运行不同的动画效果，只是引擎帮助开发者封装了一些，如果觉得这些都不能满足项目的需求，则可以继承 TransitionScene类，使用其他动画实现自己需要的效果。关于动画，将会在第 3 章讲解。有了这些类，对于它们的使用就比较简单了，具体如程序片段2-18所示。

程序片段 2-18 中，Chapter2TransTwo 是目标 Layer，然后把它加入到场景中，使用TransitionSlideInL 在两个场景之间进行切换。create 函数中的第一个参数为时间，第二个参数是目标场景。最后，使用replaceScene开始两个场景之间的转换。实现效果如图2-8所示。

图 2-8（a）是 TransitionSlideInL 切换方式，下一个场景把上一个场景向右推开了；图2-8（b）是 TransitionProgressInOut 切换方式，下一个场景从屏幕中心由小变大逐渐覆盖上一个场景。

2.2.3 Layer类

Layer 类除了有一个静态的 create 函数外，还封装了触摸、键盘和加速器的响应事件，它们对应的函数都是以on开头的，如触摸事件onTouchBegan、键盘事件onKeyPressed和加速器事件onAcceleration，其他的函数在3.5版本中都已经被废弃，建议不要再使用。

除了Layer类外，还有3个与层相关的类，它们分别是纯色类LayerColor、颜色变化类LayerGradient 和多层控制类 LayerMultiplex。LayerColor 类创建的层只有一个颜色，所以可以当作背景或其他的用途。例如，使用如程序片段2-19所示的代码来创建。

LayerGradient 类用于创建一个颜色梯度变化的层，通过指定开始颜色和结束颜色后，该层会在一个指定的方向颜色渐变，如程序片段2-20所示。

当游戏中有一个页面要显示排行榜，里面有积分和战斗力排行时，把它们做成两个Layer，然后使用LayerMultiplex控制，通过类似Tab按钮，在这两个Layer中来回切换，实现代码如程序片段2-21所示。

在游戏中，如果有需要，可以把场景分成几个层，如背景层、人物层、特效层和 UI 层等，通过层可以控制物体渲染的先后顺序。通过一个或多个层，组成游戏中的一个场景。

2.2.4 Sprite类

如果要在屏幕上显示一张图片，可以使用Sprite类来创建。

1.Sprite创建

创建 Sprite 对象有多种方式，既可以指定图片所在的位置，又可以使用 Texture2D 对象；既可以使用图片的全部，又可以使用其中的某个部分。程序片段 2-22 阐述了 Sprite 对象的几种创建方式。

在使用图片的部分来创建Sprite时，Rect中的前两个值为0是指图片的左上角，这点要注意。Test.plist是一个文本文件，它有一个对应的png文件，这个png文件是由多个小图拼在一起的一张图，plist文件中存储各个小图在png 图片中的位置和大小等信息。这张图可以使用Texture Packer等软件来生成，如图2-9所示，左边的3张图通过该软件合并后变成右边一张图，并且生成一个plist文件。

有了拼接后的plist和png文件，就可以使用SpriteFrameCache类的相应函数把各个小图加入到帧缓存中，以后创建 Sprite 时可以直接到帧缓存那里取。使用这种方式，不但减少了文件的大小和内存的使用，还减少了文件加载的次数，尤其在进行批次渲染时提高了游戏的性能。

2.位置和锚点

设置一个节点的位置比较简单，直接调用 setPosition 函数即可，如在一个大小为（960，640）的窗口中可以通过如程序片段2-23所示的方式来设置位置。

锚点是节点本地坐标系中的一个点，其值的范围在0～1之间，左下角为（0，0），右上角为（1，1）。锚点只对节点的位置、旋转、缩放和扭曲起作用，对颜色和透明度没有效果。对于锚点的解释，就好像你手上有一张扑克牌和一枚图钉，扑克牌竖放，且方向不变，当我把图钉插在扑克牌的中间时，那么它的锚点坐标为（0.5，0.5），左下角为（0，0），右上角为（1，1）等，如果把这张扑克牌设置在（480，320）的位置，那么就把这枚图钉钉在这个位置上，扑克牌换成上面的笑脸图片，具体实现如程序片段2-24所示。

通过设置不同的锚点，其效果如图2-10所示。

图 2-10 是节点 Sprite 通过 setPosition 函数设置在同一个位置，只是节点的锚点不同而已。图 2-10（a）的锚点为（0，0），图 2-10（b）的锚点为（0.5，0.5），图 2-10（c）的锚点为（1，1）。从图 2-10 中可以得知，即使节点的位置一样，但如果通过 setAnchorPoint 函数设置不同的锚点，显示效果则会不一样。

3.旋转

旋转操作也是相对于锚点的，在 2D 的世界里，旋转一般是在一个平面内顺时针或逆时针旋转，调用函数setRotation 来实现。当角度为正时，顺时针旋转，否则逆时针旋转。当然也可以调用函数setRotationX设置节点绕 X 轴旋转、调用函数setRotationY绕 Y 轴旋转，从而达到不一样的效果，程序片段2-25演示了旋转函数的使用。

通过设置不同的旋转角度，执行后，其效果如图2-11所示。

4.缩放

缩放可以在两个方向上进行， X 轴或 Y 轴，通过函数setScale、setScaleX和setScaleY实现，执行如程序片段2-26所示。

执行这段代码后，对应的效果如图2-12所示。

5.扭曲

扭曲可从 X 或 Y 轴两个方向进行，使用函数setSkewX 和setSkewY 来实现，执行程序片段2-27所示。

执行后，效果如图 2-13 所示，左边第一个是 X 轴方向的扭曲，中间是正常的，右边是 Y 轴方向的扭曲。

6.颜色和透明度

节点类提供了 setColor 函数来设置它的颜色，其颜色值封装在结构 Color3B 中，它有 3个成员变量，分别表示红、绿、蓝的成分值，取值范围为0～255，该结构也预设了一些颜色值，可以通过它们直接设置颜色值，程序片段2-28演示了setColor函数的使用。

效果如图2-14所示，左边设置为橙色，中间是正常色，右边为绿色。

可以通过程序片段2-29来设置节点的透明度，取值范围为0～255。

执行程序片段 2-28 后，效果如图 2-15 所示，左边的透明度为 100，中间的透明度为150，右边的透明度是正常的，即为255。

7.平铺

有些游戏背景中的图片是有规律的，它由多张同样大小的图片组成，其效果类似家里的地板。所以，只要一块地板的图片，就可以铺满整个屏幕，这样大大地节省了图片资源。但是，对于这样的图片，尺寸为2的 n 次方，长宽相等，并且图片的4边是能够对接上的，通过 Texture2D 类的 setTexParameters 函数来实现，关于这种 Sprite 对象的创建，如程序片段2-30所示。

Sprite 对象的创建和前面介绍的没什么差别，主要是设置对象的纹理属性和调用setTextureRect函数设置纹理的矩形区域。 +MqS8HyvohquvxlYiBJWhYeSLTEvdeGPckTwTm8mZ9VZmjn+gV6jIyJKfmZBLcAR