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Cocos实现对ETC2的支持

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张晓衡
发布2019-09-11 16:44:58
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发布2019-09-11 16:44:58
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在深圳Cocos沙龙上,有幸结识了社区中大名顶顶的Colin,Shawn在在论坛上第一次看到Colin的团队用CocosCreator制作的《热血暗黑》时就被深深地震撼到了!更为重要的是,Colin将他的技术心得和宝贵开发经验写成文字,每一篇分享都是满满的干活,而且幸运的是Shawn得到Colin的授权许可,将他的文章散播到奎特尔星球,与你一起欣赏一起成长!

Cocos实现对ETC2的支持

1

ETC2简要介绍

etc1的问题是不支持透明通道;而pvr2的问题是透明图片质量太差,且图片大小必须是2的幂和正方形。etc2的出现正好弥补了这两个格式的不足。

etc2不仅兼容etc1,还支持透明通道,并且提供了更多的像素格式。etc2已经是OpenGL ES3.0的标准之一。也就是只要操作系统和硬件支持ES3.0,则必然支持ETC2,不管它是Android还是IOS。

目前市面上使用etc2作为压缩纹理的游戏不多,主要原因是老机器不支持,特别是安卓。而制约其流行起来的原因,其实就是两个:GPU的支持,OS的支持。

我从wikipedia(https://en.wikipedia.org/wiki/OpenGL_ES#OpenGL_ES_3.0)上查了OpenGL ES 3.0的兼容情况,大概是这样的:

  • 软件:
    • android 4.3以上支持ES3.0
    • IOS 7以上支持ES3.0
  • 硬件:
    • Adreno 300 and 400 series (Android, BlackBerry 10, Windows Phone 8, Windows RT)
    • Mali T600 series onwards (Android, Linux, Windows 7)
    • PowerVR Series6 (iOS, Linux)
    • Vivante (Android, OS X 10.8.3, Windows 7)
    • Nvidia (Android, Linux, Windows 7)
    • Intel (Linux)
  • 苹果设备从A7开始支持ES3.0,最低要求的设备是:
    • iPhone 5S
    • iPad Air
    • iPad mini with Retina display

尽管苹果的开发文档说到:

OpenGL ES 3.0 also supports the ETC2 and EAC compressed texture formats; however, PVRTC textures are recommended on iOS devices.

然而我对PVRTC实在是爱不起来,又必须是2的幂,又必须是正方形,最终效果还那么差(4bit一个像素)。所以当A7支持ETC2之后,其实是可以考虑换用ETC2的,这样可以和安卓很好的统一起来。

2

改用ES3.0的EGLContext

如何在cocos中支持etc2,其实这件事由官方来做最好,可能他们考虑到设备的兼容性问题,就没有实现这个特性。好在支持这个并不困难,我就自己动手实现了。

cocos使用的是ES2.0的版本,经测试发现,安卓上如果硬件支持ETC2,context并不用换成3.0。而IOS就必须明确创建3.0的EGLContext,才可以使用ETC2。

minggo之前提交过一个PR支持GLES3,在这里(https://github.com/cocos2d/cocos2d-x/pull/17537),只需要把它修改的文件合并进项目即可,可以两个都合,也可以只合IOS的。

3

PKM2格式说明

ETC2只是一个压缩算法,还需要一种文件格式来包含它,etc1常包含在pkm文件中,etc2也可以在pkm中,只不过etc1的是pkm10版本,而etc2需要pkm20版本,这两个文件版本是兼容的,它的格式如下:

4 byte	magic number: "PKM "
2 byte 	version "10" or "20"
2 byte 	format: 0 (ETC1_RGB_NO_MIPMAPS), 1(ETC2_RGB_NO_MIPMAPS), ...
16 bit 	big endian extended width
16 bit 	big endian extended height
16 bit 	big endian original width
16 bit 	big endian original height
data, 64bit big endian words.

我修改的时候只加了ETC2_RGB_NO_MIPMAPS和ETC2_RGBA_NO_MIPMAPS的支持,第一个是RGB,和ETC1兼容,一个像素占用4位;第二个是RGBA,提供透明通道,一个像素占用8位;这有点像以前贴子提到的ETC1+Alpha,好处是我们不用再写自定义Shader了。

4

修改Cocos引擎

上面预热了那么久,终于要修改引擎了,这么一步并不麻烦,我们只要依照ETC1的代码添加ETC2的代码就行:

修改Configuration,提供ETC2的支持判断

  • 增加_supportsETC2成员变量,用于判断是否支持ETC2
  • 增加函数checkForEtc2:
bool Configuration::checkForEtc2() const
{
    // Only the following two formats are supported
   #define GL_COMPRESSED_RGB8_ETC2   0x9274
   #define GL_COMPRESSED_RGBA8_ETC2_EAC  0x9278   GLint numFormats = 0;
   glGetIntegerv(GL_NUM_COMPRESSED_TEXTURE_FORMATS, &numFormats);
   GLint* formats = new GLint[numFormats];
   glGetIntegerv(GL_COMPRESSED_TEXTURE_FORMATS, formats);   int supportNum = 0;
   for (GLint i = 0; i < numFormats; ++i)
   {
       if (formats[i] == GL_COMPRESSED_RGB8_ETC2 || formats[i] == GL_COMPRESSED_RGBA8_ETC2_EAC)
       supportNum++;
   }
   delete [] formats;   return supportNum >= 2;
}
  • 在Configuration::gatherGPUInfo添加代码:
supportsETC2 = checkForEtc2();
_valueDict["gl.supports_ETC2"] = Value(_supportsETC2);
  • 加一个访问函数:Configuration::supportsETC2,和ETC1的流程一样,参考一下就懂了。

修改CCImage,支持ETC2的加载

  • 提供解析PKM2的函数如下:
// etc2
namespace
{
#define ETC2_RGB_NO_MIPMAPS           1
#define ETC2_RGBA_NO_MIPMAPS          3   static const int ETC2_PKM_HEADER_SIZE = 16;
   static const char ETC2_PKM_MAGIC[] = { 'P', 'K', 'M', ' ', '2', '0' };   static const uint32_t ETC2_PKM_FORMAT_OFFSET = 6;
   static const uint32_t ETC2_PKM_ENCODED_WIDTH_OFFSET = 8;
   static const uint32_t ETC2_PKM_ENCODED_HEIGHT_OFFSET = 10;
   static const uint32_t ETC2_PKM_WIDTH_OFFSET = 12;
   static const uint32_t ETC2_PKM_HEIGHT_OFFSET = 14;   static uint32_t read_big_endian_uint16(const uint8_t *pIn) {
       return (pIn[0] << 8) | pIn[1];
   }   static bool etc2_pkm_is_valid(const uint8_t* pHeader) {
       if (memcmp(pHeader, ETC2_PKM_MAGIC, sizeof(ETC2_PKM_MAGIC))) {
           return false;
       }
       uint32_t format = read_big_endian_uint16(pHeader + ETC2_PKM_FORMAT_OFFSET);
       uint32_t encodedWidth = read_big_endian_uint16(pHeader + ETC2_PKM_ENCODED_WIDTH_OFFSET);
       uint32_t encodedHeight = read_big_endian_uint16(pHeader + ETC2_PKM_ENCODED_HEIGHT_OFFSET);
       uint32_t width = read_big_endian_uint16(pHeader + ETC2_PKM_WIDTH_OFFSET);
       uint32_t height = read_big_endian_uint16(pHeader + ETC2_PKM_HEIGHT_OFFSET);
       return (format == ETC2_RGB_NO_MIPMAPS || format == ETC2_RGBA_NO_MIPMAPS) &&
              encodedWidth >= width && encodedWidth - width < 4 &&
              encodedHeight >= height && encodedHeight - height < 4;
   }   static uint32_t etc2_pkm_get_width(const uint8_t * pHeader) {
       return read_big_endian_uint16(pHeader + ETC2_PKM_WIDTH_OFFSET);
   }   static uint32_t etc2_pkm_get_height(const uint8_t* pHeader){
       return read_big_endian_uint16(pHeader + ETC2_PKM_HEIGHT_OFFSET);
   }   static uint32_t etc2_pkm_get_format(const uint8_t* pHeader) {
       return read_big_endian_uint16(pHeader + ETC2_PKM_FORMAT_OFFSET);
   }
}

有了上面的说明,相信这个代码很容易看懂的。

  • Image::Format增加一种类型: ETC2
  • 在Image::detectFormat增加如下代码:
    else if (isEtc2(data, dataLen))
   {
       return Format::ETC2;
   }

实现isEtc2:

bool Image::isEtc2(const unsigned char *data, ssize_t dataLen)
{
   return dataLen >= ETC2_PKM_HEADER_SIZE && etc2_pkm_is_valid(data);
}

修改Image::initWithImageData:

case Format::ETC2:
   ret = initWithETC2Data(unpackedData, unpackedLen);
   break;

实现initWithETC2Data:

bool Image::initWithETC2Data(const unsigned char * data, ssize_t dataLen)
{
   const unsigned char* header = data;   //check the data
   if (!etc2_pkm_is_valid(header))
   {
       return  false;
   }   _width = etc2_pkm_get_width(header);
   _height = etc2_pkm_get_height(header);   if (0 == _width || 0 == _height)
   {
       return false;
   }   if (Configuration::getInstance()->supportsETC2())
   {
       uint32_t format = etc2_pkm_get_format(header);
       if (format == ETC2_RGB_NO_MIPMAPS)
           _renderFormat = Texture2D::PixelFormat::ETC2_RGB;
       else
           _renderFormat = Texture2D::PixelFormat::ETC2_RGBA;
       _dataLen = dataLen - ETC2_PKM_HEADER_SIZE;
       _data = static_cast<unsigned char*>(malloc(_dataLen * sizeof(unsigned char)));
       memcpy(_data, static_cast<const unsigned char*>(data) + ETC2_PKM_HEADER_SIZE, _dataLen);
       _hasPremultipliedAlpha = false;
       return true;
   }
   CCLOG("cocos2d: Hardware ETC2 decoder not support.");
   return false;
}

修改CCTexture2D,生成ETC2纹理

  • Texture2D::PixelFormat增加两种类型:
//! ETC2-compressed texture: GL_COMPRESSED_RGB8_ETC2
ETC2_RGB,
//! ETC2-compressed texture: GL_COMPRESSED_RGBA8_ETC2_EAC
ETC2_RGBA,
  • static const PixelFormatInfoMapValue TexturePixelFormatInfoTablesValue[]增加这两种格式的信息:
PixelFormatInfoMapValue(Texture2D::PixelFormat::ETC2_RGB, Texture2D::PixelFormatInfo(GL_COMPRESSED_RGB8_ETC2, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 4, true, false)),
PixelFormatInfoMapValue(Texture2D::PixelFormat::ETC2_RGBA, Texture2D::PixelFormatInfo(GL_COMPRESSED_RGBA8_ETC2_EAC, 0xFFFFFFFF, 0xFFFFFFFF, 8, true, true)),
  • Texture2D::getStringForFormat增加格式说明,其实不加也没关系:
    case Texture2D::PixelFormat::ETC2_RGB:
       return "ETC2_RGB";
   case Texture2D::PixelFormat::ETC2_RGBA:
       return "ETC2_RGBA";
  • Texture2D::initWithMipmaps判断压缩纹理处作一点修改:
if (info.compressed && !Configuration::getInstance()->supportsPVRTC()
                   && !Configuration::getInstance()->supportsETC()
                   && !Configuration::getInstance()->supportsETC2())
{
   CCLOG("cocos2d: WARNING: PVRTC/ETC/ETC2 images are not supported");
   return false;
}

到此引擎改造完成。

5

结语

Android版本,Android Studio的build.gradle的minSdkVersion改为18,即Android4.3,我没试过不改的话能不能正常使用,你们有兴趣可以试试看。

IOS版本,XCode直接编译,连上真机就可以测,不过要记得上面的EGLContext一定要换成3的,不然不会成功。


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原始发表:2017-11-16,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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