知易游戏开发教程cocos2d-x移植版002（上）
基本概念
为了全面掌握cocos2d-x的开发，我们首先需要了解该引擎的几个基本概念。实际上，这些基本概念是所有游戏开发所必须的，并非cocos2d-x专有。任何游戏都是通过这些概念所针对的对象组建起来的，游戏的复杂程度决定了这些对象实现的复杂程度。
场景（CCScene）
我们假设一个只有两关的游戏：第一关（2个小鬼，1个小BOSS）；第二关（5个小鬼，1个大BOSS）。通常情况下，我们会这样设计整个游戏的流程（workflow）：
开场动画，可以有几个目的：
简单介绍一下游戏操作
讲述故事背景
公司或者工作室动画LOGO
进入主菜单后可以引导用户：
开始新游戏
读取进度
设置游戏 声音，文字，游戏内容设置……
高分排名 通常都是列表，按分数排列。
帮助 操作简介
退出
接下来，玩家可以有多种选择，无论开始新游戏还是读取进度，游戏都会进入到预设关卡。游戏过程中，第一关胜利就进入第二关，第二关胜利则进入结尾的胜利画面（播放视频或者在背景图上显示文字），确认后进入排名画面看看本次得了多少分。如果失败了，那就会进入失败结束的画面，确定后跳转到主菜单，重新开始。
可以看出，玩家玩游戏的过程就是在我们预设的画面之间进行跳转，根据玩家操作的结果（选择菜单项、消灭敌人或者被敌人杀死）跳转到不同的画面。
这些构成游戏流程的画面就是我们所说的场景，图中用黑色线框表示的部分。显然，不同的场景提供不同的操作，大致可以分为以下几类场景：
展示类场景：播放视频或简单的在图像上输出文字，来实现游戏的开场介绍、胜利/失败提示、帮助说明等。
选项类场景：主菜单、游戏参数设置等。
游戏场景：这是游戏的主要内容，除了这个场景之外，其他类别的场景基本都是通用框架实现的。
那么不同的场景是如何实现不同功能的呢？每个场景都是通过不同的层的叠加和组合来实现不同的功能的。因此，通常一个场景是由一个或多个层组成的。
层（CCLayer）
层是我们写游戏的重点，我们99%以上的时间是在层上实现我们的游戏内容。如下图所示，一个简单的主菜单画面是由3个层叠加实现的：
细心的读者可能已经注意到，为了让不同的层可以组合产生统一的效果，这些层基本上都是透明或者半透明的。（否则我们就只能看到最上面的一个层了）
层的叠加是有顺序的，如图所示，编号为1的背景层在最下层，2号在中间，3号在最上面。cocos2d-x也是按照这个次序来叠加画面的，处于最上层的不透明的部分会将下面的内容覆盖。
这个次序同样用于编程模型中的事件响应机制。即编号3的层最先接收到系统事件（手指单击屏幕事件），然后是编号2，最后是编号1的层。在事件的传递过程中，如果有一个层处理了该事件，那么排在后面的层将不再接收到该事件。
我们可以简单地把层理解为我们在Windows编程中的窗口（hWnd或者WinForm，还有Delphi中的TForm）。
为了方便大家进行游戏开发，cocos2d-x从技术实现角度提供一些公用层：处理菜单用的菜单层，处理颜色显示的颜色层等。
每一层又可以包含各式各样的内容要素：文本、链接、精灵、地图等等。其中，精灵是游戏的重点。
精灵（CCSprite）
精灵是整个游戏开发处理的主要对象。敌方的飞机、坦克是系统控制的精灵，玩家控制的我方飞机也是精灵，甚至随机飞过的一片云、一只鸟都是精灵。
从技术上讲，精灵就是一个可以不断变化的图片。这些变化包括：位移、旋转、缩放以及图片帧的切换。
所谓游戏，就是玩家操作一个或多个精灵与系统控制的精灵进行互动：近身肉搏、远程射击、对话等等。
导演（CCDirector）
我们已经大概了解了一个游戏的整体架构，不同的场景由不同的层组成，每个层又包含精灵在上面运动。玩家玩游戏的过程就是在操作层上的精灵或者菜单项，从而在不同的场景中切换。
好了，有些OO编程基础的读者已经猜到导演对象的作用了。是的，按照面向对象的设计原则和反向依赖原则：精灵不应该依赖层，层不应该依赖场景，场景不应该依赖整个流程。导演对象就是整个流程的代表，他负责游戏过程中的场景切换。
导演通常只有一个，因此这个对象是单例（singleton）。cocos2d-x框架已经预定义了该实例，无需额外创建，我们直接使用就可以。
导演对象接收层对象/场景对象的请求，按照预先设计好的流程来切换场景。至此，我们可以勾勒出一个游戏的整体框架和cocos2d-x关键对象与之的对应关系：
需要特别说明的是：任何时间，只有一个CCScene对象实例处于激活状态。该对象可以作为当前游戏内容的对象的容器，对于菜单对象来说，通常属于当前场景的主层。以上就是一个游戏的主要架构。
实际上，针对每一个游戏场景而言，不同场景（关卡）、每一个层（静态、动态）、每一个对象（敌人、我方、中立方）其实都很复杂。万里长征，这才第一步呢。
cocos2d-x的实现类
下面，我们首先逐一介绍cocos2d-x对应上述基本概念的对象，以及他们之间的程序关联。
CCDirector（导演类）
CCDirector对象的作用类似于Windows编程中的主窗口对象（不同之处在于该对象并不可见），它负责创建、管理应用程序/游戏的主窗口，在特定的条件下显示某个场景。
针对CCDirector的调用代码（下面这段代码是主程序启动时的标准步骤，在AppDelegate的applicationDidFinishLaunching成员函数内实现）：
1 bool AppDelegate::applicationDidFinishLaunching()
2 {
3 // initialize director
4 CCDirector *pDirector = CCDirector::sharedDirector();
5 pDirector->setOpenGLView(&CCEGLView::sharedOpenGLView());
6
7 // enable High Resource Mode(2x, such as iphone4) and maintains low resource on other devices.
8 // pDirector->enableRetinaDisplay(true);
9
10 // turn on display FPS
11 pDirector->setDisplayFPS(true);
12
13 // set FPS. the default value is 1.0/60 if you don't call this
14 pDirector->setAnimationInterval(1.0 / 60);
15
16 // create a scene. it's an autorelease object
17 CCScene *pScene = HelloWorld::scene();
18
19 // run
20 pDirector->runWithScene(pScene);
21 return true;
22 }
显然，我们看到可以通过CCDirector对象完成以下两大类任务：
设置主程序窗口的显示属性。
依次设定了以下内容：
1.初始化CCDirector对象。
2.设置是否开启Retina显示模式。
3.设置是否显示FPS。
4.设置游戏画面每秒显示的帧数，默认是60帧。
管理、显示场景。
CCDirector对象一次只能显示一个场景。为了便于管理场景对象，CCDirector对象有3个属性与场景有关（参见CCDirector.h）：
1 /* 当前显示的场景 */
2 CCScene *m_pRunningScene;
3
4 /* 下一个将要显示的场景 */
5 CCScene *m_pNextScene;
6
7 /* 待执行的场景队列 */
8 CCMutableArray<CCScene*> *m_pobScenesStack;
同时，CCDirector对象管理场景的方法主要有以下几个：
1 /* 用来显示主程序启动后的第一个场景，如果已存在运行的场景，则不可使用 */
2 void runWithScene(CCScene *pScene);
3
4 /* 挂起当前正在运行的场景，压入待执行场景队列，并开始执行新的场景 */
5 void pushScene(CCScene *pScene);
6
7 /* 从待执行场景队列中弹出一个场景，并以此取代当前运行中的场景。
8 如果待执行场景队列已为空，那么程序将终止运行。 */
9 void popScene(void);
10
11 /* 直接用一个场景取代当前场景，这是最常用的一个方法。 */
12 void replaceScene(CCScene *pScene);
13
14 /* 结束运行，释放当前场景。 */
15 void end(void);
16
17 /* 暂停场景运行。画面还存在，但时间任务停止。 */
18 void pause(void);
19
20 /* 恢复场景运行。 */
21 void resume(void);
CCScene（场景类）
场景对象当前比较简单，当前版本的cocos2d-x（1.0.1）基本上没有附加任何特殊功能，基本上可以看作是层（CCLayer）对象的一个容器。有些例子没有使用CCScene来作为场景切换，而是直接使用层的变换，笔者建议大家不要这样。CCScene的作用十分重要，如果要为场景切换增加动画效果，CCScene是必不可少的。
CCLayer（层类）
CCLayer的主要功能在于：
1)接收触摸（touch）操作输入。
2)接收动力感知（Accelerometer）输入。
除此之外，CCLayer对象本身没有提供更多的功能。关于CCLayer对象与TouchDispatcher的相互作用关系，我们放在以后的章节重点介绍。
cocos2d-x为了方便大家使用，直接提供了以下4个层：
CCLayerColor（颜色层）
这是一个透明的，可以按照RGB设置填充颜色的层。可以通过setContentSize设置层的大小，改变颜色块的尺寸。图中红色部分就是一个CCLayerColor的实例。
层也支持动作，可以变色、淡入淡出和混合。
CCLayerGradient（渐变层）
CCLayerGradient是CCLayerColor的子类，他可以在背景上绘制渐变色。
CCMenu（菜单层）
这是一个以CCMenu对象为集合类，CCMenuItem类实例组成各式各样按钮的菜单管理选择画面层。（注意：该层中的实例必须是CCMenuItem类或其子类的实例）
CCMenu类提供的方法主要是用来按照横向、竖向或者多行列排序展示CCMenuItem类实例的。
为了实现不同的按钮效果，系统提供了多种类型的CCMenuItem，但每个按钮都有三中基本状态：正常、选中、禁用。
下面，我们逐一介绍一下CCMenuItem类系：
CCMenuItem
CCMenuItem是基础类，不要直接使用该类。作为所有菜单项的父类，CCMenuItem主要完成以下两个任务：
1.设置按钮的状态。
2.负责处理回调函数（当按钮被单击后，需要调用的函数叫做回调函数）。具体说就是内置一个NSInvocation *invocation来统一实现回调函数的激活。（这段以后深入研究下再修正吧，在cocos2d-x里肯定不是）
CCMenuItemLabel
CCMenuItemLabel能将任何支持CCLabelProtocol协议的CCNode转变成一个菜单项，并增加选中时的放大效果。
CCMenuItemAtlasFont/CCMenuItemFont
CCMenuItemAtlasFont和CCMenuItemFont都继承自CCMenuItemLabel，他们能根据你提供的字符串生成标签，并以此创建菜单项。他们的区别是CCMenuItemAtlasFont使用图片集，CCMenuItemFont使用预设字体。
CCMenuItemSprite
CCMenuItemSprite内置3个支持CCRGBAProtocol协议的CCNode对象，表示正常、选中、禁用三个状态的图像。
CCMenuItemImage
CCMenuItemImage从CCMenuItemSprite派生而来，你只需提供图片的名字，创建CCSprite对象的过程由框架自动完成。
CCMenuItemToggle
内部有一个CCMenuItem数组，负责展示不同的状态，进而达到状态切换的效果。
CCLayerMultiplex（复合层）
这是可以包含多个层的复合层，将来再专门介绍。
CCSprite（精灵类）
精灵是游戏中的主要静态、动态目标（敌方怪物、我方操作对象）。具体讲就是一个独立的图像块，通常情况下他是运动的（Action）：位移、旋转、缩放、运动——连续渐变图像形成的运动效果。我们可以直接通过设定精灵的属性让他运动，也可以通过动作（Action）来达到同样的目的。
在cocos2d-x中精灵由CCSprite类实现。精灵允许包含子对象，当父对象变化的时候，子对象会跟着变化。
由于游戏中95%以上的内容都是精灵类实现模拟的，因此如何提高精灵类的执行效率就是一个十分关键的问题。
1)缓存图像内容，减少相同内容文件的读取次数。
通过CCTextureCache类，cocos2d-x库按照文件名为主键索引全部运行时读取的图片文件。当文件名一样时，直接返回内存中的图片而不再读取文件。
所有与图片文件有关的实现在底层统一调用CCTextureCache类的单例对象，保证最少的系统IO操作，提高程序运行效率。
2)批量提交绘画，减少OpenGL函数的调用次数。
通过CCSpriteBatchNode类，cocos2d-x库将所有CCSpriteBatchNode类对象所属的子CCSprite对象一次提交给OpenGL输出。
还有一个叫CCSpriteFrameCache的类，用于管理动画效果的全部帧图像。该类的实现也调用了CCTextureCache类对象。
小结
至此，读者对于cocos2d-x的几个关键概念以及对应的实现类有了整体的把握。CCScene、CCLayer、CCSprite类都是从CCNode类派生的，从类对象角度上来说他们是一样的，可以互相从属。从游戏设计的角度，他们完成的功能则互不相同，各有重点：
使用CCScene是为了：
1)作为某个场景的总体容器对象，将所有的内容对象（菜单、状态、游戏角色、NPC）包含在内，层叠关系通过CCNode的addChild的zOrder决定。
2)实现场景切换的特殊效果。因为所有的场景切换特效都是从CCScene的子类CCTransitionScene派生的。
使用CCLayer是为了处理输入问题：
1)触摸事件处理
2)动力感知处理
使用CCSprite是为了显示各式各样的精灵，展示游戏内容。
