二维矩形装箱问题

装箱问题，是个NP问题。至于装箱问题到底是个什么东西，可以看看百度文档http://wenku.baidu.com/view/f6e7f80590c69ec3d5bb755f.html。其实我没看。

研究二维矩形装箱问题，是因为需要将小图拼成大图，作为一个大的texture加载到内存内，从而实现减少内存消耗的目的。

做游戏的都知道texturepacker工具，一款付费软件，有无限多个破解安装程序。

texturepacker就是将小图合成为一张大图，导出png图像，以及含有小图大小，位置信息的plist文本文件。

给布置的作业，其实是让用设计模式完成一款texturepacker类工具，可惜编程能力不强，另一方面比较懒，不想去做可视化界面，于是就只找了篇硕士论文，按照论文内提到的一种算法，写了写程序。

论文是：二维矩形条带装箱问题的底部左齐择优匹配算法。不知道原作者是高兴还是忧伤我酱紫给他做广告。

程序运行环境为：cocos2dx 3.0, vs2012.

 1 #ifndef __HELLOWORLD_SCENE_H__
 2 #define __HELLOWORLD_SCENE_H__
 3 
 4 #include "cocos2d.h"
 5 #include "BigImage.h"
 6 #include "BaseObject.h"
 7 #include "LLABF_Algorithm.h"
 8 
 9 class BigImage;
10 class HelloWorld : public cocos2d::Layer
11 {
12 public:
13     ~HelloWorld();
14     // there's no 'id' in cpp, so we recommend returning the class instance pointer
15     static cocos2d::Scene* createScene();
16 
17     // Here's a difference. Method 'init' in cocos2d-x returns bool, instead of returning 'id' in cocos2d-iphone
18     virtual bool init();  
19     
20     // a selector callback
21     void menuCloseCallback(cocos2d::Ref* pSender);
22     
23     void initSimpleImageInfo( SimpleImageInfo * simpleImage );
24 
25     // implement the "static create()" method manually
26     CREATE_FUNC(HelloWorld);
27 
28     std::vector<SimpleImageInfo*> imageInfos;
29 
30     // 图像像素拷贝   将一张图的内容复制到另一张大图中   
31     void copyPixels();
32 
33     BigImage * m_bigImage;
34     void initTestImageInfos();
35     void initTestDictionary();
36 };
37 
38 #endif // __HELLOWORLD_SCENE_H__

HelloWorldScene.h

  1 #include "HelloWorldScene.h"
  2 #include "cocos2d/external/png/include/win32/png.h"
  3 #include  <math.h>
  4 #include  <iostream>
  5 #include  <fstream>
  6 #include  <string>
  7 
  8 using namespace std;
  9 
 10 USING_NS_CC;
 11 
 12 Scene* HelloWorld::createScene()
 13 {
 14     auto scene = Scene::create();
 15     auto layer = HelloWorld::create();
 16     scene->addChild(layer);
 17     return scene;
 18 }
 19 
 20 bool HelloWorld::init()
 21 {
 22     if ( !Layer::init() )
 23     {
 24         return false;
 25     }
 26 
 27     Size visibleSize = Director::getInstance()->getVisibleSize();
 28     Point origin = Director::getInstance()->getVisibleOrigin();
 29     auto closeItem = MenuItemImage::create(
 30                                            "CloseNormal.png",
 31                                            "CloseSelected.png",
 32                                            CC_CALLBACK_1(HelloWorld::menuCloseCallback, this));
 33     
 34     closeItem->setPosition(Point(origin.x + visibleSize.width - closeItem->getContentSize().width/2 ,
 35                                 origin.y + closeItem->getContentSize().height/2));
 36     auto menu = Menu::create(closeItem, NULL);
 37     menu->setPosition(Point::ZERO);
 38     this->addChild(menu, 1);
 39     auto label = LabelTTF::create("Hello World", "Arial", 24);
 40 
 41     label->setPosition(Point(origin.x + visibleSize.width/2,
 42                             origin.y + visibleSize.height - label->getContentSize().height));
 43 
 44     return true;
 45 }
 46 
 47 
 48 void HelloWorld::menuCloseCallback(Ref* pSender)
 49 {
 50 #if (CC_TARGET_PLATFORM == CC_PLATFORM_WP8) || (CC_TARGET_PLATFORM == CC_PLATFORM_WINRT)
 51     MessageBox("You pressed the close button. Windows Store Apps do not implement a close button.","Alert");
 52     return;
 53 #endif
 54     imageInfos.clear();
 55     system("dir /b *.png > untitled.plist");
 56     int bigImageWidth = 512;
 57     string fullPath = FileUtils::getInstance()->fullPathForFilename("untitled.plist");
 58     string filecontent = FileUtils::getInstance()->getStringFromFile(fullPath);
 59     ifstream fp( fullPath );
 60     if (!fp)
 61     {
 62         cerr << "OPEN ERROR" << endl;
 63         return ;
 64     }
 65 
 66     if ( fp )
 67     {
 68         string s;
 69         while (getline(fp,s))
 70         {
 71             SimpleImageInfo * image = new SimpleImageInfo();
 72             image->imageName = s;
 73             imageInfos.push_back(image);
 74             CCLog( s.c_str()) ;
 75         }
 76         fp.close();
 77 
 78         // 初始化I   
 79         for ( int i = 0; i< imageInfos.size(); i++ )
 80         {
 81             initSimpleImageInfo(imageInfos[i]);
 82             imageInfos[i]->id = i;
 83         }
 84         LLABF * llabf = new LLABF();
 85         llabf->initImages(imageInfos, bigImageWidth );
 86         llabf->runLLABF();
 87         
 88 
 89 
 90         m_bigImage = new BigImage("my_test_1.png",bigImageWidth,llabf->getBigImageHeight(),"my_test_1.plist");
 91         m_bigImage->initBigImageWithImagesData(&imageInfos);
 92         m_bigImage->publish();
 93     }
 94 
 95     CCLog("end");
 96 
 97     //SpriteFrameCache::getInstance()->addSpriteFramesWithFile("my_test_1.plist");
 98     //auto sprite = Sprite::createWithSpriteFrameName("a1.png");
 99     //sprite->setPosition( 300, 300);
100     //this->addChild(sprite, 1000);
101 
102 #if (CC_TARGET_PLATFORM == CC_PLATFORM_IOS)
103     exit(0);
104 #endif
105 }
106 
107 void HelloWorld::initSimpleImageInfo( SimpleImageInfo * simpleImage )
108 {
109     // 读取png文件头    
110         std::string fullPath_png = FileUtils::getInstance()->fullPathForFilename( simpleImage->imageName );
111         unsigned char header[8];
112         int width, height;
113         png_byte color_type; //图片到类型（可能会用在是否是开启来通道）  
114         png_byte bit_depth; //字节深度  
115 
116         png_structp png_ptr;  // 图片  
117         png_infop info_ptr;   // 图片的信息  
118         int number_of_passes;// 隔行扫描  
119         png_bytep * row_pointers;// 图片的数据内容  
120         int  row, col, pos; // 用于改变png像素排列的问题  
121         GLubyte * rgba;
122 
123         FILE * fp = fopen( fullPath_png.c_str(), "rb");
124         if ( !fp )
125         {
126             fclose(fp);
127             return;
128         }
129         fread(header, 1, 8, fp);
130         if ( png_sig_cmp(header, 0, 8 ))  // 读取文件头判断是否是png图片，不是则做出相应处理   
131         {
132             fclose(fp);
133             return;
134         }
135         //根据libpng的libpng-manual.txt的说明使用文档 接下来必须初始化png_structp 和 png_infop  
136         png_ptr=png_create_read_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING,NULL,NULL,NULL); //后三个是绑定错误以及警告的函数这里设置为空  
137 
138         if(!png_ptr)
139         {
140             fclose(fp);
141             return;
142         }
143         //根据初始化的png_ptr初始化png_infop  
144         info_ptr=png_create_info_struct(png_ptr);  
145         if(!info_ptr)  
146         {  
147             //初始化失败以后销毁png_structp  
148             png_destroy_read_struct(&png_ptr,(png_infopp)NULL,(png_infopp)NULL);  
149             fclose(fp);  
150             return ;  
151         }  
152         //老老实实按照libpng给到的说明稳定步骤来  错误处理！  
153         if (setjmp(png_jmpbuf(png_ptr)))  
154         {  
155             //释放占用的内存！然后关闭文件返回一个贴图ID此处应该调用一个生成默认贴图返回ID的函数  
156 
157             png_destroy_read_struct(&png_ptr,(png_infopp)NULL,(png_infopp)NULL);  
158 
159             fclose(fp);  
160 
161             return ;  
162 
163         }  
164         //你需要确保是通过2进制打开的文件。通过i/o定制函数png_init_io  
165         png_init_io(png_ptr,fp);  
166         //似乎是说要告诉libpng文件从第几个开始missing  
167         png_set_sig_bytes(png_ptr, 8);  
168         //如果你只想简单的操作你现在可以实际读取图片信息了！  
169         png_read_info(png_ptr, info_ptr);  
170         //获得图片到信息 width height 颜色类型  字节深度  
171         width = png_get_image_width(png_ptr, info_ptr);  
172         height = png_get_image_height(png_ptr, info_ptr);  
173         color_type = png_get_color_type(png_ptr, info_ptr);  
174         //如果图片带有alpha通道就需要  
175         // if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA)  
176 
177         // png_set_swap_alpha(png_ptr);  
178         bit_depth = png_get_bit_depth(png_ptr, info_ptr);  
179 
180         fclose(fp);  
181 
182         simpleImage->width = width;
183         simpleImage->height = height;
184 }
185 
186 void HelloWorld::initTestImageInfos()
187 {
188       SimpleImageInfo * image1 = new SimpleImageInfo();
189       image1->imageName = "a5.png";
190       image1->x = 0;
191       image1->y = 0;
192       image1->width = 576;
193       image1->height = 154;
194       image1->isRotate = true;
195       imageInfos.push_back(image1);
196 
197       SimpleImageInfo * image2 = new SimpleImageInfo();
198       image2->imageName = "a6.png";
199       image2->x = 154;
200       image2->y = 0;
201       image2->width = 576;
202       image2->height = 154;
203       image2->isRotate = true;
204       imageInfos.push_back(image2);
205 }
206 
207 HelloWorld::~HelloWorld()
208 {
209     for ( int i = 0; i< imageInfos.size(); i++ )
210     {
211         delete imageInfos[i];
212     }
213     imageInfos.clear();
214 }
215 
216 void HelloWorld::initTestDictionary()
217 {
218     Dictionary * dict = Dictionary::create();
219     auto string = String::create("test_key");
220     dict->setObject(string, "string element key"); // 添加一个键值对   
221     auto doubleObject = Double::create(1024.123);
222     dict->setObject(doubleObject, "double");
223 
224     Dictionary * dict_1 = Dictionary::create();
225     dict_1->setObject(String::create("string in dictInDict value"), "string in dictInDict key");
226     dict->setObject(dict_1, "dict_test_key");
227 
228     std::string writablePath = FileUtils::getInstance()->getWritablePath();
229     std::string fullPath = writablePath + "text.plist";
230     if(dict->writeToFile(fullPath.c_str()))
231         log("see the plist file at %s", fullPath.c_str());
232     else
233         log("write plist file failed");
234 }

HelloWorldScene.cpp

其中用到了system函数，将Resource目录内的png图像导入untitled.plist文件内。其实这个应该做个UI，弹出文件夹选择框，多选文件，将文件名导入。我太懒了，不想去看MFC或者QT。就这样凑合吧。

HelloWorldScene主要就是导出文件夹内的png文件名。然后初始化一些小图信息，转给LLABF算法，最后BigImage类根据LLABF算法计算得到的小图位置信息，生成大图png，以及plist。就这么简单。

下面就是LLABF算法。应该差不多是按照论文内描述的那样写的。

 1 #ifndef  __LLABF_ALGORITHM_H_ 
 2 #define  __LLABF_ALGORITHM_H_
 3 #include "BaseObject.h"
 4 #include <iostream>
 5 #include <vector>
 6 
 7 class LLABF
 8 {
 9 public:
10     LLABF();
11     ~LLABF();
12 
13     void initImages( std::vector<SimpleImageInfo*> & images , int bigImageWidth );
14     void runLLABF();
15 
16     int FullFitFirst( SimpleEdgeInfo* edge );   // 完全匹配优先  
17     int WidthFitFirst( SimpleEdgeInfo* edge );   // 宽度匹配优先  
18     int HeightFitFirst( SimpleEdgeInfo* edge );  // 高度匹配优先  
19     int JointWidthFitFirst( SimpleEdgeInfo* edge ); // 组合匹配优先  
20     int PlaceabelFirst(  SimpleEdgeInfo* edge );     // 可装入优先   
21 
22     void findEqualToEdgeWidth( SimpleEdgeInfo * edge );  // 查找和ek的width大小相等的image 从ii开始在imageInfos里查找      
23     void findLessOrEqualToEdgeWidth(  SimpleEdgeInfo * edge );  // 查找不小于ek的width的image  从ii开始在imageInfos里查找    
24     void findJointEqualToEdgeWidth( SimpleEdgeInfo * edge );
25     bool canLeftFill( SimpleImageInfo * image, SimpleEdgeInfo * edge );  // 是否能左填平  
26     bool canRightFill( SimpleImageInfo * image, SimpleEdgeInfo * edge ); // 是否能右填平  
27     int  getBigImageHeight();
28 private:
29     int H_packing;
30     std::vector<SimpleImageInfo*> imageInfos;
31     std::vector<SimpleEdgeInfo*>  edgeInfos;
32     std::vector<SimpleImageInfo*> equalWidthImages;
33     std::vector<SimpleImageInfo*> lessOrEqualWidthImages;
34     std::vector<SimpleImageInfo*> joint_EqualWidthImages;
35     int m_bigImageWidth;
36 
37 };
38 #endif

LLABF_Algorithem

  1 #include "LLABF_Algorithm.h"
  2 #include "cocos2d.h"
  3 
  4 LLABF::LLABF()
  5     :m_bigImageWidth(0)
  6 {
  7 
  8 }
  9 
 10 LLABF::~LLABF()
 11 {
 12     for ( int i = 0; i< edgeInfos.size(); i++ )
 13     {
 14         delete edgeInfos[i];
 15     }
 16     edgeInfos.clear();
 17 }
 18 
 19 
 20 void LLABF::initImages( std::vector<SimpleImageInfo*> & images, int width )
 21 {
 22     imageInfos.clear();
 23     edgeInfos.clear();
 24     equalWidthImages.clear();
 25     lessOrEqualWidthImages.clear();
 26     joint_EqualWidthImages.clear();
 27     imageInfos = images;
 28     m_bigImageWidth = width;
 29 }
 30 
 31 
 32 void LLABF::runLLABF()
 33 {
 34     // 初始化E   
 35 
 36     SimpleEdgeInfo * first_edge = new SimpleEdgeInfo();
 37     first_edge->x = 0;
 38     first_edge->y = 0;
 39     first_edge->width = 512;
 40     first_edge->id = 0;
 41     edgeInfos.push_back(first_edge);
 42 
 43 
 44     SimpleEdgeInfo * the_lowest_line_edge = NULL;
 45     int   the_lowest_y = 0;
 46 
 47     for ( int i = 0; i < imageInfos.size(); i++ )
 48     {
 49         // 在E中选取最低水平线ek   
 50         the_lowest_line_edge = edgeInfos[0];
 51         the_lowest_y = the_lowest_line_edge->y;
 52         for ( int j = 0 ; j< edgeInfos.size(); j++ )
 53         {
 54             if ( the_lowest_y > edgeInfos[j]->y )
 55             {
 56                 the_lowest_y = edgeInfos[j]->y;
 57                 the_lowest_line_edge = edgeInfos[j];
 58             }
 59         } // 选取结束   
 60         // 完全匹配优先   
 61         int m = -1;
 62         // 传入参数为第几个矩形  i 为从哪个小image开始在imageInfos内搜索 ， ， 第几条ek边 
 63         if ( the_lowest_line_edge )
 64         {
 65             m = FullFitFirst( the_lowest_line_edge ); // 选取的第m个小image  
 66             // 宽度匹配优先   
 67             if ( m <= -1 )
 68             {
 69                 m = WidthFitFirst( the_lowest_line_edge );
 70             }
 71             // 高度匹配优先    
 72             if ( m<= -1)
 73             {
 74                 m = HeightFitFirst( the_lowest_line_edge );
 75             }
 76             // 组合宽度匹配优先   
 77             if ( m<= -1 )
 78             {
 79                 m = JointWidthFitFirst( the_lowest_line_edge );
 80             }
 81             // 可装入优先   
 82             if ( m<= -1 )
 83             {
 84                 m = PlaceabelFirst( the_lowest_line_edge );
 85             }
 86 
 87             if ( m <=-1 )
 88             {
 89                 i--;
 90                 // 合并E中的边   blablabla   怎么合并啊       
 91                 if ( edgeInfos.size() > 1 )
 92                 {
 93                     if ( the_lowest_line_edge->x == 0 && the_lowest_line_edge->x + the_lowest_line_edge->width < m_bigImageWidth )
 94                     {
 95                         the_lowest_line_edge->y = edgeInfos[the_lowest_line_edge->id + 1]->y;
 96                         the_lowest_line_edge->width = the_lowest_line_edge->width + edgeInfos[the_lowest_line_edge->id + 1 ]->width;
 97                         edgeInfos[the_lowest_line_edge->id + 1 ]->isDelete = true;
 98                     }
 99                     else if ( the_lowest_line_edge->x + the_lowest_line_edge->width >= m_bigImageWidth)
100                     {
101                         edgeInfos[the_lowest_line_edge->id - 1]->width = the_lowest_line_edge->width + edgeInfos[the_lowest_line_edge->id - 1 ]->width;
102                         the_lowest_line_edge->isDelete = true;
103                     }
104                     else
105                     {
106                         // 从两边选择值较小的进行合并   
107                         if ( edgeInfos[the_lowest_line_edge->id - 1]->y < edgeInfos[the_lowest_line_edge->id + 1]->y )
108                         {
109                             edgeInfos[the_lowest_line_edge->id - 1]->width = the_lowest_line_edge->width + edgeInfos[the_lowest_line_edge->id - 1 ]->width;
110                             the_lowest_line_edge->isDelete = true;
111                         }
112                         else
113                         {
114                             the_lowest_line_edge->y = edgeInfos[the_lowest_line_edge->id + 1]->y;
115                             the_lowest_line_edge->width = the_lowest_line_edge->width + edgeInfos[the_lowest_line_edge->id + 1 ]->width;
116                             edgeInfos[the_lowest_line_edge->id + 1 ]->isDelete = true;
117                         }
118                     }
119                     std::vector<SimpleEdgeInfo*>::iterator it;
120 
121                     for(  it= edgeInfos.begin();it!=edgeInfos.end();){
122 
123                         if((*it)->isDelete){
124                             delete (*it);
125                             edgeInfos.erase(it);
126                             break;
127                         }
128                         ++it;
129                     }
130 
131                     for ( int i = 0; i< edgeInfos.size(); i++ )
132                     {
133                         edgeInfos[i]->id = i;
134                     }
135                 }
136 
137             }
138             else
139             {
140                 //将I集合中第j位元素对应的矩形件I(j)装入在E中的最低水平线ek上; blablabla   
141 
142                 SimpleImageInfo * I_m = imageInfos[m];
143                 I_m->x = the_lowest_line_edge->x;
144                 I_m->y = the_lowest_line_edge->y;
145                 I_m->isInRect = true;
146                 cocos2d::log("image name : %s", I_m->imageName.c_str());
147 
148                 int i_m_width = I_m->width;
149                 int i_m_height = I_m->height;
150                 if ( I_m->isRotate )
151                 {
152                     i_m_width = I_m->height;
153                     i_m_height = I_m->width;
154                 }
155 
156                 if ( the_lowest_line_edge->width - i_m_width > 0 )  // 如果宽度不同时，则实现的是高度匹配或者是组合宽度匹配 或者 可装入优先匹配  此时x轴不变 变化的是edge的宽度和 高度，还会产生新的边   
157                 {
158                     SimpleEdgeInfo * newEdgeInfo = new SimpleEdgeInfo();
159                     newEdgeInfo->id = the_lowest_line_edge->id + 1;
160                     newEdgeInfo->x = the_lowest_line_edge->x + i_m_width; // 新边的x值  
161                     newEdgeInfo->y = the_lowest_line_edge->y;  // 新边的高度 和以前的相等   
162                     newEdgeInfo->width = the_lowest_line_edge->width - i_m_width;       // 新边的宽度   
163 
164                     edgeInfos.insert(edgeInfos.begin() + newEdgeInfo->id, newEdgeInfo);
165 
166                     the_lowest_line_edge->y = the_lowest_line_edge->y + i_m_height;
167                     the_lowest_line_edge->width = i_m_width;
168 
169                 }
170                 else   // 宽度相同时  不产生新的edge    则直接将ek进行更新  此时x坐标不变 宽度不变    
171                 {
172                     the_lowest_line_edge->y = the_lowest_line_edge->y + i_m_height;
173                 }
174                 if ( I_m->isRotate )
175                 {
176                     if ( H_packing < I_m->x + I_m->width )
177                     {
178                         H_packing = I_m->x + I_m->width;
179                     }
180                 }
181                 else
182                 {
183                     if ( H_packing < I_m->x + I_m->height )
184                     {
185                         H_packing = I_m->x + I_m->height;
186                     }
187                 }
188                 // 更新I 和E 集合    
189                 // 主要是更新集合E   更新Ei 的id 以及x y width 合并Ei 和Ei+1  
190                 for ( int i = 0; i< edgeInfos.size(); i++ )
191                 {
192                     edgeInfos[i]->id = i;
193                 }
194                 bool _tmp_delete = false;
195                 for(int i = edgeInfos.size() - 1; i > 0 ;i--  )
196                 {
197                     if ( edgeInfos[i]->y == edgeInfos[i-1]->y )
198                     {
199                         edgeInfos[i-1]->width = edgeInfos[i-1]->width + edgeInfos[i]->width;
200                         edgeInfos[i]->isDelete = true;
201                         _tmp_delete = true;
202                     }
203                 }
204 
205                 if ( _tmp_delete )
206                 {
207                     std::vector<SimpleEdgeInfo*>::iterator it;
208 
209                     for(  it= edgeInfos.begin();it!=edgeInfos.end();){
210 
211                         if((*it)->isDelete){
212                             delete (*it);
213                             edgeInfos.erase(it);
214                             break;
215                         }
216                         ++it;
217                     }
218 
219                     for ( int i = 0; i< edgeInfos.size(); i++ )
220                     {
221                         edgeInfos[i]->id = i;
222                     }
223                 }
224                 for ( int i = 0; i< edgeInfos.size(); i++ )
225                 {
226                     cocos2d::log( " id :%d , x : %d, y : %d, width : %d ",edgeInfos[i]->id, edgeInfos[i]->x,edgeInfos[i]->y, edgeInfos[i]->width) ;
227                 }
228             }
229         }
230     }
231 }
232 
233 //  完全匹配优先   
234 /*  在可装入的轮廓线中选取最低的水平线ek,如果有多个线段,则优先选取最左边的一段.   
235     从待装矩形中按照装入序列依次将矩形与ek进行比较,   
236     如果存在宽度或者高度与该线段宽度ek.w相等   
237     且装入后刚好左填平或者右填平的矩形则优先装入.   
238     完全匹配优先能够减少装入后产生的轮廓线数量,使得装入轮廓朝着顶部平齐的方向发展.  
239 */
240 int LLABF::FullFitFirst( SimpleEdgeInfo* edge )  //
241 {
242     int result = -1;
243     // 存储宽度或者高度与edge相匹配的image  
244     findEqualToEdgeWidth( edge);
245     
246     if ( equalWidthImages.size()  > 0 )  // 存在和edge的宽度相等的image   然后求左填平 右填平  
247     {
248         for( int i = 0; i < equalWidthImages.size(); i++ )
249         {
250             if ( canLeftFill(equalWidthImages[i],edge) || canRightFill(equalWidthImages[i],edge))
251             {
252                 result = equalWidthImages[i]->id;
253                 break;
254             }
255             
256         }
257     }
258     return result;
259 }
260 
261 /************************************************************************/
262 /* 
263 在装入过程中,优先装入宽度或者高度与最低水平线ek等宽的矩形,  
264 如果存在多个匹配矩形,则优先装入面积最大的.与完全匹配优先规则不同的是,  
265 宽度匹配优先并不要求装入后能够实现左填平或者右填平; 
266 同时,该规则使得较小矩形有推迟装入的趋势.另外,WFF不会增加装入轮廓线数量. 
267 */
268 /************************************************************************/
269 int LLABF::WidthFitFirst( SimpleEdgeInfo* edge )
270 {
271     int result = -1;
272     // 存储宽度或者高度与edge相匹配的image  
273     findEqualToEdgeWidth(edge);
274     if ( equalWidthImages.size()  > 0 )  // 存在和edge的宽度相等的image   然后求矩形面积最大的image  
275     {
276         int max_area = 0;
277         int tmp_area;
278         SimpleImageInfo* max_area_image;
279         for( int i = 0; i < equalWidthImages.size(); i++ )
280         {
281             tmp_area = equalWidthImages[i]->width * equalWidthImages[i]->height;
282             if ( max_area < tmp_area )
283             {
284                 max_area = tmp_area;
285                 max_area_image = equalWidthImages[i];
286             }
287             
288         }
289         result = max_area_image->id;
290     }
291     return result;
292 }
293 /************************************************************************/
294 /* 
295 在待装矩形中,按照装入序列查询宽度或高度不大于最低水平线ek宽度且装入后能够实现左填平的矩形, 
296 若存在则装入查询到的首个矩形. 
297 与FFF和WFF不同,HFF可能会在最低水平线上产生新的、更小的可装入区域, 
298 但却增加了轮廓线ek−1的宽度. 
299 */
300 /************************************************************************/
301 int LLABF::HeightFitFirst( SimpleEdgeInfo* edge )
302 {
303     int result = -1;
304     // 存储宽度或者高度不大于 edge.width 的 image   
305     findLessOrEqualToEdgeWidth( edge );
306     if ( lessOrEqualWidthImages.size() > 0 ) // 存在   则判断是否能左填平  
307     {
308         for ( int i = 0; i< lessOrEqualWidthImages.size(); i++ )
309         {
310             if ( canLeftFill(  lessOrEqualWidthImages[i] , edge ) )
311             {
312                 result = lessOrEqualWidthImages[i]->id;
313             }
314         }
315     }
316     return result;
317 }
318 /************************************************************************/
319 /* 
320 按装入序列对两个矩形进行组合,如果组合后的宽度与最低水平线宽度ek相等,则优先装入组合序列中的首个矩形. 
321 例如,存在两种组合I(i1).w+I(j1).w=ek.w, I(i2).w+I(j2).w=ek.w, 
322 如果I(i1)的面积大于I(i2),则首先装入I(i1),否则装入I(i2). 
323 */
324 /************************************************************************/
325 int LLABF::JointWidthFitFirst( SimpleEdgeInfo* edge )
326 {
327     int result = -1;
328 
329     findJointEqualToEdgeWidth(edge);
330 
331     if ( joint_EqualWidthImages.size()  > 0 )  // 存在组合和edge的宽度相等的image   然后求矩形面积最大的image  
332     {
333         int max_area = 0;
334         int tmp_area;
335         SimpleImageInfo* max_area_image;
336         for( int i = 0; i < joint_EqualWidthImages.size(); i++ )
337         {
338             tmp_area = joint_EqualWidthImages[i]->width * joint_EqualWidthImages[i]->height;
339             if ( max_area < tmp_area )
340             {
341                 max_area = tmp_area;
342                 max_area_image = joint_EqualWidthImages[i];
343             }
344 
345         }
346         result = max_area_image->id;
347     }
348     return result;
349 }
350 /************************************************************************/
351 /* 
352 在一定范围内,从待装矩形件中按照装入序列依次查找宽度或高度不大于最低水平线ek宽度的矩形, 
353 若存在,则将其装入;若存在多个,则装入面积最大的矩形. 
354 PF可能在最低水平线上产生新的、更小的可装入区域,同时使得较小矩形延迟装入. 
355 */
356 /************************************************************************/
357 int LLABF::PlaceabelFirst( SimpleEdgeInfo* edge )
358 {
359     int result = -1;
360 
361     findLessOrEqualToEdgeWidth(edge);
362 
363     if ( lessOrEqualWidthImages.size()  > 0 )  // 存在和edge的宽度相等的image   然后求矩形面积最大的image  
364     {
365         int max_area = 0;
366         int tmp_area;
367         SimpleImageInfo* max_area_image;
368         for( int i = 0; i < lessOrEqualWidthImages.size(); i++ )
369         {
370             tmp_area = lessOrEqualWidthImages[i]->width * lessOrEqualWidthImages[i]->height;
371             if ( max_area < tmp_area )
372             {
373                 max_area = tmp_area;
374                 max_area_image = lessOrEqualWidthImages[i];
375             }
376         }
377         result = max_area_image->id;
378     }
379 
380     return result;
381 }
382 
383 void LLABF::findEqualToEdgeWidth( SimpleEdgeInfo * edge )
384 {
385     equalWidthImages.clear();
386     for ( int i = 0; i < imageInfos.size(); i++ )
387     {
388         if ( !imageInfos[i]->isInRect )
389         {
390             if ( imageInfos[i]->width == edge->width )
391             {
392                 equalWidthImages.push_back(imageInfos[i]);
393                 imageInfos[i]->isRotate = false;
394             }
395             else if ( imageInfos[i]->height == edge->width )
396             {
397                 equalWidthImages.push_back(imageInfos[i]);
398                 imageInfos[i]->isRotate = true;
399             }        
400         }
401     }
402 }
403 
404 
405 void LLABF::findLessOrEqualToEdgeWidth( SimpleEdgeInfo * edge )
406 {
407     lessOrEqualWidthImages.clear();
408     for ( int i = 0; i < imageInfos.size(); i++ )
409     {
410         if ( !imageInfos[i]->isInRect )
411         {
412             if ( imageInfos[i]->width <= edge->width )
413             {
414                 lessOrEqualWidthImages.push_back(imageInfos[i]);
415                 imageInfos[i]->isRotate = false;
416             }
417             else if ( imageInfos[i]->height <= edge->width )
418             {
419                 lessOrEqualWidthImages.push_back(imageInfos[i]);
420                 imageInfos[i]->isRotate = true;
421             }   
422         }
423     }
424 }
425 
426 // 按装入序列对两个矩形进行组合,如果组合后的宽度与最低水平线宽度ek相等,则优先装入组合序列中的首个矩形  
427 void LLABF::findJointEqualToEdgeWidth( SimpleEdgeInfo * edge )
428 {
429     joint_EqualWidthImages.clear();
430     int i_image_width = 0;
431     int j_image_width = 0;
432     int edge_width = edge->width;
433     for ( int i = 0; i< imageInfos.size(); i++ )
434     {
435         if ( !imageInfos[i]->isInRect )
436         {
437             i_image_width = imageInfos[i]->width;
438             j_image_width = edge_width - i_image_width;
439             for ( int j = 0; j< imageInfos.size(); j++ )
440             {
441                 if ( !imageInfos[j]->isInRect )
442                 {
443                     if ( j_image_width == imageInfos[j]->width )
444                     {
445                         joint_EqualWidthImages.push_back(imageInfos[i]);
446                     }
447                     
448                 }
449 
450             }
451         }
452     }
453 }
454 
455 
456 
457 bool LLABF::canLeftFill( SimpleImageInfo * image, SimpleEdgeInfo * edge )
458 {
459     if ( edge->id == 0 )
460     {
461         return false;
462     }
463     int tmpHeight = image->height;
464     if ( image->isRotate )
465     {
466         tmpHeight = image->width;
467     }
468 
469     if ( tmpHeight == (edgeInfos[ edge->id - 1 ]->y - edge->y)) // 如果 image的高度和ek-1 - ek 的高度差相等，即可实现左填平   
470     {
471         return true;
472     }
473     return false;
474 }
475 
476 bool LLABF::canRightFill( SimpleImageInfo * image, SimpleEdgeInfo * edge )
477 {
478     if ( edge->id == edgeInfos.size() - 1 )
479     {
480         return false;
481     }
482     int tmpHeight = image->height;
483     if ( image->isRotate )
484     {
485         tmpHeight = image->width;
486     }
487     if ( image->height == (edgeInfos[ edge->id + 1 ]->y - edge->y)) // 如果 image的高度和ek+1 - ek 的高度差相等，即可实现右填平   
488     {
489         return true;
490     }
491     return false;
492 }
493 
494 int LLABF::getBigImageHeight()
495 {
496     // 在E中选取最低水平线ek   
497     int the_highest_y = 0;
498     for ( int j = 0 ; j< edgeInfos.size(); j++ )
499     {
500         if ( the_highest_y < edgeInfos[j]->y )
501         {
502             the_highest_y = edgeInfos[j]->y;
503         }
504     } // 选取结束   
505     return the_highest_y;
506 }

LLABF_Algorithem

里面都有注释，参照着论文应该都能明白。希望以后自己能够看懂。

下面就是根据信息，将小图的数据copy至大图内。小图旋转90度复制像素时，着实被坑了一把，后来方法没怎么改，只是将小图坐标固定，然后根据小图坐标去求大图坐标，也不知道怎么就正确了，玛蛋。

 1 #ifndef __BIG_IMAGE_H__
 2 #define __BIG_IMAGE_H__
 3 #include "cocos2d.h"
 4 #include "HelloWorldScene.h"
 5 class SimpleImageInfo;
 6 class BigImage
 7 {
 8 public :
 9     BigImage();
10     ~BigImage();
11     BigImage( std::string bigFileName, int width, int height , std::string filePlist );
12 
13     void init();
14     void publish();
15     void initBigImageWithImagesData( std::vector< SimpleImageInfo* >  * images );
16 private:
17     std::vector<SimpleImageInfo*> * imageInfos;
18     int m_dstImageWidth;
19     int m_dstImageHeight;
20     int m_dataLen;
21     int m_dst_ptr;
22     int m_dst_pixels_start_ptr;
23     unsigned char * m_dstImageData;
24     std::string m_bigImageName;
25     std::string m_plistName;
26 };
27 
28 
29 #endif

BigImage

  1 #include "BigImage.h"
  2 //#include "cocos2d/external/png/include/win32/png.h"
  3 //#include "cocos2d/cocos/2d/platform/CCImage.h"
  4 #include  <math.h>
  5 #include  <iostream>
  6 USING_NS_CC;
  7 
  8 BigImage::BigImage()
  9     :m_dstImageWidth(0)
 10     ,m_dstImageHeight(0)
 11     ,m_dst_ptr(0)
 12     ,m_dst_pixels_start_ptr(0)
 13     ,m_dataLen(0)
 14     ,m_dstImageData(NULL)
 15     ,m_bigImageName("test.png")
 16 {
 17 
 18 }
 19 
 20 BigImage::~BigImage()
 21 {
 22     free(m_dstImageData);
 23 }
 24 BigImage::BigImage( std::string bigFileName, int width, int height , std::string filePlist )
 25 {
 26     m_bigImageName = bigFileName;
 27     m_dstImageWidth = width;
 28     m_dstImageHeight = height;
 29     m_plistName = filePlist;
 30     m_dataLen = m_dstImageWidth * m_dstImageHeight * 4;
 31     this->init();
 32 }
 33 
 34 void BigImage::init()
 35 {
 36     m_dstImageData = (unsigned char* )malloc(m_dstImageWidth * m_dstImageHeight * 4 );
 37     memset(m_dstImageData,0,m_dataLen);
 38 }
 39 
 40 void BigImage::publish()
 41 {
 42     std::string writablePath = FileUtils::getInstance()->getWritablePath();
 43     std::string fullPath_imageName = writablePath + m_bigImageName;
 44 
 45     Image * new_image = new Image();
 46     new_image->initWithRawData( m_dstImageData,m_dataLen ,m_dstImageWidth,m_dstImageHeight,8 );
 47     new_image->saveToFile( fullPath_imageName,false);
 48 
 49     // plist的根节点  
 50     Dictionary * dict_root = Dictionary::create();
 51     // plist下的frames节点 其内部为各个子图的信息节点     
 52     auto dict_frames = Dictionary::create();
 53     for ( int i = 0; i< imageInfos->size(); i++ )
 54     {
 55         // small image name 
 56         SimpleImageInfo* srcImage = imageInfos->at(i);
 57         auto imageDict = Dictionary::create();
 58         // frame  位置 图片大小   
 59         auto str_frame = String::createWithFormat("{{%d,%d},{%d,%d}}", srcImage->x,srcImage->y,srcImage->width,srcImage->height );
 60         imageDict->setObject(str_frame,"frame");
 61         // offset  
 62         auto str_offset = String::createWithFormat("{%d,%d}",0,0 );
 63         imageDict->setObject(str_offset,"offset");
 64         // is rotated ? 
 65         auto b_rotate = Bool::create(srcImage->isRotate);
 66         imageDict->setObject( b_rotate,"rotated");
 67         // sourceColorRect  
 68         auto str_colorRect = String::createWithFormat("{{%d,%d},{%d,%d}}", 0,0,srcImage->width,srcImage->height );
 69         imageDict->setObject(str_colorRect,"sourceColorRect");
 70         // sourceSize 
 71         auto str_sourceSize = String::createWithFormat("{%d,%d}", srcImage->width,srcImage->height );
 72         imageDict->setObject(str_sourceSize,"sourceSize");
 73 
 74         dict_frames->setObject( imageDict,srcImage->imageName );
 75     }
 76     
 77     dict_root->setObject( dict_frames, "frames");
 78 
 79     // 根节点下的元数据节点   
 80     auto dict_metadata = Dictionary::create();
 81 
 82     auto intObject = Integer::create(2);
 83     dict_metadata->setObject(intObject,"format");
 84     
 85     auto strObjectRealName = String::create(m_bigImageName);
 86     dict_metadata->setObject(strObjectRealName,"realTextureFileName");
 87    
 88     auto strObjectSize = String::createWithFormat("{%d,%d}", m_dstImageWidth, m_dstImageHeight);
 89     dict_metadata->setObject( strObjectSize, "size");
 90 
 91     auto strObjectTextureFileName = String::create(m_bigImageName);
 92     dict_metadata->setObject(strObjectTextureFileName,"textureFileName");
 93    
 94     dict_root->setObject( dict_metadata,"metadata");
 95 
 96     std::string fullPath_plist = writablePath + m_plistName;
 97     if(dict_root->writeToFile(fullPath_plist.c_str()))
 98         log("see the plist file at %s", fullPath_plist.c_str());
 99     else
100         log("write plist file failed");
101 }
102 
103 void BigImage::initBigImageWithImagesData( std::vector<SimpleImageInfo*> * images )
104 {
105     imageInfos = images;
106 
107     for ( int i = 0; i< images->size(); i++ )
108     {
109         SimpleImageInfo* srcImageInfo = images->at(i);
110         Image * srcImage = new Image();
111         srcImage->initWithImageFile( srcImageInfo->imageName );
112         unsigned char * srcImageData = srcImage->getData();
113         ssize_t dataLen = srcImage->getDataLen();
114         int srcImageWidth = srcImage->getWidth();
115         int srcImageHeight = srcImage->getHeight();
116 
117         int nbitPerPixels = srcImage->getBitPerPixel();
118 
119         Point position = Point(srcImageInfo->x,srcImageInfo->y );
120         int src_pixels_ptr = 0;
121 
122         if ( srcImageInfo->isRotate )
123         {
124             int target_ptr = ( position.y * m_dstImageWidth + position.x ) * 4;
125 
126             src_pixels_ptr =  ( srcImageWidth * srcImageHeight - srcImageWidth ) * 4;
127 
128             int target_pixels_start_ptr = target_ptr;
129             int src_pixels_start_ptr = src_pixels_ptr;
130 
131             int inner_line_dert = m_dstImageWidth * 4; // 每一行的数据   
132             int src_line_dert = 4 ;   // 每一行的数据个数    
133 
134             for ( int i = 0; i< srcImageWidth; i++ )
135             {
136                 for ( int j = 0; j < srcImageHeight; j++ )
137                 {
138                     m_dstImageData[ target_ptr ] = srcImageData[ src_pixels_ptr ];
139                     m_dstImageData[ target_ptr + 1 ] = srcImageData[ src_pixels_ptr + 1 ];
140                     m_dstImageData[ target_ptr + 2 ] = srcImageData[ src_pixels_ptr + 2 ];
141                     m_dstImageData[ target_ptr + 3 ] = srcImageData[ src_pixels_ptr + 3 ];
142                     target_ptr += 4;
143                     src_pixels_ptr -= srcImageWidth * 4 ;
144                 }
145 
146                 target_pixels_start_ptr += inner_line_dert;
147                 src_pixels_start_ptr += src_line_dert;
148 
149                 src_pixels_ptr = src_pixels_start_ptr;
150                 target_ptr = target_pixels_start_ptr;
151             }
152         }
153         else
154         {
155             int target_ptr = ( position.y * m_dstImageWidth + position.x ) * 4;
156 
157             int src_pixels_start_ptr = src_pixels_ptr;
158             int target_pixels_start_ptr = target_ptr;
159 
160             int inner_line_dert = m_dstImageWidth * 4; // 每一行的数据   
161             int src_line_dert = srcImageWidth * 4;   // 每一行的数据个数    
162 
163             for ( int i = 0; i< srcImageHeight; i++ )
164             {
165                 for ( int j = 0; j < srcImageWidth; j++ )
166                 {
167                     m_dstImageData[ target_ptr ] = srcImageData[ src_pixels_ptr ];
168                     m_dstImageData[ target_ptr + 1 ] = srcImageData[ src_pixels_ptr + 1 ];
169                     m_dstImageData[ target_ptr + 2 ] = srcImageData[ src_pixels_ptr + 2 ];
170                     m_dstImageData[ target_ptr + 3 ] = srcImageData[ src_pixels_ptr + 3 ];
171                     target_ptr += 4;
172                     src_pixels_ptr += 4;
173                 }
174 
175                 target_pixels_start_ptr += inner_line_dert;
176                 src_pixels_start_ptr += src_line_dert;
177 
178                 src_pixels_ptr = src_pixels_start_ptr;
179                 target_ptr = target_pixels_start_ptr;
180             }
181 
182         }
183 
184 
185         delete srcImage;
186     }
187  
188 }

BigImage

估计可能是刚开始计算时，是按照左下角是坐标原点计算的。但是，实际上Image的data是以左上角为（0,0）点的。所以尽管方法对，但是因为一个是左手坐标系，一个是右手坐标系，所以才导致错误的。

这样看，首先确定坐标原点是多么重要的一件事。

LLABF算法，还没有texturepacker采用的maxRects算法优。但是结果还算是可以吧，加上人的智慧，其实也可以合出不错的图。

大图的高度是根据LLABF算法返回的数据确定的，没有取2的整数次幂。想取的可以取。感觉不太必要。

本博文的原意是解释一下程序的，但是发现注释其实挺多的，还有论文做参照，就不卖弄了。

遗传算法是个什么玩意？有时间再搞吧，加上遗传算法不知道是不是就会超过maxRects算法了，值得期待，期待无期啊。。。。。%>_<%。。。。

差点忘了，hb说，可以类似于kd树的方法去做，首先选出面积最大的小图，放入后，整个空间就被该图将剩余空间划分成了左右子树，然后在各个子树内采用同样的方式放入剩余小图。

没有细想，有看到这篇博文的可以试下，hb说这种树的方式算是最优的了。我没有试，所以不造真假。

posted on 2014-09-01 12:18 Ming明、阅读(17586) 评论(7) 编辑收藏举报