Sprite Kit编程指南（7）-高级场景处理

使用Sprite Kit涉及到操纵场景树的内容来让内容在屏幕上的动起来。通常情况下，动作是该系统的核心。然而，通过直接地挂接到（hooking into）场景处理，你可以创建动作不能单独完成的其他行为。要做到这一点，你需要学习：

·      场景如何处理动画

·      如何在场景处理过程中添加自己的行为

场景如何处理动画帧

在传统视图系统中，视图内容渲染一次后，然后只有当模型（model）的内容发生变化时才会再次渲染。这种模式对于视图非常适用，因为在实践中，大多数视图内容是静态的。另一方面，Sprite Kit是明确为动态内容设计的。Sprite Kit不断更新的场景内容并渲染它，以确保动画是平滑和精确的。

动画和渲染场景的过程绑定到场景对象（SKScene）上。场景和动作处理只在场景被呈现时运行。呈现的场景运行一个渲染循环，该循环在处理场景的节点树和渲染它之间交替进行。这种模式类似于在大多数游戏中使用的渲染和处理循环。

图7-1展示了场景执行渲染循环的步骤。

  图7-1场景中的帧处理

每次通过的最终目标是要渲染并更新场景的节点树的内容。你不直接挂接到渲染步骤，而是更新节点树的内容，如在“建筑场景”中描述的那样。然而，Sprite Kit为你提供了工具来挂接到其他步骤。下面是那些步骤：

1.    随着时间在模拟中流逝，渲染循环从调用场景的update:方法开始。这是实现你自己游戏内模拟（in-game simulation）的主要场所，包括输入处理、人工智能、游戏脚本和其他类似的游戏逻辑。通常情况下，你使用这个方法对节点进行更改或运行节点上的动作。

2.    场景处理树中的所有节点上的动作。它找到任何正在运行的操作，并将那些更改应用到树上。在实践中，因为自定义操作，你还可以挂接到动作进程（mechanism）调用你自己的代码。

你不能直接控制动作的处理的顺序，也不能让场景跳过某个节点上的动作，除非你从这些节点中移除动作或从节点树中移除节点。

3.    在帧的所有动作都已处理后，场景的didEvaluateActions方法被调用。

4.     然后场景对场景中的物理体模拟物理。添加物理到场景中在“模拟物理”中描述，但模拟物理的最终结果是，物理模拟可能会调节树中节点的位置和旋转角度。你的游戏也可以在物理体之间互相接触时接收到回调。

5.    场景的didSimulatePhysics方法是场景渲染前的最后一个步骤。这是你对场景进行更改的最后机会。

6.    渲染场景。

场景中的后处理

场景可以以任意顺序处理场景树中的动作。由于这个原因，如果你有一些需要在每一帧运行的任务，且你需要在它们运行时精确地控制它们，你应该使用didEvaluateActions和didSimulatePhysics方法来执行这些任务。通常情况下，你在这里进行的更改，需要树中的某些节点的最终计算出来的位置。你的后处理（post-processing）可以利用这些位置，并在树上执行其他有用的工作。

下面是一些你可能执行的后处理任务的例子：

·      居中场景的内容在某个节点上

·      在场景内容上添加调试信息的覆盖层（overlay）

·      复制节点树的某一部分的节点到另一部分。例如，你可能有一个效果节点，它的子节点需要跟树中其他的节点一样。

例子：居中场景在节点上

在需要内容滚动的游戏中，居中场景的内容在某个节点上，对相机（cameras）和类似的概念是有用的。在这种情况下，内容比场景的frame要大。在玩家左右移动时，角色在某个地方保持固定，而世界（world）在他们周围移动。场景保持对角色锁定，无论玩家把角色移动到哪里。

Sprite工具并不提供相机的内置支持，但实现却是非常简单。世界和相机分别由场景中的一个节点表示。世界是场景的一个直接子节点，而相机是一个世界节点的后代。节点的这种安排是非常有用的，因为它给游戏世界一个不绑定于场景坐标系的坐标系。你可以使用这个坐标系布置世界内容。

图7-2   为一个滚动的世界组织场景

相机被放置在世界中。世界可以在场景中四处滑动。因为相机是一个节点，你可以用动作甚至是物理来移动相机。然后，在后处理步骤，你重新在场景中定位世界节点，使相机节点在场景正中。图7-3展示了这个。世界放置在场景中，以便让角色居中。然后，该角色在世界里面四处移动。最后，后处理步骤重定位世界以便角色再次居中。

图7-3   世界在场景内移动

下面是实现的片段：

1.    把场景的锚点放置在场景中心。

 self.anchorPoint = CGPointMake(0.5,0.5);

2.    使用世界节点来表示滚动的世界。世界的内容将作为世界的子节点，将是精灵节点和内容节点。（图中未示出）。

 SKNode *myWorld = [SKNode node];
 [self addChild:myWorld];

3.    使用世界内的一个节点表示相机。

 SKNode *camera = [SKNode node];
 camera.name = @“camera”;
 [myWorld addChild:camera];

4.    使用didSimulatePhysics方法居中场景在相机上。centerOnNode方法把相机当前的位置转换成场景坐标，然后从世界的位置减去那些坐标来滑动角色到（0,0）位置。

 - (void)didSimulatePhysics {
     [self centerOnNode:[self childNodeWithName:@“//camera”]];
 }

  - (void)centerOnNode:(SKNode *)node
 {
     CGPoint cameraPositionInScene = [node.scene convertPoint:node.position fromNode:node.parent];
     node.parent.position = CGPointMake(node.parent.position.x  -  cameraPositionInScene.x
     node.parent.position.y  -  cameraPositionInScene.y);
 }

例子：添加调试覆盖层

当你正在使用Sprite Kit开发一个游戏时，显示实时的可视化调试信息是有帮助的，这些信息关于场景中正在发生的事情。例如，以下信息可能在调试你的游戏时是有用的：

·      场景中角色的人工智能决策

·      在世界中触发脚本动作的位置

·      物理信息，如重力以及其他力，甚至物理体的尺寸

形状和标签节点对注释你的游戏的行为特别有用。

要添加一个调试覆盖层，最好的办法是使用一个单一的节点代表覆盖层，并把它添加到场景。所有调试信息由这个节点的后代节点表示。这个节点被放置在场景中附带一个z坐标，z坐标把它放置在所有其他场景内容的上面。调试节点可以是但不必是场景的直接子节点。例如，在一个滚动的世界，你放置在覆盖层的信息可能绑定于世界坐标，而不是场景坐标。

在场景开始处理一帧之前，你从场景中移除这个节点，然后移除它的子节点。其假设是，调试信息需要每帧更新。经过场景模拟物理后，节点被添加回到场景且它的内容会重新生成。

1.    创建场景类中的调试节点的属性，并在场景第一次呈现时初始化它。

 @property(SKNode *)debugOverlay;

 self.debugOverlay = [SKNode node];
 [self addChild:self.debugOverlay];

2.    在动作处理前移除节点。

 - (void)update:(NSTimeInterval)currentTime
 {
     [self.debugOverlay removeFromParent];
     [self.debugOverlay removeAllChildren];
 }

3.    在场景处理完后添加节点。

 - (void)didSimulatePhysics
 {
     [self ddChild:self.debugOverlay];
     / /添加代码来创建调试节点并添加调试图像到调试节点。
     / /这个例子显示了重力矢量。
     SKShapeNode *gravityLine = [[SKShapeNode alloc] init];
     gravityLine.position = CGPointMAke(200,200);

     CGMutablePathRef path= CGPathCreateMutable();
     CGPathMoveToPoint(path, NULL, 0.0, 0.0);
     CGPathAddLineToPoint(path, self.physicsWorld.gravity.x * 10,
     self.physicsWorld.gravity.y * 10);
     CGPathCloseSubpath(path);
     gravityLine.path = path;
     CGPathRelease(path);

     [self.debugOverlay addChild:gravityLine];
 }

例子：在场景中复制信息

实现此行为的技术类似与添加调试覆盖层。当你预处理（pre-process）场景时，从树中移除节点过时的副本。然后，在后处理过程中，你从树的一部分复制节点到另一部分。你使用节点的副本，因为每个节点只能有一个父节点。

在某些情况下，你只需要在每一帧更新少量的信息。在这种情况下，不断地添加、移除和复制节点的成本可能是昂贵的。相反，只复制一次，然后用你的后处理步骤来更新重要的属性。

 copyNode.position = originalNode.position;