手机游戏开发如何选择和优化图像素材?

关于如何优化素材来减少内存消耗。ios android各采用什么格式的图片会比较好?RGBA4444 真的比 RGBA8888 RAM 占用少一半吗?我用TexturePacker导出png RGBA4444 RGBA8888进行内存对比,好像内存占用没变化,而且图片属性的信息里面显示颜色深度都还是32bit。
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谢邀。

回答的前提是:使用OpenGL来渲染。

分几个点来回答。

1. RGBA4444真的比RGBA8888占用的RAM要少

其实这里说的RAM,是指的显存而非内存。OpenGL支持以这几种形式来使用纹理资源(via khronos.org/opengles/sd):
  • GL_UNSIGNED_BYTE(RGBA8888或RGB888)
  • GL_UNSIGNED_SHORT_5_6_5
  • GL_UNSIGNED_SHORT_4_4_4_4
  • GL_UNSIGNED_SHORT_5_5_5_1

在程序将图片载入系统内存后,会根据你选择的形式(RGBA8888/RGB565 etc.)对其做一些处理(怎么处理后面说),然后就将这些纹理上传到显卡的显存,之后会把这些图片占用的内存删除掉。

也就是说,载入的图片在变成了显卡能处理的纹理之后,就根本不会保存在内存中,所以你可能看不到内存占用的变化。

当然,这个处理操作是由程序员自行控制(或者由你选择的框架来决定)的,你如果决定不删除它们而让它们留在内存中,那当然会占用系统内存。


2. TexturePackger导出的图片是个什么情况?


你可以拿一张图片尝试,在导出为RGBA8888和RGBA4444的时候,它们的文件大小确实是不同的。请看下面的图片,并注意我加亮的部分:



对于同一张图片,在RGBA8888格式下,唯一颜色数是5864;而RGBA4444格式下,唯一颜色数是1454,文件大小减少了80KB左右。

至于图片信息中显示的 Original Colors依然是32Bit,这是因为在图像处理软件显示图像的时候,内部使用的色彩是8888的。


3. 保存的文件是个什么情况?


上面的RGBA4444是否就真的使用的16bit(4x4)来保存每个像素呢?

不是。
我们知道,PNG格式可以保存成 8bit 、 24bit 和 24bit(with alpha channel)=32bit 三种格式。而JPEG格式只能保存为24bit。RGBA4444有16bit,无论如何是不能使用8bit格式来保存的。
因此,这个RGBA4444是使用24bit(或者32bit)格式来保存的。
既然同为24bit or 32bit,为什么RGBA4444的文件体积会比RGBA8888小呢?
注意上面的两个 Number of unique colors。在这里,压缩算法起了作用,将相同的颜色压缩了,总颜色数量少了,文件体积就变小了。
不过,即使是采用同样的色深(24bit or 32bit)保存,我仍然要说的是,RGBA4444比RGBA8888的图像质量会差一些

4. 怎么做到的?


要解释最后一个下划线内容,我们需要提出一个新的问题:RGBA8888转换成RGBA4444,发生了什么变化?

先来看看它们分别代表什么:

  • RGBA8888 : R 8bit + G 8bit + B 8bit + A 8bit
  • RGBA4444 : R 4bit + G 4bit + B 8bit + A 8bit

8bit 能代表的最大数字是256,也就是说每种颜色可以表达256个级别,那么8x3=24bit(不算A)就能表现2^{24} =167772165种颜色。

同样的,RGBA4444能表现的颜色是2^{12} =4096种(不算A)。

也就是说,进行这种转换,是一定会丢失颜色信息的。


以 0xFFFFFFFF 这个RGBA8888颜色为例,转换成 RGBA4444可以这样做:


unsigned int pixel32 = 0xFFFFFFFF;
unsigned short pixel16 = 
            ((((pixel32 >> 0) & 0xFF) >> 4) << 12) | // R
            ((((pixel32 >> 8) & 0xFF) >> 4) <<  8) | // G
            ((((pixel32 >> 16) & 0xFF) >> 4) << 4) | // B
            ((((pixel32 >> 24) & 0xFF) >> 4) << 0);  // A

最终的结果是 0xFFFF。

5. iOS用什么?

当然是用PVR格式。

pvr是iOS设备的图形芯片 PowerVR 图形 支持的专用压缩纹理格式。它在PowerVR图形芯片中效率极高,占用显存也小。
性能对比可以看这里:In Depth iOS & Cocos2D Performance Analysis with Test Project

6. Android用什么?

大部分的Android设备都支持ETC1格式,它也是受OpenGL ES 2.0标准支持的。

ETC1不支持Alpha通道,但可以采用一些方法来处理:ETC 纹理压缩和 Alpha 通道处理 « Mali 开发人员中心

ETC2支持Alpha通道,但需要 OpenGL ES 3.0标准 支持。

但由于硬件平台不统一,每个厂商的GPU可能使用不同的纹理压缩格式,极少数的GPU甚至对ETC格式支持有问题。

所以在Android设备上,目前可以采用ETC1或者PNG/JPEG格式。