理解游戏中使用的贴图资源

贴图资源是游戏中最常用的一种资源，做为游戏引擎的开发者，我们不仅要了解如何使用这些贴图，还要考虑运行性能，内存，磁盘空间，网络流量等一些产品化的东西。

通常我们需要考虑以下几个因素：

贴图读取的时间
内存占用及创建，销毁的次数
网络流量
磁盘空间占用
对美术开发是否友好

贴图格式与纹理格式

纹理格式是为显卡设计的，对于显卡来说，贴图资源就是一块显存，cpu需要按照纹理格式在内存中将纹理数据准备好，然后通过图形API告诉gpu这块数据使用的格式，是否使用了mipmap以及mipmap的层数等等，最后cpu将资源从内存拷贝到显存中供gpu流水线使用。

贴图格式是为了减少磁盘空间设计的，各种格式的贴图比如png,tga,jpg等等，都是为了做压缩减少磁盘空间的占用。

因为很多贴图格式的压缩算法不适合gpu解码，所以很多时候我们都需要在cpu中先把贴图进行解码然后再转换成纹理格式。举个例子如果我们需要在shader中使用一张png贴图，我们需要经历以下步骤：

文件从磁盘读取到内存->解码png文件将其转换成原始位图->编码成纹理格式->上传到显存中

在运行时将贴图格式转换成纹理格式，这个我们是无法接受的，因为这会严重影响场景的加载时间，通常我们会在打包的时候将贴图格式转换成纹理格式，比如unity将资源打包成assetbundle。

贴图格式的选择会影响打包的速度，比如png的压缩率要比tga的高，因此png加载到内存的速度要明显快于tga，但是tga的解码速度会比png快。我们可以在图片加载到工程的时候将其转换成原始位图缓存起来，等打包的时候将其转换成对应平台的纹理数据。如果是这样做的话，只要保证精度使用什么贴图格式其实就不重要了，因为都会被统一转换成原始位图。

有些贴图格式比如DDS是专门为3D渲染设计的，它里面直接存储了纹理格式的数据而且还支持mipmap，纹理数组，立方体贴图等图形渲染相关的信息，我们可以通过外部工具将其他贴图格式转换成对应的dds文件，然后在引擎中直接读取这个文件就可以了。这种类型的文件和assetbundle中存储的纹理数据是一致的。

压缩纹理格式

dxt/pvr/etc这些格式是针对不同平台的压缩纹理格式，它们都可以被gpu解码，为什么要有压缩纹理格式，第一可以减少内存到显存传输的带宽压力，第二可以减少内存和显存的占用，这些格式无需在cpu端进行解压，直接传输给gpu即可使用。由于压缩算法的关系对贴图的分辨率可能会有一些限制，比如dxt块压缩算法要以4x4的像素块为基础进行处理，所以纹理的尺寸必须是4的倍数。通常对于模型纹理我们针对不同平台使用不同的压缩纹理格式，而UI这种对精度要求比较高的资源我们使用非压缩的纹理格式。

客户端大小及网络流量的问题

通常我们会将游戏资源(包括压缩纹理）使用标准压缩算法进行二次压缩，这样可以降低客户端的大小以及更新时的网络流量。客户端可以直接加载压缩的文件然后在运行时进行解压，这样可以减少IO时间。

早期的移动端游戏为了导量容易，对客户端的大小有严格的要求，我们可以使用压缩率更高的贴图格式存储资源，然后在初次启动游戏的时候进行转换，或者运行时转换，但这种做法我个人是觉得不可取的，运行时转换会导致内存爆增也会导致频繁的创建和销毁内存，这些都会影响加载的时间，与加载速度相比客户端大小就没有那么重要了，以后的5G时代，客户端大小更不是问题了。

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