【Flutter&Flame 游戏 - 肆】精灵图片加载方式

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前言

这是一套张风捷特烈出品的 Flutter&Flame 系列教程，发布于掘金社区。如果你在其他平台看到本文，可以根据对于链接移步到掘金中查看。因为文章可能会更新、修正，一切以掘金文章版本为准。本系列文章一览：

第一季完结，谢谢支持 ~

1. 什么是精灵图

我们前面用的角色动画帧有九张，就表示需要加载九次图片资源。对于动画帧来说，每帧的尺寸一般都是一样的，可以将它们拼接在一张图片中，如下图所示：图片取自于【pinball】开源项目。

这在前端开发中比较常见，因为每个小图片都需要发一次请求，将小图片拼在一起，可以减少请求的次数。在游戏开发者也是如此，将小图片拼合在一起可以有效减少加载的次数。

2. 如何从精灵图中获取图片

Flame 中通过 SpriteSheet 类对精灵图进行处理，如下通过 fromColumnsAndRows 构造可以指定行列。这也就说明该类只能加载的图片要求：精灵图中的单体必须尺寸一致。

---->[源码: SpriteSheet]----
SpriteSheet.fromColumnsAndRows({
  required this.image,
  required int columns,
  required int rows,
}) : srcSize = Vector2(
        image.width / columns,
        image.height / rows,
      );

然后通过 getSpriteById 传入索引来获取第几个图片对应的 Sprite 对象。另外还提供了 getSprite 方法，通过指定行列获取图片对应的 Sprite 对象。注意，索引和行列都是从 0 开始数的。

---->[源码: SpriteSheet]----
Sprite getSprite(int row, int column) {
  return getSpriteById(row * columns + column);
}

Sprite getSpriteById(int spriteId) {
  return _spriteCache[spriteId] ??= _computeSprite(spriteId);
}

3. 使用测试案例

如下案例中，加载第一帧作为另一个角色 Monster ，且该角色会随机出现在屏幕的最右侧。代码见【04/01】

Monster 继承自 SpriteComponent ，在构造方法里传入 精灵、尺寸、位置 信息，方便初始化。

class Monster extends SpriteComponent {
  Monster({
    required Sprite sprite,
    required Vector2 size,
    required Vector2 position,
  }) : super(
          sprite: sprite,
          size: size,
          position: position,
          anchor: Anchor.center,
        );
  
  @override
  Future<void> onLoad() async {
    add(RectangleHitbox()..debugMode = true);
  }
}

下面是 TolyGame 中的逻辑处理，在 onLoad 方法中加载精灵图，并取第一帧作为 Monster 的显示图片。另外随机出现在屏幕的最右侧，言外之意是横坐标固定，纵坐标随机，代码处理如下：

---->[04/01/TolyGame]----
final Random _random = Random();

@override
Future<void> onLoad() async {
  player = Adventurer();
  add(player);
  // 加载 SpriteSheet 
  const String src = 'adventurer/animatronic.png';
  await images.load(src);
  var image = images.fromCache(src);
  SpriteSheet sheet = SpriteSheet.fromColumnsAndRows(image: image, columns: 13, rows: 6);
  Sprite sprite = sheet.getSpriteById(0);
  // 初始化 Monster 
  Vector2 monsterSize = Vector2(64,64);
  final double pY = _random.nextDouble()*size.y;
  final double pX = size.x - monsterSize.x/2; // tag1
  monster = Monster(sprite: sprite,size: monsterSize,position: Vector2(pX, pY));
  add(monster);
}

*注* ：tag1 处减去 monsterSize.x/2，是因为 Monster 的锚点在中心，不减的话就会如下图所示。也就是说 Component 的 position 指的是锚点处的坐标，想让Monster 的右侧显示出来，向左偏移一半宽度即可。

4. 精灵图动画的加载

在第一篇我们就介绍过使用 SpriteAnimationComponent 构件显示多帧动画，其实本质上就是多个 Sprite 对象，循环切换而已。前面知道如何通过 SpriteSheet 获取对应索引的 Sprite ，那接下来的事情就好办了。这里完成如下图所示的效果：代码见【04/02】

实现，将 Monster 改为继承自 SpriteAnimationComponent ，支持帧动画。

class Monster extends SpriteAnimationComponent {
  Monster({
    required SpriteAnimation animation,
    required Vector2 size,
    required Vector2 position,
  }) : super(
          animation: animation,
          size: size,
          position: position,
          anchor: Anchor.center,
        );

  @override
  Future<void> onLoad() async {
    add(RectangleHitbox()..debugMode = true);
  }
}

如下遍历 frameCount 此，获取 Sprite 列表，来生成 SpriteAnimation 即可，如下所示：

---->[04/02/TolyGame$onLoad]----
const String src = 'adventurer/animatronic.png';
await images.load(src);
var image = images.fromCache(src);
SpriteSheet sheet = SpriteSheet.fromColumnsAndRows(
  image: image,
  columns: 13,
  rows: 6,
);

int frameCount = sheet.rows * sheet.columns;
List<Sprite> sprites = List.generate(frameCount, sheet.getSpriteById);
SpriteAnimation animation = SpriteAnimation.spriteList(
  sprites,
  stepTime: 1 / 24,
  loop: true,
);

对于这种一张图记录的全是一个动画的精灵图，也可以不使用 SpriteSheet 。通过 fromFrameData 构造可以更简单直接地创建动画精灵对象，也能完成同样的效果。也就是写法上简洁一点而已，本质上没有什么区别。

const int rowCount = 6;
const int columnCount = 13;
final Vector2 textureSize = Vector2(
  image.width / columnCount,
  image.height / rowCount,
);

SpriteAnimation animation = SpriteAnimation.fromFrameData(
  image,
  SpriteAnimationData.sequenced(
    amount: rowCount * columnCount,
    amountPerRow: columnCount,
    stepTime: 1 / 24,
    textureSize: textureSize,
  ),
);

5. 分包管理 – 简单拓展 SpriteSheet

通过 SpriteSheet 可以更灵活地操作需要哪些帧，比如像这种多个角色出现在一张精灵图里，SpriteAnimation.fromFrameData 就没法用了。

SpriteSheet 可以通过行列来获取指定的图片，比如下面红框所示的是第四行，第五列图片，由于索引从 0 计数，也就是用 (3,4) 表示。

SpriteSheet 中的方法非常少，并没有获取索引区间段 Sprite 列表的方法，像这种图要自己来数，就比较麻烦。可以写个 extension 来拓展一下，可能一般人顺手就在 lib 中创建的文件夹开写了。看 flutter 官方的 pinball 项目中，会对模块进行分包，而不是所有代码都塞在一块。

这里的 extension 和项目本身关系不大，是对 flame 的拓展，相对独立。以后可能还会写其他的拓展方法以便使用，这里也在项目中创建一个 packages 来进行分包管理。这样的另一个好处是：我可以将 flame_ext 分享到 pub 中，让所有人都可以使用。

下面说下创建包的方式，在 New Flutter Projrct 中 Projrct type 选择 Package 即可，如下把包创建在项目根目录的 packages 下：

然后在 pubspec.yaml 中通过 path 来引入本地库：

dependencies:
  #...
  flame_ext:
    path: packages/flame_ext

当前的包结构如下，在 flame_ext.dart 中导出 sprite_sheet_ext.dart ，这样引入 flame_ext.dart 即可使用 sprite_sheet_ext 中定义的拓展方法。

下面是 sprite_sheet_ext 中的处理逻辑，拓展一个 getRowSprites 的方法，返回 Sprite 列表。该方法的作用是：取第几行，从第几个开始的多少个 Sprite 形成列表。

---->[sprite_sheet_ext.dart]----
extension SpriteSheetExt on SpriteSheet {
  /// 获取指定索引区间的 [Sprite] 列表
  /// [row] : 第几行
  /// [start] : 第几个开始
  /// [count] : 有几个
  List<Sprite> getRowSprites({
    required int row,
    int start = 0,
    required count,
  }) {
    return List.generate(count, (i) => getSprite(row, start + i)).toList();
  }
}

比如下面指定是第三行，从 0 开始取五帧，语义上就非常明确，而不需要每次使用都计算一下：

sheet.getRowSprites(row: 3,count: 5)

如下是通过这种方法显示的效果，代码见: 【04/03】

import 'package:flame_ext/flame_ext.dart';

List<Sprite> sprites = sheet.getRowSprites(row: 3,count: 5);
SpriteAnimation animation = SpriteAnimation.spriteList(
  sprites,
  stepTime: 1 / 10,
  loop: true,
);

再比如，第一行，从第六个开始，取 4 个，是石像怪的序列帧：

List<Sprite> sprites = sheet.getRowSprites(row: 0,start: 5,count: 4);

到这里，对精灵图的使用就介绍完毕了，大家可以结合上一章的内容，思考一下，如何让 Monster 主动向左运动。如下代码实现在【04/04】，那本文就到这里，明天见 ~

@张风捷特烈 2022.05.29 未允禁转
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1. 什么是精灵图

2. 如何从精灵图中获取图片

3. 使用测试案例

4. 精灵图动画的加载

5. 分包管理 – 简单拓展 SpriteSheet

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