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使用分層畫布來優(yōu)化HTML5渲染的教程
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簡介

通常情況下，在玩 2D 游戲或渲染 HTML5 畫布時(shí)，需要執(zhí)行優(yōu)化，以便使用多個(gè)層來構(gòu)建一個(gè)合成的場景。在 OpenGL 或 WebGL 等低級別渲染中，通過逐幀地清理和繪制場景來執(zhí)行渲染。實(shí)現(xiàn)渲染之后，需要優(yōu)化游戲，以減少渲染的量，所需成本因情況而異。因?yàn)楫嫴际且粋€(gè) DOM 元素，它使您能夠?qū)Χ鄠€(gè)畫布進(jìn)行分層，以此作為一種優(yōu)化方法。
常用的縮寫

  •     CSS: Cascading Style Sheets（級聯(lián)樣式表）
        DOM: Document Object Model（文檔對象模型）
        HTML: HyperText Markup Language（超文本標(biāo)記語言）

本文將探討對畫布進(jìn)行分層的合理性。了解 DOM 設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)分層的畫布。使用分層進(jìn)行優(yōu)化需要各種實(shí)踐。本文還將探討一些優(yōu)化策略的概念和技術(shù)，它們擴(kuò)展了分層方法。

您可以下載在本文中使用的示例的源代碼。
選擇優(yōu)化策略

選擇最佳優(yōu)化策略可能很難。在選擇分層的場景時(shí)，需要考慮場景是如何組成的。大屏幕上固定物的渲染經(jīng)常需要重用若干個(gè)組件，它們是進(jìn)行研究的極佳候選人。視差或動(dòng)畫實(shí)體等效果往往需要大量的變化的屏幕空間。在探索您的最佳優(yōu)化策略時(shí)，最好注意這些情況。雖然畫布的分層優(yōu)化需要采用幾種不同的技術(shù)，但在正確應(yīng)用這些技術(shù)后，往往會(huì)大幅提升性能。
設(shè)置層

在使用分層的方法時(shí)，第一步是在 DOM 上設(shè)置畫布。通常情況下，這很簡單，只需定義畫布元素，將其放入 DOM 中即可，但畫布層可能需要一些額外的樣式。在使用 CSS 時(shí)，成功地實(shí)現(xiàn)畫布分層有兩個(gè)要求：

    各畫布元素必須共存于視區(qū) (viewport) 的同一位置上。
    每個(gè)畫布在另一個(gè)畫布下面必須是可見的。

圖 1顯示了層設(shè)置背后的通用重疊概念。
圖 1. 層示例

設(shè)置層的步驟如下：

  •     將畫布元素添加到 DOM。
        添加畫布元素定位樣式，以便支持分層。
        樣式化畫布元素，以便生成一個(gè)透明的背景。

設(shè)置畫布重疊堆棧

在 CSS 中創(chuàng)建一個(gè)重疊堆棧 (overlay stack) 可能需要少量的樣式。使用 HTML 和 CSS 有許多方法進(jìn)行重疊。本文中的示例使用一個(gè)<div>標(biāo)簽來包含畫布。<div>標(biāo)簽指定了一個(gè)惟一 ID，它將樣式應(yīng)用于其子 HTML5 畫布元素，如清單 1所示。
清單 1. 畫布定位樣式
 

CSS Code復(fù)制內(nèi)容到剪貼板
  1. #viewport {   
  2.     /**  
  3.      * Position relative so that canvas elements  
  4.      * inside of it will be relative to the parent  
  5.      */  
  6.     position: relative;   
  7. }   
  8.     
  9. #viewport canvas {   
  10.     /**  
  11.      * Position absolute provides canvases to be able  
  12.      * to be layered on top of each other  
  13.      * Be sure to remember a z-index!  
  14.      */  
  15.     position: absolute;   
  16. }   

容器<div>通過將所有子畫布元素樣式化為使用絕對定位來完成重疊要求。通過選擇讓#viewport使用相對定位，您可以適應(yīng)未來的發(fā)展，因此，應(yīng)用于子樣式的絕對布局樣式將會(huì)是相對于#viewport容器的樣式。

這些 HTML5 畫布元素的順序也很重要。可以按元素出現(xiàn)在 DOM 上的順序進(jìn)行順序管理，也可以按照畫布應(yīng)該顯示的順序來樣式化 z-index 樣式，從而管理順序。雖然并非總是如此，但其他樣式可能也會(huì)影響渲染；在引入額外的樣式（比如任何一種 CSS 轉(zhuǎn)換）時(shí)要小心。
透明的背景

通過使用重疊可見性來實(shí)現(xiàn)層技術(shù)的第二個(gè)樣式要求。該示例使用這個(gè)選項(xiàng)來設(shè)置 DOM 元素背景顏色，如清單 2所示。
清單 2. 設(shè)置透明背景的樣式表規(guī)則
 

XML/HTML Code復(fù)制內(nèi)容到剪貼板
  1. canvas {   
  2.     /**   
  3.      * Set transparent to let any other canvases render through   
  4.      */   
  5.     background-color: transparent;   
  6. }  

將畫布樣式化為擁有一個(gè)透明背景，這可以實(shí)現(xiàn)第二個(gè)要求，即擁有可見的重疊畫布。現(xiàn)在，您已經(jīng)構(gòu)造了標(biāo)記和樣式來滿足分層的需要，所以您可以設(shè)置一個(gè)分層的場景。
分層方面的考慮因素

在選擇優(yōu)化策略時(shí)，應(yīng)該注意使用該策略時(shí)的所有權(quán)衡。對 HTML5 畫布場景進(jìn)行分層是一個(gè)側(cè)重于運(yùn)行時(shí)內(nèi)存的策略，用于獲得運(yùn)行時(shí)速度方面的優(yōu)勢。您可以在頁面的瀏覽器中增加更多的權(quán)重，以獲得更快的幀速率。一般來說，畫布被視為是瀏覽器上的一個(gè)圖形平面，其中包括一個(gè)圖形 API。

通過在 Google Chrome 19 進(jìn)行測試，并記錄瀏覽器的選項(xiàng)卡內(nèi)存使用情況，您可以看到內(nèi)存使用的明顯趨勢。該測試使用了已經(jīng)樣式化的<div>（正如上一節(jié)中討論的那樣），并生成了放置在<div>上的用單一顏色填充的畫布元素。畫布的大小被設(shè)定為 1600 x 900 像素，并從 Chrome1 的任務(wù)管理器實(shí)用程序收集數(shù)據(jù)。表 1顯示了一個(gè)示例。

在 Google Chrome 的 Task Manager 中，您可以看到某個(gè)頁面所使用的內(nèi)存量（也稱為 RAM）。Chrome 也提供 GPU 內(nèi)存，或者是 GPU 正在使用的內(nèi)存。這是常見信息，如幾何形狀、紋理或計(jì)算機(jī)將您的畫布數(shù)據(jù)推送到屏幕可能需要的任何形式的緩存數(shù)據(jù)。內(nèi)存越低，放在計(jì)算機(jī)上的權(quán)重就會(huì)越少。雖然目前還沒有任何確切的數(shù)字作為依據(jù)，但應(yīng)始終對此進(jìn)行測試，確保您的程序不會(huì)超出極限，并使用了過多的內(nèi)存。如果使用了過多的內(nèi)存，瀏覽器或頁面就會(huì)因?yàn)槿狈?nèi)存資源而崩潰。GPU 處理是一個(gè)遠(yuǎn)大的編程追求，已超出本文的討論范圍。您可以從學(xué)習(xí) OpenGL 或查閱 Chrome 的文檔（請參閱參考資料）開始。
表 1. 畫布層的內(nèi)存開銷

在表 1中，隨著在頁面上引入和使用了更多的 HTML5 畫布元素，使用的內(nèi)存也越多。一般的內(nèi)存也存在線性相關(guān)，但每增加一層，內(nèi)存的增長就會(huì)明顯減少。雖然這個(gè)測試并沒有詳細(xì)說明這些層對性能帶來的影響，但它確實(shí)表明，畫布會(huì)嚴(yán)重影響 GPU 內(nèi)存。一定要記得在您的目標(biāo)平臺(tái)上執(zhí)行壓力測試，以確保平臺(tái)的限制不會(huì)導(dǎo)致您的應(yīng)用程序無法執(zhí)行。

當(dāng)選擇更改某個(gè)分層解決方案的單一畫布渲染周期時(shí)，需考慮有關(guān)內(nèi)存開銷的性能增益。盡管存在內(nèi)存成本，但這項(xiàng)技術(shù)可以通過減小每一幀上修改的像素?cái)?shù)量來完成其工作。

下一節(jié)將說明如何使用分層來組織一個(gè)場景。
對場景進(jìn)行分層：游戲

在本節(jié)中，我們將通過重構(gòu)一個(gè)滾動(dòng)平臺(tái)跑步風(fēng)格的游戲上的視差效果的單畫布實(shí)現(xiàn)，了解一個(gè)多層解決方案。圖 2顯示了游戲視圖的組成，其中包括云、小山、地面、背景和一些交互實(shí)體。
圖 2. 合成游戲視圖

在游戲中，云、小山、地面和背景都以不同的速度移動(dòng)。本質(zhì)上，背景中較遠(yuǎn)的元素移動(dòng)得比在前面的元素慢，因此形成了視差效果。為了讓情況變得更為復(fù)雜，背景的移動(dòng)速度會(huì)足夠慢，它每半秒鐘才重新渲染一次。

通常情況下，好的解決方案會(huì)將所有幀都清除并重新渲染屏幕，因?yàn)楸尘笆且粋€(gè)圖像并且在不斷變化。在本例中，由于背景每秒只需變化兩次，所以您不需要重新渲染每一幀。

目前，您已經(jīng)定義了工作區(qū)，所以可以決定場景的哪些部分應(yīng)該在同一個(gè)層上。組織好各個(gè)層之后，我們將探討用于分層的各種渲染策略。首先，需要考慮如何使用單個(gè)畫布來實(shí)現(xiàn)該解決方案，如清單 3所示。
清單 3. 單畫布渲染循環(huán)的偽代碼
 

XML/HTML Code復(fù)制內(nèi)容到剪貼板
  1. /**   
  2.  * Render call   
  3.  *   
  4.  * @param {CanvasRenderingContext2D} context Canvas context   
  5.  */   
  6. function renderLoop(context)   
  7. {   
  8.     context.clearRect(0, 0, width, height);   
  9.     background.render(context);   
  10.     ground.render(context);   
  11.     hills.render(context);   
  12.     cloud.render(context);   
  13.     player.render(context);   
  14. }  

像清單 3中的代碼一樣，該解決方案會(huì)有一個(gè)render函數(shù)，每個(gè)游戲循環(huán)調(diào)用或每個(gè)更新間隔都會(huì)調(diào)用它。在本例中，渲染是從主循環(huán)調(diào)用和更新每個(gè)元素的位置的更新調(diào)用中抽象出來。

遵循 “清除到渲染” 解決方案，render會(huì)調(diào)用清除上下文，并通過調(diào)用屏幕上的實(shí)體各自的render函數(shù)來跟蹤它。清單 3遵循一個(gè)程序化的路徑，將元素放置到畫布上。雖然該解決方案對于渲染屏幕上的實(shí)體是有效的，但它既沒有描述所使用的所有渲染方法，也不支持任何形式的渲染優(yōu)化。

為了更好地詳細(xì)說明實(shí)體的渲染方法，需要使用兩種類型的實(shí)體對象。清單 4顯示了您將使用和細(xì)化的兩個(gè)實(shí)體。
清單 4. 可渲染的Entity偽代碼
 

XML/HTML Code復(fù)制內(nèi)容到剪貼板
  1. var Entity = function() {   
  2.     /**   
  3.      Initialization and other methods   
  4.      **/   
  5.     
  6.     /**   
  7.       * Render call to draw the entity   
  8.       *   
  9.       * @param {CanvasRenderingContext2D} context   
  10.       */   
  11.     this.render = function(context) {   
  12.         context.drawImage(this.image, this.x, this.y);   
  13.     }   
  14. };  

 

XML/HTML Code復(fù)制內(nèi)容到剪貼板
  1. var PanningEntity = function() {   
  2.     /**   
  3.      Initialization and other methods   
  4.      **/   
  5.     
  6.     /**   
  7.       * Render call to draw the panned entity   
  8.       *   
  9.       * @param {CanvasRenderingContext2D} context   
  10.      */   
  11.     this.render = function(context) {   
  12.         context.drawImage(   
  13.             this.image,   
  14.             this.x - this.width,   
  15.             this.y - this.height);   
  16.         context.drawImage(   
  17.             this.image,   
  18.             this.x,   
  19.             this.y);   
  20.         context.drawImage(   
  21.             this.image,   
  22.             this.x + this.width,   
  23.             this.y + this.height);   
  24.     }   
  25. };  

清單 4中的對象存儲(chǔ)實(shí)體的圖像、x、y、寬度和高度的實(shí)例變量。這些對象遵循 JavaScript 語法，但為了簡潔起見，僅提供了目標(biāo)對象的不完整的偽代碼。目前，渲染算法非常貪婪地在畫布上渲染出它們的圖像，完全不考慮游戲循環(huán)的其他任何要求。

為了提高性能，需要重點(diǎn)注意的是，panning渲染調(diào)用輸出了一個(gè)比所需圖像更大的圖像。本文忽略這個(gè)特定的優(yōu)化，但是，如果使用的空間比您的圖像提供的空間小，那么請確保只渲染必要的補(bǔ)丁。
確定分層

現(xiàn)在您知道如何使用單一畫布實(shí)現(xiàn)該示例，讓我們看看有什么辦法可以完善這種類型的場景，并加快渲染循環(huán)。要使用分層技術(shù)，則必須通過找出實(shí)體的渲染重疊，識(shí)別分層所需的 HTML5 畫布元素。
重繪區(qū)域

為了確定是否存在重疊，要考慮一些被稱為重繪區(qū)域的不可見區(qū)域。重繪區(qū)域是在繪制實(shí)體的圖像時(shí)需要畫布清除的區(qū)域。重繪區(qū)域?qū)τ阡秩痉治龊苤匾?，因?yàn)樗鼈兪鼓軌蛘业酵晟其秩緢鼍暗膬?yōu)化技術(shù)，如圖 3所示。
圖 3. 合成游戲視圖與重繪區(qū)域

為了可視化圖 3中的效果，在場景中的每個(gè)實(shí)體都有一個(gè)表示重繪區(qū)域的重疊，它跨越了視區(qū)寬度和實(shí)體的圖像高度。場景可分為三組：背景、前景和交互。場景中的重繪區(qū)域有一個(gè)彩色的重疊，以區(qū)分不同的區(qū)域：

  •     背景 – 黑色
        云 – 紅色
        小山 – 綠色
        地面 – 藍(lán)色
        紅球 – 藍(lán)色
        黃色障礙物 – 藍(lán)色

對于除了球和障礙物以外的所有重疊，重繪區(qū)域都會(huì)橫跨視區(qū)寬度。這些實(shí)體的圖像幾乎填滿整個(gè)屏幕。由于它們的平移要求，它們將渲染整個(gè)視區(qū)寬度，如圖 4所示。預(yù)計(jì)球和障礙物會(huì)穿過該視區(qū)，并且可能擁有通過實(shí)體位置定義的各自的區(qū)域。如果您刪除渲染到場景的圖像，只留下重繪區(qū)域，就可以很容易地看到單獨(dú)的圖層。
圖 4. 重繪區(qū)域

初始層是顯而易見的，因?yàn)槟梢宰⒁獾交ハ嘀丿B的各個(gè)區(qū)域。由于球和障礙物區(qū)域覆蓋了小山和地面，所以可將這些實(shí)體分組為一層，該層被稱為交互層。根據(jù)游戲?qū)嶓w的渲染順序，交互層是頂層。

找到附加層的另一種方法是收集沒有重疊的所有區(qū)域。占據(jù)視區(qū)的紅色、綠色和藍(lán)色區(qū)域并沒有重疊，并且它們組成了第二層——前景。云和交互實(shí)體的區(qū)域沒有重疊，但因?yàn)榍蛴锌赡芴S到紅色區(qū)域，所以您應(yīng)該考慮將該實(shí)體作為一個(gè)單獨(dú)的層。

對于黑色區(qū)域，可以很容易地推斷出，背景實(shí)體將會(huì)組成最后一層。填充整個(gè)視區(qū)的任何區(qū)域（如背景實(shí)體）都應(yīng)視為填充整個(gè)層中的該區(qū)域，雖然這對本場景并不適用。在定義了我們的三個(gè)層次之后，我們就可以開始將這層分配給畫布，如圖 5所示。
圖 5. 分層的游戲視圖

現(xiàn)在已經(jīng)為每個(gè)分組的實(shí)體定義了層，現(xiàn)在就可以開始優(yōu)化畫布清除。此優(yōu)化的目標(biāo)是為了節(jié)省處理時(shí)間，可以通過減少每一步渲染的屏幕上的固定物數(shù)量來實(shí)現(xiàn)。需要重點(diǎn)注意的是，使用不同的策略可能會(huì)使圖像獲得更好的優(yōu)化。下一節(jié)將探討各種實(shí)體或?qū)拥膬?yōu)化方法。
渲染優(yōu)化

優(yōu)化實(shí)體是分層策略的核心。對實(shí)體進(jìn)行分層，使得渲染策略可以被采用。通常，優(yōu)化技術(shù)會(huì)試圖消除開銷。正如表 1所述，由于引入了層，您已經(jīng)增加了內(nèi)存開銷。這里討論的優(yōu)化技術(shù)將減少處理器為了加快游戲而必須執(zhí)行的大量工作。我們的目標(biāo)是尋找一種減少要渲染的空間量的方法，并盡可能多地刪除每一步中出現(xiàn)的渲染和清除調(diào)用。
單一實(shí)體清除

第一個(gè)優(yōu)化方法針對的是清除空間，通過只清除組成該實(shí)體的屏幕子集來加快處理。首先減少與區(qū)域的各實(shí)體周圍的透明像素重疊的重繪區(qū)域量。使用此技術(shù)的包括相對較小的實(shí)體，它們填充了視區(qū)的小區(qū)域。

第一個(gè)目標(biāo)是球和障礙物實(shí)體。單一實(shí)體清除技術(shù)涉及到在將實(shí)體渲染到新位置之前清除前一幀渲染該實(shí)體的位置。我們會(huì)引入一個(gè)清除步驟到每個(gè)實(shí)體的渲染，并存儲(chǔ)實(shí)體的圖像的邊界框。添加該步驟會(huì)修改實(shí)體對象，以包括清除步驟，如清單 5所示。
清單 5. 包含單框清除的實(shí)體
 

XML/HTML Code復(fù)制內(nèi)容到剪貼板
  1. var Entity = function() {   
  2.     /**   
  3.      Initialization and other methods   
  4.      **/   
  5.     
  6.     /**   
  7.      * Render call to draw the entity   
  8.      *   
  9.      * @param {CanvasRenderingContext2D} context   
  10.      */   
  11.     this.render = function(context) {   
  12.         context.clearRect(   
  13.             this.prevX,   
  14.             this.prevY,   
  15.             this.width,   
  16.             this.height);   
  17.         context.drawImage(this.image, this.x, this.y);   
  18.         thisthis.prevX = this.x;   
  19.         thisthis.prevY = this.y;   
  20.     }   
  21. };     

render函數(shù)的更新引入了一個(gè)常規(guī)drawImage之前發(fā)生的clearRect調(diào)用。對于該步驟，對象需要存儲(chǔ)前一個(gè)位置。圖 6顯示了對象針對前一個(gè)位置所采取的步驟。
圖 6. 清除矩形

您可以為每個(gè)實(shí)體創(chuàng)建一個(gè)在更新步驟前被調(diào)用的clear方法，實(shí)現(xiàn)此渲染解決方案（但本文將不會(huì)使用clear方法）。您還可以將這個(gè)清除策略引入到PanningEntity，在地面和云實(shí)體上添加清除，如清單 6所示。
清單 6. 包含單框清除的PanningEntity
 

XML/HTML Code復(fù)制內(nèi)容到剪貼板
  1. var PanningEntity = function() {   
  2.     /**   
  3.      Initialization and other methods   
  4.      **/   
  5.     
  6.     /**   
  7.      * Render call to draw the panned entity   
  8.      *   
  9.      * @param {CanvasRenderingContext2D} context   
  10.      */   
  11.     this.render = function(context) {   
  12.         context.clearRect(   
  13.             this.x,   
  14.             this.y,   
  15.             context.canvas.width,   
  16.             this.height);   
  17.         context.drawImage(   
  18.             this.image,   
  19.             this.x - this.width,   
  20.             this.y - this.height);   
  21.         context.drawImage(   
  22.             this.image,   
  23.             this.x,   
  24.             this.y);   
  25.         context.drawImage(   
  26.             this.image,   
  27.             this.x + this.width,   
  28.             this.y + this.height);   
  29.     }   
  30. };  

因?yàn)镻anningEntity橫跨了整個(gè)視區(qū)，所以您可以使用畫布寬度作為清除矩形的大小。如果使用此清除策略，則會(huì)為您提供已為云、小山和地面實(shí)體定義的重繪區(qū)域。

為了進(jìn)一步優(yōu)化云實(shí)體，可以將云分離為單獨(dú)的實(shí)體，使用它們自己的重繪區(qū)域。這樣做會(huì)大幅減少在云重繪區(qū)域內(nèi)要清除的屏幕空間量。圖 7顯示了新的重繪區(qū)域。
圖 7. 具有單獨(dú)重繪區(qū)域的云

單一實(shí)體清除策略產(chǎn)生的解決方案可以解決像本例這樣的分層畫布游戲上的大多數(shù)問題，但仍然可以對它進(jìn)行優(yōu)化。為了尋找針對該渲染策略的極端情況，我們假設(shè)球會(huì)與三角形碰撞。如果兩個(gè)實(shí)體碰撞，實(shí)體的重繪區(qū)域就有可能發(fā)生重疊，并創(chuàng)建一個(gè)不想要的渲染構(gòu)件。另一個(gè)清除優(yōu)化，更適合于可能會(huì)碰撞的實(shí)體，它也將有益于分層。
臟矩形清除

若沒有單一清除策略，臟矩形清除策略可以是一個(gè)功能強(qiáng)大的替代品。您可以對有重繪區(qū)域的大量實(shí)體使用這種清除策略，這種實(shí)體包括密集的粒子系統(tǒng)，或有小行星的空間游戲。

從概念上講，該算法會(huì)收集由算法管理的所有實(shí)體的重繪區(qū)域，并在一個(gè)清除調(diào)用中清除整個(gè)區(qū)域。為了增加優(yōu)化，此清除策略還會(huì)刪除每個(gè)獨(dú)立實(shí)體產(chǎn)生的重復(fù)清除調(diào)用，如清單 7所示。
清單 7.DirtyRectManager
 

XML/HTML Code復(fù)制內(nèi)容到剪貼板
  1. var DirtyRectManager = function() {   
  2.     // Set the left and top edge to the max possible   
  3.     // (the canvas width) amd right and bottom to least-most   
  4.     
  5.     // Left and top will shrink as more entities are added   
  6.     this.left   = canvas.width;   
  7.     this.top    = canvas.height;   
  8.     
  9.     // Right and bottom will grow as more entities are added   
  10.     this.right  = 0;   
  11.     this.bottom = 0;   
  12.     
  13.     // Dirty check to avoid clearing if no entities were added   
  14.     this.isDirty = false;   
  15.     
  16.     // Other Initialization Code   
  17.     
  18.     /**   
  19.      * Other utility methods   
  20.      */   
  21.     
  22.     /**   
  23.      * Adds the dirty rect parameters and marks the area as dirty   
  24.      *    
  25.      * @param {number} x   
  26.      * @param {number} y   
  27.      * @param {number} width   
  28.      * @param {number} height   
  29.      */   
  30.     this.addDirtyRect = function(x, y, width, height) {   
  31.         // Calculate out the rectangle edges   
  32.         var left   = x;   
  33.         var right  = x + width;   
  34.         var top    = y;   
  35.         var bottom = y + height;   
  36.     
  37.         // Min of left and entity left   
  38.         this.left   = left < this.left      left   : this.left;   
  39.         // Max of right and entity right   
  40.         this.right  = right > this.right    right  : this.right;   
  41.         // Min of top and entity top   
  42.         this.top    = top < this.top        top    : this.top;   
  43.         // Max of bottom and entity bottom   
  44.         this.bottom = bottom > this.bottom  bottom : this.bottom;   
  45.     
  46.         this.isDirty = true;   
  47.     };   
  48.     
  49.     /**   
  50.      * Clears the rectangle area if the manager is dirty   
  51.      *   
  52.      * @param {CanvasRenderingContext2D} context   
  53.      */   
  54.     this.clearRect = function(context) {   
  55.         if (!this.isDirty) {   
  56.             return;   
  57.         }   
  58.     
  59.         // Clear the calculated rectangle   
  60.         context.clearRect(   
  61.             this.left,   
  62.             this.top,   
  63.             this.right - this.left,   
  64.             this.bottom - this.top);   
  65.     
  66.         // Reset base values   
  67.         this.left   = canvas.width;   
  68.         this.top    = canvas.height;   
  69.         this.right  = 0;   
  70.         this.bottom = 0;   
  71.         this.isDirty = false;   
  72.     }   
  73. };  

將臟矩形算法集成到渲染循環(huán)，這要求在進(jìn)行渲染調(diào)用之前調(diào)用清單 7中的管理器。將實(shí)體添加到管理器，使管理器可以在清除時(shí)計(jì)算清除矩形的維度。雖然管理器會(huì)產(chǎn)生預(yù)期的優(yōu)化，但根據(jù)游戲循環(huán)，管理器能夠針對游戲循環(huán)進(jìn)行優(yōu)化，如圖 8所示。
圖 8. 交互層的重繪區(qū)域

  1.     幀 1 – 實(shí)體在碰撞，幾乎重疊。
        幀 2 – 實(shí)體重繪區(qū)域是重疊的。
        幀 3 – 重繪區(qū)域重疊，并被收集到一個(gè)臟矩形中。
        幀 4 – 臟矩形被清除。

圖 8顯示了由針對在交互層的實(shí)體的算法計(jì)算出的重繪區(qū)域。因?yàn)橛螒蛟谶@一層上包含交互，所以臟矩形策略足以解決交互和重疊的重繪區(qū)域問題。
作為清除的重寫

對于在恒定重繪區(qū)域中動(dòng)畫的完全不透明實(shí)體，可以使用重寫作為一項(xiàng)優(yōu)化技術(shù)。將不透明的位圖渲染為一個(gè)區(qū)域（默認(rèn)的合成操作），這會(huì)將像素放在該區(qū)域中，不需要考慮該區(qū)域中的原始渲染。這個(gè)優(yōu)化消除了渲染調(diào)用之前所需的清除調(diào)用，因?yàn)殇秩緯?huì)覆蓋原來的區(qū)域。

通過在之前的渲染的上方重新渲染圖像，重寫可以加快地面實(shí)體。也可以通過相同的方式加快最大的層，比如背景。

通過減少每一層的重繪區(qū)域，您已經(jīng)有效地為層和它們所包含的實(shí)體找到優(yōu)化策略。
結(jié)束語

對畫布進(jìn)行分層是一個(gè)可以應(yīng)用于所有交互式實(shí)時(shí)場景的優(yōu)化策略。如果想利用分層實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，您需要通過分析場景的重繪區(qū)域來考慮場景如何重疊這些區(qū)域。一些場景是具有重疊的重繪區(qū)域的集合，可以定義層，因此它們是渲染分層畫布的良好候選。如果您需要粒子系統(tǒng)或大量物理對象碰撞在一起，對畫布進(jìn)行分層可能是一個(gè)很好的優(yōu)化選擇。

標(biāo)簽：撫順 德州 內(nèi)蒙古 辛集 楊凌 黃山 蚌埠 鶴崗

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