В качестве оптимизации первого порядка мы могли бы создать битовые образы строк символов валюты для каждой страны, то есть растровое изображение 30×10 пикселей для строки $$$ и аналогичные изображения для других видов валют. Вероятно, такие битовые образы можно было бы очень быстро копировать поверх нашего фонового изображения, предусмотрев для этого цикл, который выполнялся бы столько раз, сколько необходимо, с последующим отсечением верхушки символов в соответствующих точках, чтобы обеспечить нужную высоту столбцов. В действительности, мы можем поступить еще лучше. Почему бы не заготовить заранее битовые образы, представляющие для каждой валюты столбцы максимальной высоты? Всего нам нужно четыре таких заготовки: одна для США (US), одна для Японии (Japan), одна для Великобритании (UK) и одна для стран Европейского Союза (EU). Когда нашему приложению необходимо нарисовать любой из этих столбцов, оно просто использует соответствующий битовый образ и копирует его часть на поверхность нашего рисунка. Как и в случае фонового изображения, если имеется возможность создавать изображения на стадии проектирования, то можно прибегнуть к услугам дизайнеров, которые придадут изображениям максимально привлекательный внешний вид. Пример таких заранее заготовленных столбцов представлен на рис. 11.9.

Рис. 11.9. Заранее заготовленные декорированные столбцы гистограмм

Какой дополнительный объем памяти потребуется для реализации такого подхода? Предположим, что максимальная высота столбцов составляет 180 пикселей, а их ширина — 32 пикселя. Пусть, далее, для хранения информации о цвете каждого пикселя требуется 4 байта. Тогда для хранения в памяти битового образа одного столбца диаграммы потребуется 180×32×4 = 23040 байт, или 22,5 Кбайт. В зависимости от ситуации такой объем может быть для нас как приемлемым, так и неприемлемым. Насколько велик этот объем по сравнению с теми объемами памяти, которые требуются для хранения других объектов? Если предположить, что размеры фонового изображения составляют 200×200 пикселей, то для него потребуется 200×200×4 = 156,25 Кбайт памяти. 

Для построения окончательного изображения диаграмм нам потребуется еще одна битовая карта такого же размера, на которую будут копироваться графические данные заднего и переднего планов; в результате этого суммарный необходимый объем памяти достигает 312,5 Кбайт, что не так уж мало, но вполне приемлемо для большинства мобильных устройств. Битовые образы всех четырех столбцов суммарно потребуют 22,5×4=90 Кбайт, что значительно меньше того, что требуется для фонового изображения и пустой битовой карты, на которой все наши изображения будут объединены в одно целое. Учитывая тот факт, что, затрачивая 90 Кбайт дополнительной памяти, мы избавляемся от необходимости многократно создавать в памяти копии небольших изображений или каждый раз рисовать текст поверх столбцов, такую оптимизацию, по всей видимости, можно считать эффективной.

Любопытно отметить, что оптимизация визуализации изображений для сюжетных игр имеет много общего с оптимизацией этого процесса, которую мы рассмотрели на примере диаграмм. На рис. 11.10 представлено изображение для сюжетной игры, которую я написал для .NET Compact Framework, чтобы продемонстрировать концепции графики.

Рис. 11.10. Сюжетная игра, написанная для .NET Compact Framework

Существует три слоя изображений для игр, которые должны визуализироваться на экране:

1. Фоновая картинка. В играх предусматривается статическая фотография, используемая в качестве фонового изображения.

2. Статический передний план. К этой категории относятся изображения, находящиеся на переднем плане, которые не изменяются от кадра к кадру. На нашем игровом поле такими элементами являются настилы и лестницы. Эти изображения являются важными элементами переднего плана и изменяются при переходе с одного уровня игры на другой, но не изменяются при смене кадров при визуализации игры.

3. Динамический передний план. К этой категории относятся активные экранные изображения, которые могут изменяться от кадра к кадру. В нашей игре они представляют пещерного человека, пещерную женщину, два валуна, птицу и четыре факела. Эту разновидность графических элементов обычно называют "спрайтами". Кроме того, к динамическому переднему плану относятся индикатор запаса энергии, который находится в верхней части игрового поля слева, и индикатор Score/Bonus (Счет/Бонус), расположенный в верхней части игрового поля справа. В программе все эти элементы представлены объектами одной коллекции

Циклу визуализации предшествует загрузка фонового изображения и создание на нем рисунка настилов и лестниц. Эти изображения комбинируются в памяти и xpaнятся как наше фоновое изображение. Настилы и лестницы не изменяются при переходе от кадра к кадру, поэтому нет смысла визуализировать их вместе с каждым кадром. Поскольку фоновое изображение уже и так должно загружаться, мы не занимаем лишнюю память, рисуя на нем статическое игровое поле.

В основе механизма визуализации лежат простые принципы. С каждым активным элементом на экране ассоциирован объект, в котором хранится позиция элемента на игровом поле, а также инструкции относительно того, как его визуализировать. В цикле визуализации хранится целевая битовая карта. Она имеет те же размеры, что и фоновое изображение. Объект Graphics для нее создается и сопровождается на протяжении всего времени существования приложения. Все необходимые для рисования шрифты, кисти и перья также хранятся в глобальной области памяти, так что любой нуждающийся в этих объектах код, предназначенный для визуализации изображений, может просто воспользоваться ими, а не распределять для них дополнительную память.

Когда выполняется визуализация кадра, то сначала в целевую битовую карту копируется фоновое изображение. После этого каждому из объектов визуализируемой коллекции направляется запрос на то, чтобы он визуализировал себя на целевой битовой карте. Некоторые из этих объектов являются текстовыми; такие объекты для прорисовки своего текста на целевой битовой карте вызывают метод Graphics.DrawString(). Одним из нетекстовых объектов является "энергетическая шкала", которая состоит из двух прямоугольников — внешней рамки и внутреннего закрашенного прямоугольника. Остальные объекты являются многокадровыми растровыми изображениями, то есть несколько таких изображений представляют различные возможные состояния спрайта; это обеспечивает возможность анимации объектов путем быстрого переключения между их различными изображениями.

С Хэнком (пещерным человеком) ассоциированы 8 изображений; 2 — для бега влево, 2 — для бега вправо, 2 — для подъема и 2 — для спуска. Для каждого спрайта предусмотрена внутренний конечный автомат, который следит за тем, какое изображение должно отображаться в процессе визуализации. Изображения имеют небольшие размеры; размеры изображения Хэнка составляют 21×35 пикселей, или, округляя в большую сторону до ближайшего кратного 4 (чтобы учесть возможное выравнивание границ размещения объектов в памяти), 24×36 = 864 пикселя. Всего для одного изображения требуется 864×4 байт/пиксель, что составляет примерно 3,5 Кбайт. Для загрузки всех 8 изображений Хэнка в память потребуется порядка 28 Кбайт, что вполне приемлемо.