Профили текстур

Defold поддерживает автоматическую обработку текстур и сжатие данных изображений (в Atlas, Tile Sources, Cubemaps и отдельных текстурах, используемых для моделей, GUI и т.д.).

Существует два типа сжатия: программное сжатие изображений и аппаратное сжатие текстур.

1. Программное сжатие (например, PNG и JPEG) уменьшает размер хранения ресурсов изображений. Это уменьшает итоговый размер бандла. Однако при загрузке в память такие файлы всё равно нужно распаковывать, поэтому даже небольшое на диске изображение может занимать много памяти.

2. Аппаратное сжатие текстур также уменьшает размер хранения ресурсов изображений. Но, в отличие от программного сжатия, оно уменьшает и объём памяти, занимаемой текстурами во время выполнения. Это возможно потому, что графическое оборудование умеет напрямую работать со сжатыми текстурами без предварительной распаковки.

Обработка текстур настраивается через специальный профиль текстур. В этом файле вы создаёте профили, которые определяют, какие сжатые формат(ы) и тип должны использоваться при создании бандлов для конкретной платформы. Затем профили связываются с соответствующими шаблонами путей, что позволяет очень точно управлять тем, какие файлы проекта должны сжиматься и каким именно образом.

Поскольку все доступные варианты аппаратного сжатия текстур являются lossy, в данных текстуры будут появляться артефакты. Эти артефакты сильно зависят от того, как выглядит исходный материал и какой метод сжатия используется. Следует тестировать исходные материалы и экспериментировать, чтобы добиться наилучшего результата.

Можно выбрать, какое программное сжатие изображений будет применяться к итоговым данным текстуры (сжатым или raw) в архивах бандла. Defold поддерживает форматы сжатия Basis Universal и ASTC.

Basis Universal

Basis Universal (или сокращённо BasisU) сжимает изображение в промежуточный формат, который во время выполнения перекодируется в аппаратный формат, подходящий для GPU текущего устройства. Формат Basis Universal обеспечивает высокое качество, но относится к lossy-сжатию. Все изображения также дополнительно сжимаются с помощью LZ4 для дальнейшего уменьшения размера при хранении в игровом архиве.

ASTC

ASTC - это гибкий и эффективный формат сжатия текстур, разработанный ARM и стандартизованный Khronos Group. Он предлагает широкий диапазон размеров блоков и битрейтов, позволяя разработчикам эффективно балансировать качество изображения и использование памяти. ASTC поддерживает блоки размером от 4×4 до 12×12 текселей, что соответствует диапазону от 8 бит на пиксель до 0.89 бит на пиксель. Такая гибкость позволяет тонко управлять компромиссом между качеством текстур и требованиями к хранению.

ASTC поддерживает блоки размером от 4×4 до 12×12 текселей, что соответствует диапазону от 8 бит на пиксель до 0.89 бит на пиксель. Такая гибкость позволяет точно настраивать соотношение между качеством текстур и требованиями к хранилищу. Ниже приведена таблица поддерживаемых размеров блоков и соответствующих значений bits per pixel:

Размер блока (ширина x высота)	Бит на пиксель
4x4	8.00
5x4	6.40
5x5	5.12
6x5	4.27
6x6	3.56
8x5	3.20
8x6	2.67
10x5	2.56
10x6	2.13
8x8	2.00
10x8	1.60
10x10	1.28
12x10	1.07
12x12	0.89

Поддерживаемые устройства

Хотя ASTC даёт отличные результаты, он поддерживается не всеми видеокартами. Ниже приведён краткий список поддержки по производителям GPU:

Производитель GPU	Поддержка
ARM (Mali)	Все ARM Mali GPU с поддержкой OpenGL ES 3.2 или Vulkan поддерживают ASTC.
Qualcomm (Adreno)	Adreno GPU с поддержкой OpenGL ES 3.2 или Vulkan поддерживают ASTC.
Apple	Apple GPU начиная с чипа A8 поддерживают ASTC.
NVIDIA	Поддержка ASTC в основном относится к мобильным GPU (например, Tegra).
AMD (Radeon)	AMD GPU с поддержкой Vulkan обычно поддерживают ASTC через software.
Intel (Integrated)	ASTC поддерживается на современных Intel GPU через software.

Профили текстур

Каждый проект содержит специальный файл .texture_profiles, в котором хранится конфигурация, используемая при сжатии текстур. По умолчанию это файл builtins/graphics/default.texture_profiles с конфигурацией, которая сопоставляет каждый текстурный ресурс с профилем, использующим RGBA без аппаратного сжатия текстур и стандартное файловое сжатие ZLib.

Чтобы добавить сжатие текстур:

• Выберите File ▸ New... и создайте новый файл Texture Profiles. Либо скопируйте default.texture_profiles в место вне builtins.
• Выберите имя и расположение нового файла.
• Измените запись texture_profiles в game.project, чтобы она ссылалась на новый файл.
• Откройте файл .texture_profiles и настройте его в соответствии со своими требованиями.

Включать и отключать использование профилей текстур можно в настройках редактора. Выберите File ▸ Preferences.... На вкладке General есть флажок Enable texture profiles.

Настройки путей

Раздел Path Settings в файле профилей текстур содержит список шаблонов путей и соответствующих профилей, которые должны использоваться при обработке ресурсов, совпадающих с путём. Пути задаются как шаблоны “Ant Glob” (подробнее см. документацию). Можно использовать следующие wildcard-шаблоны:

*

Соответствует нулю или более символов. Например, sprite*.png соответствует файлам sprite.png, sprite1.png и sprite_with_a_long_name.png.

?

Соответствует ровно одному символу. Например, sprite?.png соответствует файлам sprite1.png и spriteA.png, но не sprite.png и не sprite_with_a_long_name.png.

**

Соответствует целому дереву каталогов или, если используется как имя каталога, нулю или более каталогов. Например, /gui/** соответствует всем файлам в каталоге /gui и во всех его подкаталогах.

В этом примере содержатся два шаблона путей и соответствующие им профили.

/gui/**/*.atlas

Все файлы .atlas в каталоге /gui или любом его подкаталоге будут обрабатываться согласно профилю “gui_atlas”.

/**/*.atlas

Все файлы .atlas в любом месте проекта будут обрабатываться согласно профилю “atlas”.

Обратите внимание, что более общий путь расположен ниже. Алгоритм сопоставления работает сверху вниз. Используется первое совпадение с путём ресурса. Шаблон ниже по списку никогда не переопределяет первое совпадение. Если бы эти пути были расположены в обратном порядке, все атласы обрабатывались бы профилем “atlas”, включая те, что находятся в каталоге /gui.

Текстурные ресурсы, которые не совпадают ни с одним путём в файле профилей, будут скомпилированы и масштабированы до ближайшей степени двойки, но в остальном останутся без изменений.

Профили

Раздел profiles в файле профилей текстур содержит список именованных профилей. Каждый профиль содержит одну или несколько platforms, а каждая платформа описывается списком свойств.

Platforms

Определяет подходящую платформу. OS_ID_GENERIC соответствует всем платформам, OS_ID_WINDOWS соответствует Windows-бандлам, OS_ID_IOS соответствует iOS-бандлам и так далее. Обратите внимание, что если задан OS_ID_GENERIC, он будет включён для всех платформ.

Formats

Один или несколько форматов текстур, которые нужно сгенерировать. Если задано несколько форматов, в бандл будут включены текстуры каждого формата. Движок сам выберет формат, поддерживаемый платформой выполнения.

Mipmaps

Если включено, для платформы будут генерироваться mipmaps. По умолчанию отключено.

Premultiply alpha

Если включено, альфа-канал будет premultiplied в данные текстуры. По умолчанию включено.

Max Texture Size

Если задано ненулевое значение, размер текстур в пикселях будет ограничен указанным числом. Любая текстура, у которой ширина или высота больше этого значения, будет уменьшена.

Каждый Format, добавленный в профиль, имеет следующие свойства:

Format

Формат, который используется при кодировании текстуры. Ниже перечислены все доступные форматы текстур.

Compressor

Компрессор, используемый для кодирования текстуры.

Compressor Preset

Выбирает preset сжатия, который будет использоваться для кодирования итогового сжатого изображения. Каждый preset уникален для конкретного компрессора, а его параметры зависят от самого компрессора. Чтобы упростить настройку, текущие presets сведены к четырём уровням:

Preset	Примечание
LOW	Самое быстрое сжатие. Низкое качество
MEDIUM	Сжатие по умолчанию. Лучшее качество
HIGH	Самое медленное сжатие. Меньший размер
HIGHEST	Медленное сжатие. Наименьший размер

Обратите внимание, что у компрессора uncompressed есть только один preset с именем uncompressed, то есть к текстурам не будет применяться никакое сжатие. Список доступных компрессоров см. в разделе Компрессоры.

Форматы текстур

Графические аппаратные текстуры могут быть обработаны в несжатые или lossy-сжатые данные с различным количеством каналов и глубиной цвета. Аппаратное сжатие с фиксированным размером означает, что итоговое изображение будет иметь фиксированный размер независимо от содержимого. Это означает, что потеря качества при сжатии зависит от содержимого исходной текстуры.

Поскольку перекодирование Basis Universal зависит от возможностей GPU устройства, рекомендуемыми форматами для использования с Basis Universal являются универсальные форматы: TEXTURE_FORMAT_RGB, TEXTURE_FORMAT_RGBA, TEXTURE_FORMAT_RGB_16BPP, TEXTURE_FORMAT_RGBA_16BPP, TEXTURE_FORMAT_LUMINANCE и TEXTURE_FORMAT_LUMINANCE_ALPHA.

Транскодер Basis Universal поддерживает множество выходных форматов, таких как ASTC4x4, BCx, ETC2, ETC1 и PVRTC1.

В настоящее время поддерживаются следующие lossy-форматы:

Формат	Сжатие	Описание
TEXTURE_FORMAT_RGB	none	3 цветовых канала. Альфа отбрасывается
TEXTURE_FORMAT_RGBA	none	3 цветовых канала и полная альфа
TEXTURE_FORMAT_RGB_16BPP	none	3 цветовых канала. 5+6+5 бит
TEXTURE_FORMAT_RGBA_16BPP	none	3 цветовых канала и полная альфа. 4+4+4+4 бит
TEXTURE_FORMAT_LUMINANCE	none	1 канал градаций серого, без альфы. RGB сводятся в один канал. Альфа отбрасывается
TEXTURE_FORMAT_LUMINANCE_ALPHA	none	1 канал градаций серого и полная альфа. RGB сводятся в один канал

Для ASTC количество каналов всегда будет равно 4 (RGB + alpha), а сам формат определяет размер блока сжатия. Обратите внимание, что эти форматы совместимы только с компрессором ASTC - любая другая комбинация вызовет ошибку сборки.

TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_4X4 TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_5X4 TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_5X5 TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_6X5 TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_6X6 TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_8X5 TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_8X6 TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_8X8 TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_10X5 TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_10X6 TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_10X8 TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_10X10 TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_12X10 TEXTURE_FORMAT_RGBA_ASTC_12X12

Компрессоры

По умолчанию поддерживаются следующие компрессоры текстур. Данные распаковываются при загрузке файла текстуры в память.

Имя	Форматы	Примечание
Uncompressed	Все форматы	Сжатие не применяется. По умолчанию.
BasisU	Все RGB/RGBA форматы	Basis Universal: высококачественное lossy-сжатие. Меньшее качество даёт меньший размер
ASTC	Все ASTC форматы	ASTC lossy-сжатие. Меньшее качество даёт меньший размер

Пример изображения

Для лучшего понимания результата ниже приведён пример. Обратите внимание, что качество изображения, время сжатия и итоговый размер всегда зависят от входного изображения и могут различаться.

Базовое изображение (1024x512):

Время сжатия

Preset	Время сжатия	Относительное время
LOW	0m0.143s	0.5x
MEDIUM	0m0.294s	1.0x
HIGH	0m1.764s	6.0x
HIGHEST	0m1.109s	3.8x

Потеря сигнала

Сравнение выполнено с помощью утилиты basisu (измерение PSNR). 100 dB означает отсутствие потери сигнала, то есть изображение совпадает с оригиналом.

Preset	Сигнал
LOW	Max: 34 Mean: 0.470 RMS: 1.088 PSNR: 47.399 dB
MEDIUM	Max: 35 Mean: 0.439 RMS: 1.061 PSNR: 47.620 dB
HIGH	Max: 37 Mean: 0.898 RMS: 1.606 PSNR: 44.018 dB
HIGHEST	Max: 51 Mean: 1.298 RMS: 2.478 PSNR: 40.249 dB

Размеры файлов после сжатия

Оригинальный размер файла: 1572882 байта.

Preset	Размер файла	Отношение
LOW	357225	22.71 %
MEDIUM	365548	23.24 %
HIGH	277186	17.62 %
HIGHEST	254380	16.17 %

Качество изображения

Ниже приведены итоговые изображения, полученные из ASTC-кодирования с помощью утилиты basisu.

LOW

MEDIUM

HIGH

HIGHEST