直播应用送礼大动画实现

送礼物作为观众打赏支持主播的一样种植方式, 也是直播应用的一致怪收益来自,
每个直播平台还饱含送礼就同样功能, 并且都把礼品动画效果做的专门炫酷.
如此的动画效果还长配花或帅哥主播的相同句”谢谢某某某送的挺飞机~”,
是不是思考都出硌小震动, 感觉瞬间改为了全场的焦点?

本文主要描述的饶是生礼动效的贯彻. 全文共3000字左右,
大概阅读时间呢5~12分钟.

先期放开上按照序列帧播放方案实现之卡通片引擎FXAnimationEngine,
Demo中实现了直播中礼物队列、礼物配置、礼物列表,
另外还各自就此动画引擎和原生Core Animation去播放序列帧动画为做比较.

下一场国际惯例, 上简单摆设图

梦幻城堡

天使


同等、直播应用礼物动画的广泛方案

唯有个人了解, 实现iOS侧动画配置化常见方案来如下几栽:

iOS方案 优点 缺点
Core Animation(此处不计CAKeyFrameAnimation) 效果流畅逼真 安卓需重新实现; 配置化成本高, 需自定义模型、协议、转换方法等(iOS侧已有现成工具, 某几家直播公司想必也有自己的动画配置化工具); 不解决动态配置问题, 则只能随包更新.
序列帧播放(CAKeyframeAnimation、CADisplaylink、ImageView等) 设计哥工具可直接导出动画序列帧图片, 简单易用; 多平台兼容 效果略差; 图片帧数多易导致资源大
Cocos2d-x 效果好; 多平台兼容 学习成本; 相应动画制作工具; 必须引入Cocos2d库;
Lottie 横跨三端, iOS, Android, React Native. 设计师可以完全按照自己的想法设计. 无需考虑实现这一块. 内存占用? 作者本人尚未使用过, 不敢妄自评论

可以看, 序列帧播放方案是中间最简易易行的一个. 在我看来,
花椒直播故之即凡立套方案, 他们每一个动画片,
都见面相应一个布局文件config.ini及针对应该动画的所有班帧图片.

谢兴趣的对象可变至最后一局部礼物资源的下载策略、资源目录结构等相关内容,
更建议尝试去追一下花椒、映客等主流直播应用之bundle目录以及document中之资源.

第二、序列帧播放方案实施

2.1 实现方式

班帧播放动画一方案的切实可行落实必须能满足以下需要:

  1. 图形展示: CALayer、UIImageView
  2. 以日间隔逐帧播放:
    CAKeyframeAnimation、UIImageView、定时器类(CADisplayLink、NSTimer、dispatch_source_t)+切换关键帧逻辑
  3. 供所有班帧播放了的风波: CAAnimationDelegate、CATransaction
    CompletionBlock、定时器类+回调触发逻辑

结缘方式多, 比如: CALayer+CAKeyframeAnimation+delegate,
UIImageView+定时器, CALayer+定时器类等等.

咱俩事先选定这同一模仿组合展开实践: CALayer+CAKeyframeAnimation+delegate

// 伪代码
- (void)startAnimation {
    UIImage *frame = [UIImage imageWithContentsOfFile:...];
    NSArray<UIImage *> *frames = @[(id)frame.CGImage, ...];
    CAKeyframeAnimation *keyframeAnim = ...;
    keyframeAnim.contents = frames;
    ...
    keyframeAnim.delegate = self;
    [xxx.layer addAnimation:keyframeAnim forKey:@"xxx"];
}

- (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag {
    // 触发动画播放结束(全部播放完、中途结束)回调
    ...
}

倘若这里你都下载了Demo, 可以打开Debug
Navigator(cmd+6)简单翻看内存增长或留意Xcode
Instrument-Allocations中VM:ImageIO_PNG_Data平宗,
就会见看出出内存增长波峰. 而且序列帧图片越多, 波峰越明显.

那么其他方案是否出现了一样之问题也? 是的, 其他方案一样会这么,
换成UIImageView自带的animationImages来做序列帧播放或是其他组成方式,
也应运而生内存激增的情况.

2.2 了解图片加载

以我们做明白是什么招内存激增前, 我们先行了解一下图形于磁盘加载,
到写副内存, 最后显示到屏幕上分别都发了啊. 大致分为如下步骤:

  1. 为磁盘中之图纸创建映射
  2. IO操作读取图片数据流
  3. 图片解码位图拷贝, 写副内存
  4. 硬件绘制渲染到屏幕

2.2.1 映射文件

当我们透过[UIImage imageWithContentsOfFile:]由磁盘加载图片数据流,
实际上不过是为者图片创建了一个文本映射数据,
图片文件既没当真叫加载到内存,
更未曾给解码成位图的形式而供应Core
Animation传递让底层硬件进行渲染, 故此时内存并无见面显多,
也非会见产出因为解码操作导致CPU使用多的情形.
但由网下充斥图片数未分包在内.

粗略提及一下照文件:

A mapped file uses virtual memory techniques to avoid copying
pages of the file into memory until they are actually needed.

直译就是一个投文件指虚拟内存技术来避免当她们还从未真正使用到经常即被拷贝到内存中.

下面来平等组比说明一下:

针对照组一

- (void)test1 {
    UIImage *frame = [UIImage imageWithContentsOfFile:filePath];
    // 确保超出局部作用域后, 依旧保持对这个Image对象的强引用
    self.frame = frame;
}
// 待上方函数执行完后, 再查看内存使用情况

相对而言组二

- (void)test2 {
    UIImage *frame = [UIImage imageWithContentsOfFile:filePath];
    self.imageview.image = frame;
}

咱们得发现比组二的内存占用明显比较对照组一样设多.
即经过imageWithContentsOfFile:创办的UIImage对象后, 内存并没有确定性增强,
等我们以欠UIImage对象赋值给UIImageView的image属性后底某某时刻,
内存才出现明显增长.

此处又留几只问题:

  1. 咱们还知晓imageWithName:方式加载的图, 会被网缓存,
    那么首先坏通过该法开展如齐片单对比组的试, 结果如何为?
  2. 通过imageWithName:计第2、3..n破加载同名图片时,
    加载的图纸数流会不会见另行被解码? 期间CPU占用起没有发生长?
  3. 尝将创建的UIImage对象桥接赋值给CALayer的contents属性, 结果如何?

2.2.2 浅谈CALayer的隐式动画及作业

从达平等省被,
我们发现当给UIImageView的image属性或CALayer的contents属性赋值Image对象后的某部说话,
内存和CPU占用才见面并发明显变化. 那是盖各一样不好Runloop循环, Core
Animation都见面以该开头创造一个卡通事务,
在本次Runloop结束时才去实施有添加到拖欠事情里之所有动画操作.
此刻图才于解码加载入内存,
图片数会给解码为渲染可用之bitmap数据.
一些相关细节而看本身别一样首分享.

浅谈CALayer隐式动画与工作

2.3 解决内存激增问题

时下我们面临的题目是随便使用何种实现方案, 在推行序列帧动画时,
所有图片都见面为解码成为位图并载入内存中.

2.3.1 解压后底图片所占内存大小

图表解码后底格式为位图形式.
位图是由于同组像素(pixel)组成的, 每一个像素就表示图片被之一个点.
比如大规模的JPEG, 以及PNG格式的图片文件都是各项图图片.

咱尚用知道, JPEG和PNG图片实际上还是平栽编码/压缩后的各图格式,
它们是勿克一直用来图片渲染之, 所以得预对其缩减的数目开展解码/解压缩操作.

那么同样摆解压后底号图其所占内存大小怎么算呢?

此设我们来一致摆32个之PNG格式图片, 其像素格式为RGBA四局部构成,
每有占用8各类, 该图片尺寸为160px * 320px.

32位的图片意味着其每个像素占32位, 即4个字节.
又根据图片尺寸计算出总像素数量为 160*320 个像素.
所以该图片解码后所占内存大小就为 像素总数 * 单位像素的字节数
即 (160*320) * 4 / 1024 = 200 KB.

之所以可想而知, 假设一个排帧动画出80摆放图片, 200 * 80 / 1024 = 15.625
mb, 就会见占有15mb的外存. 序列帧图片越多, 占用内存越大!

2.3.2 解决方案

那么闹啊点子好避吗? 可也历次播放到哪一样轴时就夺加载那一帧之图纸,
即每次只加载一布置图纸及内存中. 这样当播放到下一样摆图片时,
上一致摆放图已经任任何引用, 系统自会指向该展开释放.

即时即是极致简便易行可行之均等法方案.
但是我们无能为力凭CAAnimation及其派生类CAKeyframeAnimation来贯彻即同方案,
因为具有的图纸都见面解码导致占用大量底外存.

不过咱可以通过CADisplayLink来兑现该方案,
选CADisplayLink的由来是它们比较NSTimer精度要大多,
正常情形下CADisplayLink的回调会当屏幕每次刷新时触发,
即一般1/60秒触发一样次等, 适合用来做UI的重绘,
因此好由此其来周期性的轮换关键帧图片, 从而达到播放动画的效力.
那么具体怎么开啊?

当CADisplayLink的回调中取得两潮屏幕刷新的间隔时间,
通过持续的增长间隔时间来判定究竟的时刻是不是业已满足下一致轴的广播时刻,
如果大于下一样帧的播放时刻就是可以替换为产同样幅图片了,
直至最后一张关键帧也播放完成.

选个例, 我们而当1秒内播放了一个涵盖5布置关键帧图片的卡通,
每张图纸的停留时间、切换时使下图2.3.2.a所示.
所以第0秒的当儿即便开始展示第一布置关键帧, 直到1.0秒即一刻常, 动画播放结束.

图 2.3.2.a

此外, 如果还欲更进一步优化,
我们得以在图片异步解码、图片预加载逻辑等方案.

  • 异步图片解码, 图片解码是一样项于耗时、比较占CPU的操作,
    对于未解码的图纸, 系统一般会在主线程对那进展解码,
    所以可以经当异步线程进行图纸强制解压缩, 从而休占UI线程.
    关于图片解码的详情, 强烈推荐议论 iOS
    中图纸的免压缩.

  • 图预加载, 这个就是为着更加节约上下文切换时,
    即前后两布置图纸切换的时间. 就是如水到渠成当及等同帧图片播放完时,
    我们绝不等下同样摆放图解码完成后再行开展图纸的切换,
    而是可以直接从已解码图片的复苏存队列中取出直接开展切换.
    预加载我个人觉得其实主要就是是阈值的极致完美选择,
    可参看预加载与智能预加载一文.

  • 字节对齐(byte alignment)对Core
    Animation性能的影响

老三、序列帧动画引擎源代码和Demo

FXAnimationEngine –
Github跳转

针对该Demo近期会面另外从一温和特别介绍, 此处占坑, 等待跳反链接

季、礼物资源下载策略和资源目录结构

4.1 礼物资源下载策略

4.1.1 两种植方式于

方式 基本思路 优点 缺点
整包更新 所有的动画资源按目录结构进行压缩, 客户端通过比较资源包版本号发现有更新后, 仅需下载一个资源包压缩文件, 并进行解压替换即可 简单易实现, 客户端每次仅需下载一个资源包 随着资源包逐渐增大, 下载及解压时间也会延长, 从而直接影响用户体验; 即使是仅是资源中的某个图片发生改变, 客户端都要重新下载整个资源包, 容错率低且浪费流量
增量更新 每个动画资源单独压缩并上传CDN, 若客户端发现资源版本号有变化, 再对服务器下发的资源列表跟本地资源列表求差集运算从而得出增量, 单个动画资源的下载地址或者md5可作为唯一标识进行比较. 得出增量后, 客户端再对每个增量资源包进行下载, 每下载完一个即可"投入使用" 不怕资源变更频繁; 仅需下载有新增或有变更的资源包, 更节省时间以及流量; 逻辑略复杂于整包更新, 比如下载中途用户把应杀掉, 下次需要找出未更新完的增量资源并继续下载

4.1.2 资源创新流程

盖对上家公司的代码保密, 此处不上具体代码

咱俩于上平等聊节中提及的星星点点种植更新方式,
它们要的差之尽管在于”资源创新”这等同手续

图 4.1.2.a 整包更新的流程图

整包更新流程图.png

图 4.1.2.b 增量更新的流程图

增量更新流程图.png

免知情诸位发现有限独流程共同之处没? 它们都需要检测资源版本号大小,
包括游戏补丁、热还补丁这同步骤都必不可少. 相比于上丁类的,
资源创新不用太考虑灰度发布、回滚机制当题材, 但还是一如既往用专注资源核对,
内部测试, 以及日志监控等维持,
我记忆在前人公司便碰见了有地区下载下来的资源包有问题,
所以不管是CDN的题目要么资源本身有题目, 前端都亟待吗最要命之情况做好打算,
这才是万统的策.

援我及小商厦, 我老大兼mentor, 达文哥, 告诫的同句箴言

无须相信后台下发的数还是没错的

大约意思这样, 原句没坐下去, 就词话没不是凭后台同学特别,
或者甩锅给后台
, 而是要prepare for the worst.

前后端测试都是一家人, 遇到问题我们先看是无是协调问题,
不要互相甩锅..本是暨根生相煎何太匆忙, 如果有题目即使一律块搓一中断,
一中断好就又来同样顿

4.2 资源目录结构设计

无论是哪个直播平台, 每个礼物都见面相应一个逻辑id,
我们可以经过人事的id作为该礼品的资源目录名,
然后每当拖欠目录内于失去划分不同种类的图片子目录, 如下所示

- 10000             // 一级目录, 礼物id
    - - gift        // 二级目录, 小礼物序列帧图片
    - - giftlist    // 二级目录, 礼物列表序列帧图片 
    - - giftanim    // 二级目录, 大动画序列帧图片

及时只有是内部的平种设计, 也有些平台会使用如下形式, 所以主要要看需求使自然

- gift
    - - 10000
- giftlist
    - - 10000
- giftanim
    - - 10000   

此外, 有的平台还会见用id_version, 即礼物id+礼物版本的花样来命名,
这样可一本万利配置使后台可灵活下发给前端具体而错过播放哪个动画的某个版本了

- 10000_11  // id为10000, 版本为11的礼物资源目录
- 10000_12

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