FrameBuffer中获取Android屏幕截图

引子

 

我们知道，DDMS可以很容易的获取 Android  手机 的屏幕截图，那么它是怎么做到的呢？ 

 

其实，android手机上有一个叫做FrameBuffer的设备，图像信息都是通过FrameBuffer写到手机屏幕上去的。因此可以通过读取此设备中的数据来获取当前正在显示的图像。当然DDMS也是这么做到的。

 

FrameBuffer 对应的设备文件就是/dev/graphics/fb0。因此我们可以通过下面的代码读取屏幕图像数据。其中传入的参数fd为一个文件描述符，也可以是 socket描述符。这样我们就可以把从fb中读取的屏幕图像信息传递给我们自己的应用，从而获取手机屏幕信息。

 

 void framebuffer_service(int fd)
 {
     struct fb_var_screeninfo vinfo;
     int fb, offset;
     char x[256];

     struct fbinfo fbinfo;
     unsigned i, bytespp;

     fb = open("/dev/graphics/fb0", O_RDONLY);
     if(fb < 0) goto done;

     if(ioctl(fb, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo) < 0) goto done;
     fcntl(fb, F_SETFD, FD_CLOEXEC);

     bytespp = vinfo.bits_per_pixel / 8;

     fbinfo.version = DDMS_RAWIMAGE_VERSION;
     fbinfo.bpp = vinfo.bits_per_pixel;
     fbinfo.size = vinfo.xres * vinfo.yres * bytespp;
     fbinfo.width = vinfo.xres;
     fbinfo.height = vinfo.yres;
     fbinfo.red_offset = vinfo.red.offset;
     fbinfo.red_length = vinfo.red.length;
     fbinfo.green_offset = vinfo.green.offset;
     fbinfo.green_length = vinfo.green.length;
     fbinfo.blue_offset = vinfo.blue.offset;
     fbinfo.blue_length = vinfo.blue.length;
     fbinfo.alpha_offset = vinfo.transp.offset;
     fbinfo.alpha_length = vinfo.transp.length;

     /* HACK: for several of our 3d cores a specific alignment
      * is required so the start of the fb may not be an integer number of lines
      * from the base.  As a result we are storing the additional offset in
      * xoffset. This is not the correct usage for xoffset, it should be added
      * to each line, not just once at the beginning */
     offset = vinfo.xoffset * bytespp;

     offset += vinfo.xres * vinfo.yoffset * bytespp;
     printf("offset %d/n", offset);

     if(writex(fd, &fbinfo, sizeof(fbinfo))) goto done;

     lseek(fb, offset, SEEK_SET);
     for(i = 0; i < fbinfo.size; i += 256) {
       if(readx(fb, &x, 256)) goto done;
       if(writex(fd, &x, 256)) goto done;
     }

     if(readx(fb, &x, fbinfo.size % 256)) goto done;
     if(writex(fd, &x, fbinfo.size % 256)) goto done;

 done:
     if(fb >= 0) close(fb);
     close(fd);
 }

(evilcode)

 

简单介绍：

截屏一般有三种方法：

1.           直接获取到一个view，然后通过View的Cache来获取一个bitmap对象，然后将bitmap对象写到图像文件。

2.           ddmslib截屏，ddmslib是android内置的一个库，在pc端的截屏都是使用的这种方式，但在网上找不到使用这种方法的资料。

3.           framebuffer截屏，网上流传的都是这种方法，不过只有root后的设备能使用

根据各种方法的特点，我们选择的是framebuffer的方式，View的方式也简单介绍一下。由于截屏需要一定的处理时间，而且需要在后台运行，用service来实现是比较好的选择。                          

 

View截屏的简单实现

使用view截屏的话首先要获取当前的界面的view

在Activity中获取view是非常容易的，但是仅限于当前Activity的view，这种方法截屏是有限制的，截取的图像没有状态栏。在Activity中截屏的代码如下：

取得bitmap：

View view = v.getRootView();

view.setDrawingCacheEnabled(true);

view.buildDrawingCache();

Bitmap bitmap = view.getDrawingCache();

 

然后将bitmap保存为png格式：

    FileOutputStream out = new FileOutputStream(file_name);

    bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG, 100, out);

 

framebuffer截屏的实现

framebuffer是linux内核对显示的最底层驱动。在一般的linux文件系统中，通过/dev/fb0设备文件来提供给应用程序对framebuffer进行读写的访问。这里，如果有多个显示设备，就将依次出现fb1,fb2,…等文件。而在我们所说的android系统中，这个设备文件被放在了/dev/graphics/fb0，而且往往只有这一个。

 

这种方法使用的最为普遍，linux系统中经常使用这种方法实现截屏，一般步骤是：

1．      读取framebuffer

2．      Framebuffer转换为bitmap

3．      bitmap生成图像文件

 

读取framebuffer

在android上使用这种方法第一个难题是获取framebuffer，因为默认的配置中framebuffer的读取权限是“root”，而Apk的权限最高只能提升到“system”，framework工作的权限也是“system”，也因此网上提供的截屏软件都只能在root过的手机上使用。对拥有源码的人来说，最简单的方法是直接改变framebuffer的权限，普通用户也有权限读取framebuffer。

然后就可以通过读文件的方式直接读取framebuffer，利用如下代码打开一个指向framebuffer的输入流就可以读取了。

    public static InputStream getInputStream() throws Exception {

       FileInputStream buf = new  FileInputStream(

new File("/dev/graphics/fb0"));

       return buf;

}//get the InputStream from framebuffer

 

framebuffer到bitmap的转换

framebuffer的数据是直接送入显示设备的，这些数据没有文件头，而且由于framebuffer读到数据跟显示方式关系很大，在不同设备上framebuffer的大小和数据格式不一样，读取前确定framebuffer的数据格式。

       获取屏幕大小：

       DisplayMetrics metrics = new DisplayMetrics();

    WindowManager WM = (WindowManager) mContext

                  .getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);

    Display display = WM.getDefaultDisplay();

    display.getMetrics(metrics);

    int height = metrics.heightPixels; //屏幕高

    int with = metrics.widthPixels;     //屏幕的宽

 

    获取显示方式

    int pixelformat = display.getPixelFormat();

    PixelFormat localPixelFormat1 = new PixelFormat();

    PixelFormat.getPixelFormatInfo(pixelformat, localPixelFormat1);

    int deepth = localPixelFormat1.bytesPerPixel;//位深

 

pixelformat代表的意义是在PixelFormat.java定义的：

    public static final int RGBA_8888   = 1;

    public static final int RGBX_8888   = 2;

    public static final int RGB_888     = 3;

    public static final int RGB_565     = 4;

 

    public static final int RGBA_5551   = 6;

    public static final int RGBA_4444   = 7;

    public static final int A_8          = 8;

    public static final int L_8          = 9;

    public static final int LA_88        = 0xA;

    public static final int RGB_332     = 0xB;

      

pixelformat是下面进行判断处理的依据，根据pixelformat计算出实际的深度。

一般

       Framebuffer大小 = （height* with* deepth）*2；

之所以“*2”，是因为Framebuffer包含两帧画面，我们使用任何一帧都可以。

 

piex = new byte[height * with * deepth];

InputStream stream = getInputStream(

new File("/dev/graphics/fb0"));

       DataInputStream dStream = new DataInputStream(stream);

       dStream.readFully(piex);

              这样framebuffer的数据就被写进了piex。

piex 生成bitmap

       bitmap = Bitmap.createBitmap(data, mwidth, mheight, config);

        data：像素数据，data的一个元素表示一个像素，所以这里不能直接使用piex，必须经过转换。

              mwidth, mheight：图像大小

       config：图像格式，可以取以下数值

        Bitmap.Config.ALPHA_8     (2),

        Bitmap.Config.RGB_565     (4),

        Bitmap.Config.ARGB_4444   (5),

        Bitmap.Config.ARGB_8888   (6);

 

bitmap保存为png格式：

这是跟上面一样的

    FileOutputStream out = new FileOutputStream(file_name);

    bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG, 100, out);

 

这样截取的一幅图片就被保存到了固定位置。

 

快捷键的添加

    由于快捷键是全局的，所以要在PhoneWindowManager中添加

public int interceptKeyBeforeQueueing(

long whenNanos, int action, int flags,

int keyCode, int scanCode, int policyFlags,

boolean isScreenOn)

 

这个函数是在按键事件进入消息队列之前调用的，所以先与所有app相应事件。但是在这个函数对于每个按键事件是单独处理的，组合键需要我们自己来识别。

下图分别是power键和volumedown键的按键处理，黄色区域为新增加代码。由于现在power键的长按和短按都是有事件响应的，所以设计的关键在于必须在长按和短按的间隙处理截屏事件，而且截屏后保证power的长按不在响应。

 

 

service设计：

这个服务的功能比较单一，只在启动时响应请求就可以，不需要驻留在后台，也不需要调用接口，所以不需要AIDL，也不需要远程连接。

客户端，使用intent启动服务

Intent intent = new Intent();

intent.setAction("com.android.ScreenServer.SHOT");

mContext.startService(intent);

在应用程序端

       声明权限使用SD卡

<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/>

 

       Intentfilter过滤事件

    <application

        android:icon="@drawable/ic_launcher"

        android:label="@string/app_name" >

        <service

            android:name="shotservice" >

            <intent-filter >

                <action android:name="com.android.ScreenServer.SHOT"/>

            intent-filter>  

        service>

application>

 

程序代码：

    public void onStart(Intent intent, int startId) {

       // TODO Auto-generated method stub

       super.onStart(intent, startId);

       mContext = this;

       。。。

       使用framebuffer截屏

       。。。

}

这样截屏结束后，Service的生命周期就结束了，系统会自动销毁Service。