Android图形架构实现分析总结

 

Android图形架构分析总结

总结其实现方案，主要包括了以下几个关键点：

1 、直接 FrameBuffer 的访问方式，并对 FrameBuffer 采用双缓存技术

     没有采用X-Server等方案，直接操作framebuffer，可以减少X-Server带来的通信开销。打开framebuffer, 创建两个缓冲区，（一个是on screen front buffer， 另一个back buffer, 可能位于offscreen framebuffer,也可能位于系统内存）。 源代码中函数swapBuffers将back buffer内容拷贝到front buffer中。双缓存技术使得可以在back buffer中进行绘制，随后拷贝到front buffer中进行合成并显示。

2 、充分利用 OpenGL 的图形接口和硬件加速功能

       通过 OpenGL 的 API ， Android 能够提供高性能的 3D 图像。 OpenGL 的 EGL 接口，是 OpenGL ES 和底层 Native 平台视窗系统之间的接口。

 

3 、图像显示的裁剪以及局部刷新机制

     多个 Layer 被定义成一个层向量 LayerVector ，它包含了当前所有 Surface 对应的 layer ， SurfaceFlinger 根据每个 layer 的 Z-order 把多个层组合为一个最终在屏幕上显示的 buffer 。

     Z-order ： Z 序实际定义了窗口之间的层叠顺序。说起“ Z 序”这个名称，实际是相对屏幕坐标而言的。一般而言，屏幕上的所有窗口均有一个坐标系，即原点在左上角， X 轴水平向右， Y 轴垂直向下的坐标系。 Z 序就是相对于一个假想的 Z 轴而言的，这个 Z 轴从屏幕外指向屏幕内。窗口在这个 Z 轴上的值，就确定了其 Z 序。 Z 序值大的窗口，覆盖了 Z 序值小的窗口。

     在层向量里每个层都对应一个 Z 序值，同时通过给层设定优先级的方式，使得某些层可以实现前端显示，最后通过相应的裁剪算法来计算可以被显示的区域。

     优化的重绘机制：采用局部刷新机制，并不是每次 repaint 都需要重绘整个屏幕，首先计算需要重绘的区域（ mInvalidRegion ），如果 DisplayHardware::UPDATE_ON_DEMAND ，则通过设定需要重绘的区域的边界来进行局部重绘。

 

4 、简单易用的图形原语、事件机制和控件

     android.graphics, android.view 和 android.widget 功能和其他类似的图形库如 Qt/Gtk+ 差不多，分别提供基本的图形原语（如画点画线，设置图形上下文等），事件机制，以及开发图形用户界面的控件等。

 

5 、功能强大的 2D 图形引擎库

    Skia 是个 2D 向量图形处理函式库，包含字型、坐标转换，以及位图都有高效能且简洁的表现。它封装底层的图形硬件，为上面的图形库提供最基础的操作图形硬件的原语。不仅用于 Google Chrome 浏览器， skia 作为绘图处理，搭配 OpenGL/ES 与特定的硬件特征，强化显示的效果。