Android SurfaceFlinger中的Layer,LayerDim,LayerBlur,LayerBuffer

http://blog.csdn.net/DroidPhone/archive/2010/11/11/6002237.aspx

应用程序中不同类型的Surface,在FrameWorks本地层的SurfaceFlinger中,分别对应着不同的Layer类,本文主要是讨论这几种Layer的实现和差异。

阅读本文之前,最好对SurfaceFlinger这个系统服务有所了解,可以参阅我的以下两篇文章:

  • Android SurfaceFlinger中的SharedClient -- 客户端(Surface)和服务端(Layer)之间的显示缓冲区管理
  • Android SurfaceFlinger中的工作线程:threadLoop()

视觉效果

下面几张图片分别表示了不同Layer产生的视觉效果:

Android SurfaceFlinger中的Layer,LayerDim,LayerBlur,LayerBuffer_第1张图片

  • Layer对应普通的窗口
  • LayerDim 会使他后面的窗口产生一个变暗的透明效果
  • LayerBlur在LayerDim的基础上,背景会产生模糊的效果

创建Layer

默认地,创建普通的窗口Surface,在SurfaceFlinger中会创建Layer类,如果想创建LayerDim或LayerBlur,应用程序需要在绑定View之前设置一下窗口的标志位:

创建LayerDim效果:

 

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  1. @Override  
  2. protected void onCreate(Bundle icicle) {   
  3.     // Be sure to call the super class.   
  4.     super.onCreate(icicle);   
  5.   
  6.     // Have the system blur any windows behind this one.   
  7.     getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND,   
  8.             WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND);   
  9.     ......   
  10.     setContentView(......);   
  11. }  

@Override protected void onCreate(Bundle icicle) { // Be sure to call the super class. super.onCreate(icicle); // Have the system blur any windows behind this one. getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND, WindowManager.LayoutParams.FLAG_DIM_BEHIND); ...... setContentView(......); }

 

创建LayerBlur效果:

 

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  1. @Override   
  2. protected void onCreate(Bundle icicle) {   
  3.     // Be sure to call the super class.   
  4.     super.onCreate(icicle);   
  5.   
  6.     // Have the system blur any windows behind this one.   
  7.     getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND,   
  8.             WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND);   
  9.     ......   
  10.     setContentView(......);   
  11. }  

@Override protected void onCreate(Bundle icicle) { // Be sure to call the super class. super.onCreate(icicle); // Have the system blur any windows behind this one. getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND, WindowManager.LayoutParams.FLAG_BLUR_BEHIND); ...... setContentView(......); }

 

相应地,在SufaceFlinger中,会根据Java层传入的标志,创建不同的Layer:

 

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  1. sp<ISurface> SurfaceFlinger::createSurface(ClientID clientId, int pid,   
  2.         const String8& name, ISurfaceFlingerClient::surface_data_t* params,   
  3.         DisplayID d, uint32_t w, uint32_t h, PixelFormat format,   
  4.         uint32_t flags)   
  5. {   
  6.     sp<LayerBaseClient> layer;   
  7.     sp<LayerBaseClient::Surface> surfaceHandle;   
  8.     ......   
  9.     switch (flags & eFXSurfaceMask) {   
  10.         case eFXSurfaceNormal:   
  11.             if (UNLIKELY(flags & ePushBuffers)) {   
  12.                 layer = createPushBuffersSurfaceLocked(client, d, id,   
  13.                         w, h, flags);   
  14.             } else {   
  15.                 layer = createNormalSurfaceLocked(client, d, id,   
  16.                         w, h, flags, format);   
  17.             }   
  18.             break;   
  19.         case eFXSurfaceBlur:   
  20.             layer = createBlurSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags);   
  21.             break;   
  22.         case eFXSurfaceDim:   
  23.             layer = createDimSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags);   
  24.             break;   
  25.     }   
  26.   
  27.     if (layer != 0) {   
  28.         layer->setName(name);   
  29.         setTransactionFlags(eTransactionNeeded);   
  30.         surfaceHandle = layer->getSurface();   
  31.         ........   
  32.     }   
  33.   
  34.     return surfaceHandle;   
  35. }  

sp<ISurface> SurfaceFlinger::createSurface(ClientID clientId, int pid, const String8& name, ISurfaceFlingerClient::surface_data_t* params, DisplayID d, uint32_t w, uint32_t h, PixelFormat format, uint32_t flags) { sp<LayerBaseClient> layer; sp<LayerBaseClient::Surface> surfaceHandle; ...... switch (flags & eFXSurfaceMask) { case eFXSurfaceNormal: if (UNLIKELY(flags & ePushBuffers)) { layer = createPushBuffersSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags); } else { layer = createNormalSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags, format); } break; case eFXSurfaceBlur: layer = createBlurSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags); break; case eFXSurfaceDim: layer = createDimSurfaceLocked(client, d, id, w, h, flags); break; } if (layer != 0) { layer->setName(name); setTransactionFlags(eTransactionNeeded); surfaceHandle = layer->getSurface(); ........ } return surfaceHandle; }

 

Layer类的静态结构

下面的图展示了Layer类之间的继承关系:

Android SurfaceFlinger中的Layer,LayerDim,LayerBlur,LayerBuffer_第2张图片

  • 所有的Layer都继承了LayerBaseClient,SurfaceFlinger统一通过LayerBaseClient类访问其他的派生Layer类
  • LayerBaseClient的内嵌类Surface继承了ISurface接口,ISurface用于和SurfaceFlinger的客户端交互
  • Layer和LayerBuffer都有各自的内嵌类:SurfaceLayer、SurfaceLayerBuffer,继承了LayerBaseClient的内嵌类Surface
  •  LayerBuffer还有另外的内嵌类:Source,并且派生出另外两个内嵌类:BufferSource、OverlaySource

ISurface接口

 ISurface接口其实非常简单,只有几个函数:

  • requestBuffer()        // Layer类使用,用于申请frontbuffer、backbuffer,初始化或size变化时调用
  • registerBuffers()      // LayerBuffer类使用,用于注册IMemoryHeap接口
  • unregisterBuffers()  // LayerBuffer类使用,用于注销IMemoryHeap接口
  • postBuffer()             // post用于刷新的图像数据
  • createOverlay()       // 用于创建Overlay表面

LayerBaseClient的派生类中,会有一个内嵌类,继承LayerBaseClient::Surface,然后根据需要会实现该接口的相应函数。

Layer类

Layer类是使用最多的一个,普通的应用程序窗口都会对应一个Layer类,Layer类的内嵌类SurfaceLayer继承了ISurface接口,创建Layer类时,将会返回一个ISurface接口给创建者。并且,Layer类在创建时会建立两个GraphicBuffer对象,这两个Buffer在不同的时刻分别被作为frontbuffer和backbuffer,frontbuffer用于本窗口的画图操作,backbuffer用于所有窗口的混合操作。但是两个GraphicBuffer对象在创建时并没有真正地分配内存,而是在第一次lockBuffer时才正式通过ISurface接口的requestBuffer方法申请内存,当窗口的大小发生变化时,也要重新分配适合窗口大小的内存。Layer类的主要成员函数如下:

  • createSurface()  返回ISurface接口
  • setBuffers()  创建两个GraphicBuffer对象,创建ISurface接口的实现类SurfaceLayer
  • onDraw()  把frontbuffer中的图像数据通过OpenGL混合到OpenGL的主表面中
  • doTransaction()  检测并处理窗口大小变化
  • lockPageFlip()  获取frontbuffer,并且生成frontbuffer的OpenGL贴图
  • finishPageFlip()  unlock frontbuffer,此后该buffer会queue到空闲列表中,下次可以作为backbuffer使用

LayerDim和LayerBlur

LayerDim和LayerBlur,他们的显示内容是固定不变的(透明的黑色),所以不需要分配两个GraphicBuffer对象,因此它们也没有继承自LayerBaseClient::Surface的内嵌类,而是直接使用LayerBaseClient::Surface类作为它们的ISurface接口。以LayerDim为例跟踪一下它的Draw过程:

  • 创建LayerDim时,在LayerDim.initDimmer()中生成纯黑的OpenGL贴图

 

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  1. void LayerDim::initDimmer(SurfaceFlinger* flinger, uint32_t w, uint32_t h)   
  2. {   
  3.     sTexId = -1;   
  4.     sImage = EGL_NO_IMAGE_KHR;   
  5.     ......   
  6.     if (LIKELY(flags & DisplayHardware::DIRECT_TEXTURE)) {   
  7.         /* 申请GraphicBuffer */  
  8.         sp<GraphicBuffer> buffer = new GraphicBuffer(w, h, PIXEL_FORMAT_RGB_565,   
  9.                  GraphicBuffer::USAGE_SW_WRITE_OFTEN |   
  10.                  GraphicBuffer::USAGE_HW_TEXTURE);   
  11.            
  12.         android_native_buffer_t* clientBuf = buffer->getNativeBuffer();   
  13.        /* 申请OpenGL贴图 */  
  14.         glGenTextures(1, &sTexId);   
  15.         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, sTexId);   
  16.   
  17.         EGLDisplay dpy = eglGetCurrentDisplay();   
  18.         sImage = eglCreateImageKHR(dpy, EGL_NO_CONTEXT,    
  19.                 EGL_NATIVE_BUFFER_ANDROID, (EGLClientBuffer)clientBuf, 0);   
  20.         glEGLImageTargetTexture2DOES(GL_TEXTURE_2D, (GLeglImageOES)sImage);   
  21.         ......    
  22.         // initialize the texture with zeros   
  23.         GGLSurface t;   
  24.         buffer->lock(&t, GRALLOC_USAGE_SW_WRITE_OFTEN);   
  25.         memset(t.data, 0, t.stride * t.height * 2);   
  26.         buffer->unlock();   
  27.         sUseTexture = true;   
  28.     }   
  29. }  

void LayerDim::initDimmer(SurfaceFlinger* flinger, uint32_t w, uint32_t h) { sTexId = -1; sImage = EGL_NO_IMAGE_KHR; ...... if (LIKELY(flags & DisplayHardware::DIRECT_TEXTURE)) { /* 申请GraphicBuffer */ sp<GraphicBuffer> buffer = new GraphicBuffer(w, h, PIXEL_FORMAT_RGB_565, GraphicBuffer::USAGE_SW_WRITE_OFTEN | GraphicBuffer::USAGE_HW_TEXTURE); android_native_buffer_t* clientBuf = buffer->getNativeBuffer(); /* 申请OpenGL贴图 */ glGenTextures(1, &sTexId); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, sTexId); EGLDisplay dpy = eglGetCurrentDisplay(); sImage = eglCreateImageKHR(dpy, EGL_NO_CONTEXT, EGL_NATIVE_BUFFER_ANDROID, (EGLClientBuffer)clientBuf, 0); glEGLImageTargetTexture2DOES(GL_TEXTURE_2D, (GLeglImageOES)sImage); ...... // initialize the texture with zeros GGLSurface t; buffer->lock(&t, GRALLOC_USAGE_SW_WRITE_OFTEN); memset(t.data, 0, t.stride * t.height * 2); buffer->unlock(); sUseTexture = true; } }

 

  • 在OnDraw()中把第一步生成的贴图混合到OpenGL的主表面中

 

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  1. void LayerDim::onDraw(const Region& clip) const  
  2. {   
  3.     const State& s(drawingState());   
  4.     Region::const_iterator it = clip.begin();   
  5.     Region::const_iterator const end = clip.end();   
  6.     if (s.alpha>0 && (it != end)) {   
  7.         const DisplayHardware& hw(graphicPlane(0).displayHardware());   
  8.         ......   
  9.         /* 设置透明值 */  
  10.         glColor4x(0, 0, 0, alpha);  
  11.           
  12. #if defined(DIM_WITH_TEXTURE) && defined(EGL_ANDROID_image_native_buffer)   
  13.         if (sUseTexture) {   
  14.             glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, sTexId);   
  15.             glEnable(GL_TEXTURE_2D);   
  16.             glTexEnvx(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE);   
  17.             const GLshort texCoords[4][2] = {   
  18.                     { 0,  0 },   
  19.                     { 0,  1 },   
  20.                     { 1,  1 },   
  21.                     { 1,  0 }   
  22.             };   
  23.             glMatrixMode(GL_TEXTURE);   
  24.             glLoadIdentity();   
  25.             glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);   
  26.             glTexCoordPointer(2, GL_SHORT, 0, texCoords);   
  27.         } else 
  28. #endif   
  29.         {   
  30.             glDisable(GL_TEXTURE_2D);   
  31.         }   
  32.   
  33.         GLshort w = sWidth;   
  34.         GLshort h = sHeight;   
  35.         const GLshort vertices[4][2] = {   
  36.                 { 0, 0 },   
  37.                 { 0, h },   
  38.                 { w, h },   
  39.                 { w, 0 }   
  40.         };   
  41.         glVertexPointer(2, GL_SHORT, 0, vertices);   
  42.   
  43.         while (it != end) {   
  44.             const Rect& r = *it++;   
  45.             const GLint sy = fbHeight - (r.top + r.height());   
  46.             glScissor(r.left, sy, r.width(), r.height());   
  47.             glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN, 0, 4);    
  48.         }   
  49.     }   
  50.     glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);   
  51. }  

void LayerDim::onDraw(const Region& clip) const { const State& s(drawingState()); Region::const_iterator it = clip.begin(); Region::const_iterator const end = clip.end(); if (s.alpha>0 && (it != end)) { const DisplayHardware& hw(graphicPlane(0).displayHardware()); ...... /* 设置透明值 */ glColor4x(0, 0, 0, alpha); #if defined(DIM_WITH_TEXTURE) && defined(EGL_ANDROID_image_native_buffer) if (sUseTexture) { glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, sTexId); glEnable(GL_TEXTURE_2D); glTexEnvx(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_REPLACE); const GLshort texCoords[4][2] = { { 0, 0 }, { 0, 1 }, { 1, 1 }, { 1, 0 } }; glMatrixMode(GL_TEXTURE); glLoadIdentity(); glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); glTexCoordPointer(2, GL_SHORT, 0, texCoords); } else #endif { glDisable(GL_TEXTURE_2D); } GLshort w = sWidth; GLshort h = sHeight; const GLshort vertices[4][2] = { { 0, 0 }, { 0, h }, { w, h }, { w, 0 } }; glVertexPointer(2, GL_SHORT, 0, vertices); while (it != end) { const Rect& r = *it++; const GLint sy = fbHeight - (r.top + r.height()); glScissor(r.left, sy, r.width(), r.height()); glDrawArrays(GL_TRIANGLE_FAN, 0, 4); } } glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY); }

 

 

 

LayerBuffer

《未完待续》

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