RenderScript介绍
RenderScript是一种高性能的计算框架,用于在设备上执行复杂的数学计算,尤其是在图像处理方面。最初是为了解决Android平台上图形和计算密集型任务而设计的,可以在CPU或GPU上并行执行,以利用多核处理器和图形硬件的加速能力。
RenderScript的主要特点:
- 并行计算:RenderScript利用设备的多核处理器进行并行计算,从而显著提高计算密集型任务的性能。
- 硬件加速:RenderScript能够利用GPU进行硬件加速计算,适用于图形和图像处理任务。
- 易于使用:RenderScript使用C99样式的语法,Android SDK提供了方便的Java/Kotlin绑定,使得可以在Android应用中轻松集成RenderScript代码。
- 性能优化:RenderScript编译器会自动优化代码,以充分利用目标设备的硬件特性。
RenderScript使用场景:
- 图像处理:如模糊、锐化、颜色转换等。
- 计算机视觉:如特征检测、边缘识别等。
- 物理模拟:如碰撞检测、粒子系统等。
随着Android平台的不断发展,一些新的API和框架(如Android的NDK,Vulkan和RenderEffect(Android12))也提供了类似的性能优化能力。
Google在Android开发者博客中提到,其实早已不建议将RenderScript用于对性能需求至关重要的任务,Android开发者应该转向可在GPU硬件层级上高效运作、且具有出色的跨平台体验的Vulkan API 。
RenderScript脚本
RenderScript .rs 脚本使用一种类似于C99的语法,允许开发者定义内核函数,这些函数可以在Android设备上高效地并行执行。.rs 脚本的基本语法说明:
1.脚本头
在脚本的开头,通常会看到一些预处理指令,用于定义脚本的版本和Java包名:
#pragma version(1) #pragma rs java_package_name(com.reathin.renderscript)
- #pragma version(1):指定RenderScript的版本。
- #pragma rs java_package_name(...):指定生成的Java类的包名。
2.数据类型
RenderScript使用了一些特殊的数据类型,如rs_allocation,是用于访问内存分配的引用类型。还有uchar4、float4等类型,用于表示包含四个无符号字符或浮点数的向量。
3.内核函数
内核函数是RenderScript脚本中的主要部分,定义了要在GPU或CPU上执行的并行计算。
void blur(const uchar4 *v_in, uchar4 *v_out, const void *usrData, uint32_t x, uint32_t y) { // 内核函数的实现 }
- void blur(...):定义了一个名为blur的内核函数。
- const uchar4 *v_in 和 uchar4 *v_out:是输入和输出参数的指针。
- const void *usrData:是传递给内核的任意用户数据。
- uint32_t x, uint32_t y:是内核的当前执行位置(例如,像素坐标)。
4.根函数
根函数是RenderScript脚本的入口点。当RenderScript运行时加载脚本时,会调用根函数。
void root() { // 初始化代码或调用其他内核函数 }
5.访问全局变量
在.rs脚本中,可以定义全局变量,并在内核函数中访问它们。
float mGlobalData; void blur(...) { // 使用 mGlobalData }
6.调用其他内核
可以在根函数或其他内核函数中调用其他内核。
void blur(...) { // 另一个内核的实现 } void root() { // 调用另一个内核 blur(...); }
7.分配和访问内存
RenderScript使用Allocation对象来管理内存。在Java代码中,会创建Allocation对象,并将其传递给RenderScript内核。在.rs脚本中,可以使用rsGetAllocationAddress函数来获取指向这些分配的内存的指针。
const uchar4 *in = rsGetAllocationAddress(inAllocation); uchar4 *out = rsGetAllocationAddress(outAllocation);
8.内置函数和API
RenderScript提供了一些内置函数和API,用于执行常见的操作,如数学运算、内存操作、类型转换等。
9.编译和链接
.rs 脚本文件在构建过程中会被编译成字节码,并与应用一起打包。当应用运行时,RenderScript运行时会加载这些字节码,并在适当的硬件上执行它们。
10.注意事项
- 确保你的RenderScript脚本遵循Android NDK的C/C++编码规范。
- 由于RenderScript是并行执行的,要避免在内核函数中使用可能导致竞态条件的全局变量或状态。
- 对于涉及复杂计算或大量数据的任务,RenderScript可以显著提高性能,也要小心管理内存和避免不必要的复制操作。
使用RenderScript实现模糊效果
在Android中实现模糊效果通常使用RenderScript或者自定义的OpenGL着色器。RenderScript和OpenGL都是相对底层的API,需要一定的图形编程知识。对于更简单的模糊效果,可以考虑使用第三方库,如Glide或Picasso,提供了更高级的API来实现图像模糊和其他效果。
下面使用RenderScript实现模糊效果。
添加RenderScript支持:
android { //高版本Studio buildFeatures { renderScript true } defaultConfig { renderscriptTargetApi 21 renderscriptSupportModeEnabled true } }
使用RenderScript实现图片高斯模糊效果
public static Bitmap scriptBlur(Context context, Bitmap origin, int outWidth, int outHeight, float radius) { if (origin == null || origin.isRecycled()) { return null; } mStartTime = System.currentTimeMillis(); RenderScript renderScript = RenderScript.create(context.getApplicationContext(), RenderScript.ContextType.NORMAL, RenderScript.CREATE_FLAG_NONE); Allocation blurInput = Allocation.createFromBitmap(renderScript, origin); Allocation blurOutput = Allocation.createTyped(renderScript, blurInput.getType()); ScriptIntrinsicBlur blur = null; try { blur = ScriptIntrinsicBlur.create(renderScript, blurInput.getElement()); } catch (RSIllegalArgumentException e) { if (e.getMessage().contains("Unsuported element type")) { blur = ScriptIntrinsicBlur.create(renderScript, Element.U8_4(renderScript)); } } if (blur == null) { //脚本模糊失败 return null; } blur.setRadius(range(radius, 0, 20)); blur.setInput(blurInput); blur.forEach(blurOutput); Bitmap result = Bitmap.createBitmap(outWidth, outHeight, Bitmap.Config.ARGB_8888); blurOutput.copyTo(result); //释放 renderScript.destroy(); blurInput.destroy(); blurOutput.destroy(); origin.recycle(); long time = (System.currentTimeMillis() - mStartTime); Log.i("BlurUtils", "模糊用时:[" + time + "ms]"); return result; }
调用高斯模糊方法
val bitmap = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.mipmap.image_beauty) val bitmap1 = BlurUtils.scriptBlur(this, bitmap, bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight(), 10f) val bitmap2 = BlurUtils.scriptBlur(this, bitmap, bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight(), 15f) val bitmap3 = BlurUtils.scriptBlur(this, bitmap, bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight(), 20f) val bitmap4 = BlurUtils.scriptBlur(this, bitmap, bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight(), 25f) imageView1.setImageBitmap(bitmap) imageView2.setImageBitmap(bitmap2) imageView3.setImageBitmap(bitmap3) imageView4.setImageBitmap(bitmap4)
运行效果:
在Android中,RenderScript .rs 脚本是一种用C99语法编写的文件,定义了可以在设备上并行执行的计算任务。通常用于图形和计算密集型任务,例如图像处理、物理模拟等。.rs 脚本编译后会生成二进制代码,代码可以在Android设备的CPU或GPU上执行。
Android Studio创建rs脚本目录:
(1) 编写.rs脚本
#pragma version(1) #pragma rs java_package_name(com.reathin.renderscript) // 输入图像 rs_allocation inImage; // 输出图像 rs_allocation outImage; // 模糊半径 float blurRadius; // 定义模糊函数 void blur(const uchar4 *v_in, uchar4 *v_out, const void *usrData, uint32_t x, uint32_t y) { // 计算模糊后的颜色值 float4 sum = 0.0f; int count = 0; for (float dx = -blurRadius; dx <= blurRadius; dx++) { for (float dy = -blurRadius; dy <= blurRadius; dy++) { int newX = x + (int)dx; int newY = y + (int)dy; if (newX >= 0 && newX < rsAllocationGetDimX(inImage) && newY >= 0 && newY < rsAllocationGetDimY(inImage)) { sum += rsUnpackColor8888(*v_in + rsAllocationGetElementPtr(inImage, newX, newY)); count++; } } } *v_out = rsPackColor8888(sum / count); } // 根函数,RenderScript执行时的入口点 void root() { // 获取输入和输出图像的指针 const uchar4 *in = rsGetAllocationAddress(inImage); uchar4 *out = rsGetAllocationAddress(outImage); // 执行模糊操作 blur(in, out, NULL, 0, 0); }
将 .rs 文件放在项目的 src/main/rs 目录下。在Java或Kotlin代码中加载这个脚本并设置输入和输出 Allocation 对象,最后调用RenderScript的内核来执行模糊操作。
(2) 调用RenderScript内核进行调用
import android.content.Context; import android.graphics.Bitmap; import android.renderscript.Allocation; import android.renderscript.Element; import android.renderscript.RenderScript; import android.renderscript.ScriptC; public Bitmap applyBlur(Context context, Bitmap inputBitmap, float blurRadius) { // 创建RenderScript实例 RenderScript rs = RenderScript.create(context); // 创建输入和输出Allocation Allocation inputAllocation = Allocation.createFromBitmap(rs, inputBitmap); Allocation outputAllocation = Allocation.createTyped(rs, inputAllocation.getType()); // 加载RenderScript脚本 ScriptC_Blur blurScript = new ScriptC_Blur(rs); blurScript.set_inImage(inputAllocation); blurScript.set_outImage(outputAllocation); blurScript.set_blurRadius(blurRadius); // 执行模糊操作 blurScript.invoke_root(); // 创建输出位图并复制数据 Bitmap outputBitmap = Bitmap.createBitmap(inputBitmap.getWidth(), inputBitmap.getHeight(), inputBitmap.getConfig()); outputAllocation.copyTo(outputBitmap); // 销毁资源和清理 inputAllocation.destroy(); outputAllocation.destroy(); rs.destroy(); return outputBitmap; }
ScriptC_Blur是根据.rs脚本文件自动生成的类。需要用实际的类名替换ScriptC_Blur应该与.rs文件名相同(去掉.rs扩展名,并将下划线_替换为驼峰命名法的大写字母)。
完整示例代码: https://github.com/Reathin/Sample-Android
原文地址:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg5MzIyMDczMw==&mid=2247486586&idx=1&sn=d76558f43884be69d429d710912d7b80