如何写RenderScript应用.doc

如何写RenderScript应用简介RenderScript本质是封装了Native OpenGL2.0接口，使界面渲染不需要通过Android虚拟机，从而达到近似Native OpenGL的渲染效率。除此之外，RenderScript名为“Script”，是一种脚本语言。这表明了它比Native OpenGL拥有更好的可移植性，能在不同处理器和GPU上运行。为了做到这一点，其实是有一个叫做Low Level Virtual Machine(LLVM)的东西。它负责在运行时将RenderScript脚本实时编译为本地执行的二进制代码，从而保证了脚本的可移植性。由于RenderScript在Android 3.0才公开文档，而我们现在用的是Android 2.3.4。所以有许多API是不同的，文档极度缺乏。本文主要介绍了RenderScript应用的一般编写架构及简单原理。由于时间仓促、水平有限，讲得非常浅显。后面随着学习的深入，应该还有更深入的总结。Android应用架构RenderScript渲染的图像要在应用中呈现出来，就必须有一套特有的应用架构来打通通道和做显示容器。这个架构在应用层上主要涉及三个类：Activity、RSSurfaceView和RenderScriptGL。如果你写过Android OpenGL程序，你会发现这个结构非常类似。RenderScriptGL具体是负责配置、执行RenderScript脚本，实现图像渲染。但是图像渲染一定需要一个容器用于呈现，这就需要RSSurfaceView。RSSurfaceView继承自SurfaceView，我们主要是需要SurfaceView得到一个Surface作为渲染的容器。然后就可以将这个SurfaceView放在Activity中，一个应用就成型了。具体来说，就是Activity通过setContentView将RSSurfaceView的子类作为显示内容。RSSurfaceView通过成员变量SurfaceHolder的getSurface方法获得一个Surface。RenderScriptGL通过contextSetSurface方法，将Surface与RenderScript绑定。Android应用的架构就构建好了。注意：和Android 3.0不同，Android 2.3.4应用工程中的.rs脚本代码并没有放在src目录下，而是作为raw资源，放在raw文件夹下。RenderScript基本作图流程要实现RenderScript作画，在Java层最重要的是RenderScriptGL类。除此之外就是.rs的脚本文件了。RenderScript实现一个最基本的纹理作图，主要分为三个步骤：初始化状态、绑定.rs脚本并初始化、初始化作图的视图模式。初始化状态OpenGL是一个状态机的概念，它的控制都是通过使能某个状态实现的。因此，为了使用OpenGL，我们在作图前需要对一些状态进行初始化。在这里具体是指初始化以下三个类：ProgramVertex、ProgramFragment和ProgramStore。我们初始化的方法，是构建一个这样的类的Builder实例，配置好对应的值，然后创建这个类的实力。最后调用setName方法为该对象取好名字，以便在.rs文件中引用。ProgramVertex和定点数组相关的状态设置，包括纹理矩阵的开启。一般通过以下代码初始化：ProgramVertex.Builder pvb = new ProgramVertex.Builder(mRS, null, null);mPVBackground = pvb.create(); mPVBackground.setName(PVBackground);ProgramFragment纹理相关的状态设置，我们可以通过它，上传纹理。一般代码如下：ProgramFragment.Builder b = new ProgramFragment.Builder(mRS);mPFBackground = b.create();mPFBackground.setName(PFBackground);ProgramFragment.Builder builder = new ProgramFragment.Builder(mRS);builder.setTexture(ProgramFragment.Builder.EnvMode.MODULATE, ProgramFragment.Builder.Format.RGBA, 0);ProgramFragment mPfTexture = builder.create();mPfTexture.setName(PFImages);Allocation texture = loadTextureARGB(R.drawable.iceatlas, bubble);texture.uploadToTexture(0);ProgramStore其他一些属性状态设置。例如开启深度缓冲、抗锯齿、纹理是否支持透明色等。一般设置如下：ProgramStore.Builder b = new ProgramStore.Builder(mRS, null, null);b.setDepthFunc(ALWAYS);b.setBlendFunc(BlendSrcFunc.ONE, BlendDstFunc.ONE_MINUS_SRC_ALPHA);b.setDitherEnable(false);b.setDepthMask(true);mPSBackground = b.create();mPSBackground.setName(PSBackground);绑定.rs脚本，并初始化RenderScript的Java代码，主要工作是初始化状态和一些数据，而实际作图的工作则在.rs脚本文件中定义。那么如何让脚本文件和Java代码绑定在一起呢？这主要是通过RenderScriptGL 、ScriptC.Builder、Script这三个类实现的。首先，我们用RenderScriptGL对象构造一个ScriptC.Builder的实例。有了这个实例，我们就可以将.rs脚本文件设置进来：ScriptC.Builder sb = new ScriptC.Builder(mRS);sb.setScript(mRes, R.raw.oppo_rs);sb.setRoot(true);然后，我们就可以通过ScriptC.Builder对象生成一个Script实例。Script script = sb.create();另外，我们还可以设置一些作图的属性和数据。例如ClearColor、ClearDepth或者传递Allocation数据等。script.setClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1f);初始化作图视图模式在OpenGL 1.x中我们了解到，OpenGL作图有两种视图模式：一种是透视视图，一种是正交视图。在初始化中，我们有必要显示地指明我们使用的视图模式。代码示意如下：ProgramVertex.MatrixAllocation mPVA = new ProgramVertex.MatrixAllocation(mRS);mPVBackground.bindAllocation(mPVA);/mPVA.setupProjectionNormalized(width, height);mPVA.setupOrthoNormalized(width, height);script.bindAllocation(mPVA.mAlloc, 0);其中setupProjectionNormalized是设置为透视视图，setupOrthoNormalized设置为正交视图。Normalized的意思是“归一化”。是指将作图的坐标上下设置为-1和1，高度按照长宽比确定。RenderScript脚本基本写法RenderScript作图的最重要的部分在.rs脚本中。因此，我们除了以上的工作之外，还得明白如何写RenderScript脚本。RenderScript脚本后缀为.rs，在Android 2.3.4应用程序工程中，放在raw文件夹下。脚本语言语法使用C语言C99标准语法，不过能调用的库做了较多限制。只能使用作图和数学运算等Android提供的库，不能使用C语言标准库（原因是为了保证代码在绝大多数CPU、GPU上都能运行）。预编译指令#pragma stateVertex(PVBackground)#pragma stateFragment(PFBackground)#pragma stateStore(PSBackground)这三句预编译指令，指定了绑定的Java层初始化的状态数组。相当于在代码中执行：bindProgramVertex(NAMED_PVBackground);bindProgramFragment(NAMED_PFBackground);bindProgramStroe(NAMED_PSBackgound);执行入口Android 2.3.4中RenderScript脚本的入口是main函数，原型为：int main(int launchID)基本函数RenderScript脚本的函数有不少，但是缺乏文档说明。很多只能结合源码头文件和demo等进行分析猜、试出来。当然它的函数命名比较规则，可以猜出一部分。关于脚本能使用的函数，一般在frameworksbaselibsrs路径及frameworksbaselibsrsscriptc路径下的.h和.rsh头文件中进行声明。对于普通纹理贴图，我们涉及到的函数不多，都是最基本的几个函数。主要有：void color(float, float, float, float);设置作图颜色，如果是纹理则作用不大。参数按顺序分别是R、G、B、A。bindProgramFragment(NAMED_PFImages);bindTexture(NAMED_PFImages, 0, NAMED_bubble);绑定纹理。Script脚本中引用Java层的有名字的资源，可以直接用NAMED_javaName来使用。drawRect(-0.64f, -0.64f, 0.64f, 0.64f, 0.0f);画矩形，贴纹理。参数按顺序，分别是left、right、top、bottom、z。需要注意的是，由于我们在视图时采用了“归一化”，因此，surface作图区间的高为-11，宽度按与高的比例得出。需要注意z方向的取值。Java框架中设置视图模式的几个方法原型示意如下：public void setupOrthoWindow(int w, int h) mProjection.loadOrtho(0,w, h,0, -1,1); mAlloc.subData1D(PROJECTION_OFFSET, 16, mProjection.mMat);public void setupOrthoNormalized(int w, int h) / range -1,1 in the narrow axis. if(w h) float aspect = (float)w) / h; mProjection.loadOrtho(-aspect,aspect, -1,1, -1,1); else float aspect = (float)h) / w; mProjection.loadOrtho(-1,1, -aspect,aspect, -1,1); mAlloc.subData1D(PROJECTION_OFFSET, 16, mProjection.mMat); public void setupProjectionNormalized(int w, int h) / range -1,1 in the narrow axis at z = 0. if(w h) float aspect = (float)w) / h; m1.loadFrustum(-aspect,aspect, -1,1, 1,100); else float aspect = (float)h) / w; m1.loadFrustum(-1,1, -aspect,aspect, 1,100); mAlloc.subData1D(PROJECTION_OFFSET, 16, mProjection.mMat); 因此，在正交视图中，z的取值在-1到1之间。而在透视视图中，z的取值应该在1到100之间。RenderScript数据传递RenderScript分为不同的层，我们可见的至少包括了java层和.rs脚本层。它们之间数据的传递是不可避免的。那么数据如何在它们之间传递呢？.rs脚本的执行有可能是CPU也有可能是GPU，因此它所真正使用的数据存储区，我们应该假设为显存空间。因此，RenderScript在一般情况下，涉及到数据传递的，都应该是由java层传递给.rs脚本，而不要反向传递。RenderScript的数据传递机制有专门的一套接口规范，我们应该严格按照这套接口来进行数据传递。这套接口主要涉及以下一些类：Type、Allocation、ScriptC.Builder、ScriptScript。数据传递的原理分为两部分：声明数据类