Android44_SurfaceView

SurfaceView

一、SurfaceView: 
(一)、SurfaceView介紹:
1、前言:
        在Android系統中,有一種特殊的視圖,稱爲SurfaceView,它擁有獨立的繪圖表面,即它不與其宿主窗口共享同一個繪圖表面。由於擁有獨立的繪圖表面,因此SurfaceView的UI就可以在一個獨立的線程中進行繪製。又由於不佔用主線程資源,SurfaceView一方面可以實現複雜而高效的UI,另一方面又不會導致用戶輸入得不到及時響應。

2、定義:
  • Surface——表面,這個概念在圖形編程中常常被提到。基本上我們可以把它當作顯存的一個映射寫入到Surface 的內容 可以被直接複製到顯存從而顯示出來,這使得顯示速度非常快
  • 可以直接從內存或者DMA【直接存儲器訪問(Direct Memory Access)】等硬件接口取得圖像數據,是個非常重要的繪圖容器。
  • 它的特性是:可以在主線程之外的線程中向屏幕繪圖。這樣可以避免畫圖任務繁重的時候造成主線程阻塞,從而提高了程序的反應速度。當界面的動畫元素較多,而且很多都需要通過定時器來控制這些動畫元素的移動,就考慮使用SurfaceView。遊戲開發中多用到SurfaceView,遊戲中的背景、人物、動畫等等儘量在畫布canvas中畫出。
3、View繪圖機制的缺陷:
  • View缺乏雙緩衝機制;
  • 當程序需要更新View上的圖像時,程序必須重繪View上顯示的整張圖片;
  • 新線程無法直接更新View組件。
    View存在上述缺陷,所以通過自定義View來繪圖,尤其是遊戲中的繪圖,性能不好。一般推薦使用SurfaceView。

    SurfaceView有以下三個特點:
A. 具有獨立的繪圖表面;
B. 需要在宿主窗口上挖一個洞來顯示自己;
C. 它的UI繪製可以在獨立的線程中進行,這樣就可以進行復雜的UI繪製,並且不會影響應用程序的主線程響應用戶輸入。


4、使用SurfaceView的必要性:
        普通的Android控件,例如TextView、Button和CheckBox等,它們都是將自己的UI繪製在宿主窗口的繪圖表面之上,這意味着它們的UI是在應用程序的主線程中進行繪製的。由於應用程序的主線程除了要繪製UI之外,還需要及時地響應用戶輸入,否則的話,系統就會認爲應用程序沒有響應了,因此就會彈出一個ANR對話框出來。對於一些遊戲畫面,或者攝像頭預覽視頻播放來說,它們的UI都比較複雜,而且要求能夠進行高效的繪製,因此,它們的UI就不適合在應用程序的主線程中進行繪製。這時候就必須要給那些需要複雜而高效UI的視圖生成一個獨立的繪圖表面,以及使用一個獨立的線程來繪製這些視圖的UI。

5、SurfaceView的API介紹:
        SurfaceView是視圖(View)的繼承類,這個視圖裏內嵌了一個專門用於繪製的Surface。你可以控制這個Surface的格式和尺寸。Surfaceview控制這個Surface的繪製位置。
        surface是縱深排序(Z-ordered)的,這表明它總在自己所在窗口的後面。surfaceview提供了一個可見區域,只有在這個可見區域內 的surface部分內容纔可見,可見區域外的部分不可見。surface的排版顯示受到視圖層級關係的影響,它的兄弟視圖結點會在頂端顯示。這意味着 surface的內容會被它的兄弟視圖遮擋,這一特性可以用來放置遮蓋物(overlays)(例如,文本和按鈕等控件)。注意,如果surface上面 有透明控件,那麼它的每次變化都會引起框架重新計算它和頂層控件的透明效果,這會影響性能。
        你可以通過SurfaceHolder接口訪問這個surface,getHolder()方法可以得到這個接口。
        surfaceview變得可見時,surface被創建;surfaceview隱藏前,surface被銷燬。這樣能節省資源。如果你要查看 surface被創建和銷燬的時機,可以重載surfaceCreated(SurfaceHolder)和 surfaceDestroyed(SurfaceHolder)。
        surfaceview的核心在於提供了兩個線程:UI線程和渲染線程。這裏應注意:
        1> 所有SurfaceViewSurfaceHolder.Callback的方法都應該在UI線程裏調用,一般來說就是應用程序主線程。渲染線程所要訪問的各種變量應該作同步處理。
        2> 由於surface可能被銷燬,它只在SurfaceHolder.Callback.surfaceCreated()和 SurfaceHolder.Callback.surfaceDestroyed()之間有效,所以要確保渲染線程訪問的是合法有效的surface。

(二)、實現SurfaceView:
1、首先繼承SurfaceView並實現SurfaceHolder.Callback接口:
       使用接口的原因:因爲使用SurfaceView 有一個原則,所有的繪圖工作必須得在Surface 被創建之後才能開始,而在Surface 被銷燬之前必須結束。所以Callback 中的surfaceCreated() surfaceDestroyed() 就成了繪圖處理代碼的邊界。 

2、SurfaceHolder.Callback接口需要重寫的方法:
 (1)public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder,int format,int width,int height){}
  //在surface的大小發生改變時激發
 (2)public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder){}
  //在創建時激發,一般在這裏調用畫圖的線程。
 (3)public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {}
  //銷燬時激發,一般在這裏將畫圖的線程停止、釋放。

3、整個過程:【重要
  •  SurfaceView.getHolder()獲得SurfaceHolder對象 ---->
  • SurfaceHolder.addCallback(callback)添加回調方法---->
  • 實現SurfaceHolder.Callback接口 ,重寫其中的方法---->
  • SurfaceHolder.lockCanvas()獲得Canvas對象並鎖定畫布---->
  •  Canvas繪畫 ---->
  • SurfaceHolder.unlockCanvasAndPost(Canvas canvas)結束鎖定畫圖,並提交改變,將圖形顯示。

4、SurfaceHolder:
        SurfaceView與SurfaceHolder結合使用。SurfaceHolder用於向與之關聯的SurfaceView上繪圖。調用SurfaceView的getHolder()方法即可獲取SurfaceHolder。
        用到了一個類SurfaceHolder,可以把它當成surface的控制器,用來操縱surface。處理它的Canvas上畫的效果和動畫,控制表面,大小,像素等。
        幾個需要注意的方法:
(1)、abstract void addCallback(SurfaceHolder.Callback callback);
給SurfaceView當前的持有者一個回調對象。
(2)、abstract Canvas lockCanvas();
鎖定畫布,一般在鎖定後就可以通過其返回的畫布對象Canvas,在其上面畫圖等操作了。
(3)、abstract Canvas lockCanvas(Rect dirty);
鎖定畫布的某個區域進行畫圖等..因爲畫完圖後,會調用下面的unlockCanvasAndPost來改變顯示內容。
相對部分內存要求比較高的遊戲來說,可以不用重畫dirty外的其它區域的像素,只對Rect所圈出來的區域進行更新,通過這種方式可以提高畫面的更新速度
(4)、abstract void unlockCanvasAndPost(Canvas canvas);
結束鎖定畫圖,並提交改變。

二、繪圖類及繪製圖像:Paint、Canvas、Bitmap、BitmapFactory類。
(一)、Paint類:
        代表畫筆,用來描述圖形的顏色和風格,如:顏色、透明度、文字大小等等。
1、setARGB(int a , int  r , int  g , int  b)  :  參數值在0-255之間
2、setColor(int color)  :  Color.rgb(int  r , int  g , int  b)
3、setAlpha(int a) :  透明度0-255之間
4、setAntiAlias(boolean a ) : 是否使用抗鋸齒功能,但是如果使用使繪圖速度變慢
5、setShader(Shader shader) : 用於設置漸變,可以使用LinearGradient(線性漸變) , RadialGradient (徑向漸變), SweepGradient(角度漸變)
6、setTextAlign(Paint.Align  align)  :  用於設置繪製文本的對齊方式。Align.CENTER , Align.LEFT , Align.RIGHT
7、setTextSize(float  textSize)  :  用於設置繪製文本的文字大小
8、setStrokeWidth(float width) : 設置筆觸寬度
 
(二)、Canvas類:
        代表畫布,通過該類的方法,可以繪製各種圖形(矩形、圓形、線條)。
1、drawArc()  :  繪製弧   useCenter爲true或者false
2、drawCircle()  :  繪製圓形   
3、drawLine() :  繪製一條線
4、drawLines() :  繪製多條線
5、drawOval() :  繪製橢圓
6、drawPoint()  :  繪製一個點   
7、drawPoints() :  繪製多個點
8、drawRect() :  繪製矩形
9、drawRoundRect() :  繪製圓角矩形
10、drawText() :  繪製文本
11、drawBitmap() :  繪製圖片
12、drawPath()  :   繪製路徑
13、drawTextOnPath()  :   繪製路徑

(三)、Path類繪製路徑:
A、創建路徑:通過android.graphics.Path類來實現。
1、addArc()      添加弧形路徑
2、addCircle()    添加圓形路徑
3、addOval()     添加橢圓形路徑
4、addRect()     添加矩形路徑
5、addRoundRect()    添加圓角矩形路徑
6、moveTo()    設置繪製直線的起始點
7、lineTo()     繪製直線
8、quadTo()   繪製線段軌跡
9、close()   閉合路徑

B、將定義好的路徑繪製在畫布上:
1、drawPath()  :   繪製路徑
2、drawTextOnPath()  :   沿着指定路徑繪製字符串


三、實例代碼:
(一)、SurfaceView實現MediaPlayer媒體播放器:

1、核心代碼:

publicclass MainActivity extends Activity {

private SurfaceView surfaceView_main;

private SurfaceHolder surfaceHolder;

private MediaPlayer mediaPlayer = null;

private String filePath = "";

privateintposition = 0;


@Override

protectedvoid onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);


filePath = "/mnt/sdcard/Download/2050.3gp";

mediaPlayer = new MediaPlayer();

surfaceView_main = (SurfaceView) findViewById(R.id.surfaceView_main);

surfaceHolder = surfaceView_main.getHolder();

surfaceHolder.addCallback(new SurfaceHolder.Callback() {


@Override

publicvoid surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {

// TODO Auto-generated method stub


}


@Override

publicvoid surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {

if (position > 0) {

play();

mediaPlayer.seekTo(position);

position = 0;

}

}


@Override

publicvoid surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format,

int width, int height) {

// TODO Auto-generated method stub


}

});


}


publicvoid clickButton(View view) {

switch (view.getId()) {

case R.id.imageView_main_play:

if (!mediaPlayer.isPlaying()) {

play();

}

break;

case R.id.imageView_main_pause:

if (mediaPlayer.isPlaying()) {

mediaPlayer.pause();

} else {

mediaPlayer.start();

}

break;

case R.id.imageView_main_stop:

mediaPlayer.stop();

break;

}

}


privatevoid play() {

try {

mediaPlayer.reset();

mediaPlayer.setAudioStreamType(AudioManager.STREAM_MUSIC);

mediaPlayer.setDataSource(filePath);

mediaPlayer.setDisplay(surfaceHolder);

mediaPlayer.prepare();

mediaPlayer.start();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}


@Override

protectedvoid onPause() {

super.onPause();

if (mediaPlayer.isPlaying()) {

position = mediaPlayer.getCurrentPosition();

mediaPlayer.pause();

}

}


@Override

protectedvoid onDestroy() {

super.onDestroy();

if (mediaPlayer != null) {

if (mediaPlayer.isPlaying()) {

mediaPlayer.stop();

}

mediaPlayer.release();

}

}


@Override

publicboolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {

// Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.

getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);

returntrue;

}


}



(二)、SurfaceView實現繪製動畫效果:《行走的熊》

1、核心代碼:

publicclass MainActivity extends Activity {

private SurfaceView surfaceView_main;

private SurfaceHolder surfaceHolder;


@Override

protectedvoid onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);


surfaceView_main = (SurfaceView) findViewById(R.id.surfaceView_main);

surfaceHolder = surfaceView_main.getHolder();

surfaceHolder.addCallback(new SurfaceHolder.Callback() {


@Override

publicvoid surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {

// TODO Auto-generated method stub


}


@Override

publicvoid surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {

new MyThread().start();

}


@Override

publicvoid surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format,

int width, int height) {

// TODO Auto-generated method stub


}

});


}


class MyThread extends Thread {

@Override

publicvoid run() {

super.run();

Bitmap bitmapBg = null;

Bitmap bitmapBear = null;

int count = 1;

int bgX = 0;

intbearX = 0;

AssetManager assetManager = getResources().getAssets();


try {

bitmapBg = BitmapFactory.decodeStream(assetManager

.open("bg.png"));


while (true) {

bitmapBear = BitmapFactory.decodeStream(assetManager

.open("bear" + count + ".png"));


Canvas canvas = surfaceHolder.lockCanvas();

canvas.drawColor(Color.GRAY);

Paint paint = new Paint();

canvas.drawBitmap(bitmapBg, bgX, 0, paint);

canvas.drawBitmap(bitmapBg, bgX - 1024, 0, paint);

canvas.drawBitmap(bitmapBear, 200, 100, paint);


surfaceHolder.unlockCanvasAndPost(canvas);


bgX += 2;

if (bgX > 1024) {

bgX = 0;

}


Thread.sleep(30);

count++;

if (count > 8) {

count = 1;

}

}


} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

}


@Override

publicboolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {

// Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.

getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);

returntrue;

}


}




(三)、SurfaceView結合攝像頭實現攝像頭預覽:

1、核心代碼:

publicclass MainActivity extends Activity {

private Camera mCamera = null;

private SurfaceView surfaceView_main;

private SurfaceHolder surfaceHolder;


@Override

protectedvoid onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);


}


privatevoid initSurfaceView() {

surfaceView_main = (SurfaceView) findViewById(R.id.surfaceView_main);

surfaceHolder = surfaceView_main.getHolder();

// surfaceHolder.setType(SurfaceHolder.SURFACE_TYPE_PUSH_BUFFERS);

surfaceHolder.addCallback(new SurfaceHolder.Callback() {


@Override

publicvoid surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {

if (mCamera != null) {

mCamera.stopPreview();

}

}


@Override

publicvoid surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {

try {

mCamera.setPreviewDisplay(surfaceHolder);

mCamera.startPreview();

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}


@Override

publicvoid surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format,

int width, int height) {

// TODO Auto-generated method stub


}

});

}


@Override

protectedvoid onResume() {

super.onResume();

if (mCamera == null) {

mCamera = Camera.open();

}

}


@Override

protectedvoid onPause() {

super.onPause();

if (mCamera != null) {

mCamera.release();

}

}


publicvoid clickButton(View view) {

switch (view.getId()) {

case R.id.button_main_preview:

initSurfaceView();

break;


case R.id.button_main_takepicture:

mCamera.takePicture(shutterCallback, rawCallback, jpegCallback);

break;

}

}


ShutterCallback shutterCallback = new ShutterCallback() {


@Override

publicvoid onShutter() {

// TODO Auto-generated method stub


}

};


PictureCallback rawCallback = new PictureCallback() {


@Override

publicvoid onPictureTaken(byte[] data, Camera camera) {

// TODO Auto-generated method stub


}

};


PictureCallback jpegCallback = new PictureCallback() {


@Override

publicvoid onPictureTaken(byte[] data, Camera camera) {

setTitle(data.length + "");

}

};


@Override

publicboolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {

// Inflate the menu; this adds items to the action bar if it is present.

getMenuInflater().inflate(R.menu.main, menu);

returntrue;

}

}


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