Android-JNI開發系列《十一》實踐-利用Android C源碼實現GIF圖片的播放

人間觀察

人往往都是多面性的，一個人的時候是一個樣子，一羣人的時候是另一個樣子。

聲明

此篇文章只爲記錄和學習JNI以及瞭解GIF的解碼原理。借鑑了網上的有關gif文章介紹和代碼。如果是自己學習，建議自己敲一遍jni的代碼，不要眼高手低。

建議

如果在項目中使用實現GIF的播放的功能，建議java版本glide的解碼GIF或者c版本的
https://github.com/koral–/android-gif-drawable

爲什麼呢？因爲我測試了下多個gif文件用glide或者android-gif-drawable 都可以正常播放，但是如果用本篇文章的實現有些gif播放出現花屏/局部黑色（應該是系統的源碼去掉了alpha通道導致，當然我們也寫死了alpha=255，因爲看了下Android 系統的源碼GifColorType並沒有提供解壓後的alpha的通道的字段，所以沒有辦法設置）。所以本篇我們學習瞭解GIF的解碼原理和熟悉jni即可。

利用Android 系統的源碼來實現GIF的解碼播放

Android 系統的gif的解碼在/external/giflib目錄下，源碼如下
http://androidos.net.cn/android/9.0.0_r8/xref/external/giflib

Android 系統的源碼支持gif的解碼和生成gif文件，可以選擇性的拷貝源文件和頭文件，這裏就直接全部拷貝了。

基本的實現流程：

在jni層中打開gif文件並加載得到gif的總播放幀數和每幀之間的延遲時間
在java層中創建ARGB_8888格式的bitmap（jni層是按照每像素4字節處理的）
在jni層獲取步驟2中的bitmap對應的像素數據指針void**
解碼gif的每幀的數據然後對步驟3中的像素數據指針進行賦值，像素格式還是abgr。這樣java層調用imageView.setImageBitmap(bitmap);數據就是修改後的。
定時刷新執行步驟4即可，來達到循環播放gif

java代碼:

package com.bj.gxz.gifjnidecode;

import android.graphics.Bitmap;
import android.os.Bundle;
import android.os.Environment;
import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import android.os.Message;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.ImageView;

import androidx.annotation.NonNull;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import java.io.File;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private GifJni gifJni;
    private ImageView imageView;
    private Bitmap bitmap;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        imageView = findViewById(R.id.id_iv);

//        File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), "demo.gif");
        // java
//        Glide.with( this )
//                .load( file.getAbsolutePath() )
//                .into( imageView );

        // c實現，建議
        // https://github.com/koral--/android-gif-drawable
//        try {
//            GifDrawable gifFromPath = new GifDrawable(file.getAbsolutePath());
//            imageView.setImageDrawable(gifFromPath);
//        } catch (IOException e) {
//            e.printStackTrace();
//        }
    }

    private final Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper()) {

        @Override
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            updateFrame();
        }
    };

    // Android源碼中的，有些gif解碼有些問題
    public void ndkGif(View view) {
        File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), "demo.gif");
        gifJni = new GifJni(file.getAbsolutePath());
        int width = gifJni.getWidth();
        int height = gifJni.getHeight();
        Log.d("GIF", "width:" + width);
        Log.d("GIF", "height:" + height);
        bitmap = Bitmap.createBitmap(width, height, Bitmap.Config.ARGB_8888);
        Log.d("GIF", "bitmap:" + bitmap.getConfig().name());
        updateFrame();
    }

    private void updateFrame() {
        long cost = System.currentTimeMillis();
        //下一幀的刷新時間
        int delayShowTime = gifJni.updateFrame(bitmap);
        cost = System.currentTimeMillis() - cost;

        int realDelay = (int) (delayShowTime - cost);
        // 真正的延時，需要減去更新一幀所消耗的時間
        realDelay = Math.max(realDelay, 0);

        Log.d("GIF", "realDelay:" + realDelay + ",cost:" + cost);
        imageView.setImageBitmap(bitmap);
        handler.sendEmptyMessageDelayed(0, realDelay);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        handler.removeCallbacksAndMessages(null);
    }
}

jni層的代碼

public class GifJni {

    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    // Convenience for JNI access
    public long mNativePtr;


    public GifJni(String path) {
        this.mNativePtr = loadPath(path);
    }

    public int getWidth(){
        return getWidth(mNativePtr);
    }

    public int getHeight(){
        return getHeight(mNativePtr);
    }

    public int updateFrame(Bitmap bitmap){
        return updateFrame(mNativePtr,bitmap);
    }

    //通過路徑加載gif圖片(這裏使用的是本地圖片,源碼中的gif加載是支持流的格式的)
    public native long loadPath(String path);

    //獲取gif的寬
    public native int getWidth(long mNativePtr);

    //獲取gif的高
    public native int getHeight(long mNativePtr);

    //每隔一段時間刷新一次,返回的int值表示下次刷新的時間間隔
    public native int updateFrame(long mNativePtr, Bitmap bitmap);
}

jni層的代碼

#include <jni.h>
#include <string>
#include <android/bitmap.h>
#include <android/log.h>
#include "gif_lib.h"

#define  LOG_TAG "GIF"
#define  LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,LOG_TAG,__VA_ARGS__)

#define  argb(a, r, g, b) ( ((a) & 0xff) << 24 ) | ( ((b) & 0xff) << 16 ) | ( ((g) & 0xff) << 8 ) | ((r) & 0xff)


typedef struct GifBean {
    // 當前幀
    int current_frame;
    // 總幀數
    int total_frame;
    // 延遲時間數組,長度不確定,根據gif幀數計算
    int *delays;
} GifBean;

void drawFrame(GifFileType *pType, GifBean *pBean, AndroidBitmapInfo info, void *pVoid);

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_bj_gxz_gifjnidecode_GifJni_getWidth(JNIEnv *env, jobject thiz, jlong native_address_ptr) {
    GifFileType *gifFileType = reinterpret_cast<GifFileType *>(native_address_ptr);

    return gifFileType->SWidth;
}


extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_bj_gxz_gifjnidecode_GifJni_getHeight(JNIEnv *env, jobject thiz, jlong native_address_ptr) {

    GifFileType *gifFileType = reinterpret_cast<GifFileType *>(native_address_ptr);

    return gifFileType->SHeight;
}


extern "C"
JNIEXPORT jlong JNICALL
Java_com_bj_gxz_gifjnidecode_GifJni_loadPath(JNIEnv *env, jobject thiz, jstring path) {

    const char *c_path = (char *) env->GetStringUTFChars(path, 0);

    int error;
    // 打開gif文件
    GifFileType *gifFileType = DGifOpenFileName(c_path, &error);
    DGifSlurp(gifFileType);

    // 自定義一個bean類，來存儲當前播放幀，總幀數，播放延遲的數組，並把bean對象與gifFileType綁定
    GifBean *gifBean = (GifBean *) malloc(sizeof(GifBean));
    memset(gifBean, 0, sizeof(GifBean));
    //初始化當前幀和總幀數
    gifBean->current_frame = 0;
    gifBean->total_frame = gifFileType->ImageCount;
    gifBean->delays = (int *) (malloc(sizeof(int) * gifFileType->ImageCount));
    memset(gifBean->delays, 0, sizeof(int) * gifFileType->ImageCount);

    // 把自己定義的數據結構保存到UserData，便於其它方法的獲取使用
    gifFileType->UserData = gifBean;

    ExtensionBlock *extensionBlock;
    //遍歷每一幀
    for (int i = 0; i < gifFileType->ImageCount; i++) {
        //遍歷每一幀中的擴展塊(度娘Gif編碼)
        SavedImage savedImage = gifFileType->SavedImages[i];
        for (int j = 0; j < savedImage.ExtensionBlockCount; j++) {
            //取圖形控制擴展塊,其中包含延遲時間
            if (savedImage.ExtensionBlocks[j].Function == GRAPHICS_EXT_FUNC_CODE) {
                extensionBlock = &savedImage.ExtensionBlocks[j];
            }
        }
        //獲取延遲時間,extensionBlock的第二,三個元素一起存放延遲時間低8位和高8位向左偏移8位,進行或運算
        //乘10因爲編碼的時間單位是1/100秒 乘10換算爲毫秒
        if (extensionBlock) {
            int frame_delay = 10 * (extensionBlock->Bytes[1] | extensionBlock->Bytes[2] << 8);
            gifBean->delays[i] = frame_delay;
            // LOGD("delays[%d]=%d", i, frame_delay);
        }
    }
    env->ReleaseStringUTFChars(path, c_path);
    return reinterpret_cast<jlong>(gifFileType);
}


// 直接修改bitmap的像素
void drawFrame(GifFileType *gifFileType, GifBean *gifBean, AndroidBitmapInfo info, void *pixels) {

    // 先拿到當前幀
    SavedImage savedImage = gifFileType->SavedImages[gifBean->current_frame];


    GifImageDesc imageDesc = savedImage.ImageDesc;

    // 獲取color map
    //字典,存放的是gif壓縮rgb數據
    ColorMapObject *colorMap = imageDesc.ColorMap;
    //部分圖片某些幀的ColorMapObject取到爲null
    if (colorMap == NULL) {
        colorMap = gifFileType->SColorMap;
    }

    GifByteType gifByteType;
    int pointPixels;
    // bitmap的像素的指針
    int *px = (int *) pixels;
    // 在jni c層中真實存儲是 A B G R
    int bitmapLineStart;    // bitmap每一行的首地址
    for (int y = imageDesc.Top; y < imageDesc.Top + imageDesc.Height; y++) {
        // 更新行的首地址
        bitmapLineStart = y * info.width;
        for (int x = imageDesc.Left; x < imageDesc.Left + imageDesc.Width; x++) {
            // 拿到一個座標的位置索引 --> 數據
            pointPixels = (y - imageDesc.Top) * imageDesc.Width + (x - imageDesc.Left);
            // 解壓 gif中爲了節省內存rgb採用lzw壓縮,所以取rgb信息需要解壓
            // 通過index拿到的是一個壓縮數據
            gifByteType = savedImage.RasterBits[pointPixels];
            // 拿到真正的rgb
            GifColorType gifColorType = colorMap->Colors[gifByteType];
            // 轉成一個int值，並賦值給對應的像素點
            px[bitmapLineStart + x] =
                    argb(255, gifColorType.Red, gifColorType.Green, gifColorType.Blue);

        }

    }
}


extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL
Java_com_bj_gxz_gifjnidecode_GifJni_updateFrame(JNIEnv *env, jobject thiz, jlong native_address_ptr,
                                                jobject bitmap) {

    GifFileType *gifFileType = reinterpret_cast<GifFileType *>(native_address_ptr);
    GifBean *gifBean = (GifBean *) gifFileType->UserData;

    AndroidBitmapInfo info;
    AndroidBitmap_getInfo(env, bitmap, &info);

    void *addrPtr;
    AndroidBitmap_lockPixels(env, bitmap, &addrPtr);

    drawFrame(gifFileType, gifBean, info, addrPtr);
    // 循環播放
    gifBean->current_frame += 1;
    if (gifBean->current_frame >= gifBean->total_frame - 1) {
        gifBean->current_frame = 0;
    }

    AndroidBitmap_unlockPixels(env, bitmap);

    // 把下一幀的延遲時間返回上去
    return gifBean->delays[gifBean->current_frame];
}

效果圖

效果圖略顯異常，是因爲錄屏的原因

源碼

https://github.com/ta893115871/GifJniDecode

注意下讀寫sd卡的權限

參考網上的有關文章

https://blog.csdn.net/poisx/article/details/79122506

https://www.jianshu.com/p/73cf5eacda00

https://www.jianshu.com/p/c0fea0e32817

Android-JNI開發系列《十一》實踐-利用Android C源碼實現GIF圖片的播放

聲明

建議

利用Android 系統的源碼來實現GIF的解碼播放

效果圖

源碼

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https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

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