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| 1 | +SurfaceView与TextureView |
| 2 | +=== |
| 3 | + |
| 4 | + |
| 5 | +## SurfaceView |
| 6 | + |
| 7 | +在说SurfaceView之前,需要先说一下几个相关的部分。 |
| 8 | + |
| 9 | +### `Surface`简介 |
| 10 | + |
| 11 | +- `Surface`就是“表面”的意思。在`SDK`的文档中,对`Surface`的描述是这样的:“`Handle onto a raw buffer that is being managed by the screen compositor`”, |
| 12 | + 翻译成中文就是“由屏幕显示内容合成器`(screen compositor)`所管理的原生缓冲器的句柄”, 这句话包括下面两个意思: |
| 13 | + |
| 14 | + - 通过`Surface`(因为`Surface`是句柄)就可以获得原生缓冲器以及其中的内容。就像在`C`语言中,可以通过一个文件的句柄,就可以获得文件的内容一样; |
| 15 | + - 原生缓冲器(`rawbuffer`)是用于保存当前窗口的像素数据的。 |
| 16 | + |
| 17 | +- 简单的说`Surface`对应了一块屏幕缓冲区,每个`Window`对应一个`Surface`,任何`View`都是画在`Surface`上的,传统的`view`共享一块屏幕缓冲区,所有的绘制必须在`UI`线程中进行 |
| 18 | +- 我们不能直接操作`Surface`实例,要通过`SurfaceHolder`,在`SurfaceView`中可以通过`getHolder()`方法获取到`SurfaceHolder`实例。 |
| 19 | +- `Surface`是一个用来画图形的地方,但是我们知道画图都是在一个`Canvas`对象上面进行的,*`Surface`中的`Canvas`成员,是专门用于提供画图的地方,就像黑板一样,其中的原始缓冲区是用来保存数据的地方, |
| 20 | + `Surface`本身的作用类似一个句柄,得到了这个句柄就可以得到其中的`Canvas`、原始缓冲区以及其他方面的内容,所以简单的说`Surface`是用来管理数据的(句柄)*。 |
| 21 | + |
| 22 | +### `SurfaceView`简介 |
| 23 | + |
| 24 | +- 简单的说`SurfaceView`就是一个有`Surface`的`View`里面内嵌了一个专门用于绘制的`Surface`,`SurfaceView`控制这个`Surface`的格式和尺寸以及绘制位置。 |
| 25 | + ```java |
| 26 | + if (mWindow == null) { ß |
| 27 | + mWindow = new MyWindow(this); |
| 28 | + mLayout.type = mWindowType; |
| 29 | + mLayout.gravity = Gravity.LEFT|Gravity.TOP; |
| 30 | + mSession.addWithoutInputChannel(mWindow, mWindow.mSeq, mLayout, |
| 31 | + mVisible ? VISIBLE : GONE, mContentInsets); |
| 32 | + } |
| 33 | + ``` |
| 34 | + 很明显,每个`SurfaceView`创建的时候都会创建一个`MyWindow`,`new MyWindow(this)`中的`this`正是`SurfaceView`自身,因此将`SurfaceView`和`window`绑定在一起,而前面提到过每个`window`对应一个`Surface`, |
| 35 | + 所以`SurfaceView`也就内嵌了一个自己的`Surface`,可以认为`SurfaceView`是来控制`Surface`的位置和尺寸。传统`View`及其派生类的更新只能在`UI`线程,然而`UI`线程还同时处理其他交互逻辑, |
| 36 | + 这就无法保证`view`更新的速度和帧率了,而`SurfaceView`可以用独立的线程来进行绘制,因此可以提供更高的帧率,例如游戏,摄像头取景等场景就比较适合用`SurfaceView`来实现。 |
| 37 | + |
| 38 | +- `Surface`是纵深排序`(Z-ordered)`的,这表明它总在自己所在窗口的后面。 |
| 39 | +- `Surfaceview`提供了一个可见区域,只有在这个可见区域内的`Surface`部分内容才可见,可见区域外的部分不可见,所以可以认为**`SurfaceView`就是展示`Surface`中数据的地方**,`Surface`就是管理数据的地方, |
| 40 | + `SurfaceView`就是展示数据的地方,只有通过`SurfaceView`才能展现`Surface`中的数据。 |
| 41 | + |
| 42 | +  |
| 43 | + |
| 44 | + |
| 45 | +- `Surface`的排版显示受到视图层级关系的影响,它的兄弟视图结点会在顶端显示。这意味者`Surface`的内容会被它的兄弟视图遮挡,这一特性可以用来放置遮盖物`(overlays)`(例如,文本和按钮等控件)。 |
| 46 | + 注意,如果`Surface`上面有透明控件,那么它的每次变化都会引起框架重新计算它和顶层控件的透明效果,这会影响性能。`surfaceview`变得可见时,`surface`被创建;`surfaceview`隐藏前,`surface`被销毁。 |
| 47 | + 这样能节省资源。如果你要查看`surface`被创建和销毁的时机,可以重载`surfaceCreated(SurfaceHolder)`和`surfaceDestroyed(SurfaceHolder)`。 |
| 48 | + **`SurfaceView`的核心在于提供了两个线程:`UI`线程和渲染线程**,两个线程通过“双缓冲”机制来达到高效的界面适时更新。而这个双缓冲可以理解为,SurfaceView在更新视图时用到了两张Canvas,一张frontCanvas和一张backCanvas。每次实际显示的是frontCanvas,backCanvas存储的是上一次更改前的视图,当使用lockCanvas()获取画布时,得到的实际上是backCanvas而不是正在显示的frontCanvas,之后你在获取到的backCanvas上绘制新视图,再unlockCanvasAndPost(canvas)此视图,那么上传的这张canvas将替换原来的frontCanvas作为新的frontCanvas,原来的frontCanvas将切换到后台作为backCanvas。例如,如果你已经先后两次绘制了视图A和B,那么你再调用lockCanvas()获取视图,获得的将是A而不是正在显示的B,之后你将重绘的C视图上传,那么C将取代B作为新的frontCanvas显示在SurfaceView上,原来的B则转换为backCanvas。 |
| 49 | + |
| 50 | + |
| 51 | +SurfaceView的优缺点: |
| 52 | + |
| 53 | +一般的Activity包含的多个View会组成View hierachy的树形结构,只有最顶层的DectorView才是对WMS可见的,这个DecorView在WMS中有一个对应的WindowState,再SurfaceFlinger中有对应的Layer,而SurfaceView正因为它有自己的Surface,有自己的Window,它在WMS中有对应的WindowState,在SurfaceFlinger中有Layer。虽然在App端它仍在View hierachy中,但在Server端(WMS和SurfaceFlinger)中,它与宿主窗口是分离的。这样的好处是对这个Surface的渲染可以放到单独的线程中去做,渲染时可以有自己的GL context。因为它不会影响主线程对时间的响应。所以它的优点就是可以在独立的线程中绘制,不影响主线程,而且使用双缓冲机制,播放视频时画面更顺畅。但是这也有缺点,因为这个Surface不在View hierachy中,它的显示也不受View的属性控制,所以不能进行平移、缩放等动画,它也不能放在其它ViewGroup中,SurfaceView不能嵌套使用,而且不能使用某些View的特性,例如View.setAlpha()。 |
| 54 | + |
| 55 | + |
| 56 | +***从Android7.0开始,SurfaceView的窗口位置与其他View渲染同步更新。 这意味着在屏幕上平移和缩放SurfaceView不会导致渲染失真。*** |
| 57 | + |
| 58 | + |
| 59 | +### `SurfaceHolder`简介 |
| 60 | + |
| 61 | +显示一个`Surface`的抽象接口,使你可以控制`Surface`的大小和格式以及在`Surface`上编辑像素,和监视`Surace`的改变。这个接口通常通过`SurfaceView`类实现。 |
| 62 | +简单的说就是我们无法直接操作`Surface`只能通过`SurfaceHolder`这个接口来获取和操作`Surface`。 |
| 63 | +`SurfaceHolder`中提供了一些`lockCanvas()`:获取一个`Canvas`对象,并锁定之。所得到的`Canvas`对象,其实就是`Surface`中一个成员。加锁的目的其实就是为了在绘制的过程中, |
| 64 | +`Surface`中的数据不会被改变。`lockCanvas`是为了防止同一时刻多个线程对同一`canvas`写入。 |
| 65 | + |
| 66 | + |
| 67 | +*从设计模式的角度来看,`Surface、SurfaceView、SurfaceHolder`实质上就是`MVC(Model-View-Controller)`,`Model`就是模型或者说是数据模型,更简单的可以理解成数据,在这里也就是`Surface`, |
| 68 | +`View`就是视图,代表用户交互界面,这里就是`SurfaceView`,`SurfaceHolder`就是`Controller.`* |
| 69 | + |
| 70 | + |
| 71 | +## TextureView |
| 72 | + |
| 73 | +因为上面所说的SurfaceView不在主窗口中,它没法做动画没法使用一些View的特性方法,所以在Android 4.0中引入了TextureView,它是一个结合了View和SurfaceTexture的View对象。它不会在WMS中单独创建窗口,而是作为View hierachy中的一个普通view,因此它可以和其他普通View一样进行平移、旋转等动画。但是TextureView必须在硬件加速的窗口中,它显示的内容流数据可以来自App进程或者远程进程。 |
| 74 | + |
| 75 | +TextureView重载了draw()方法,其中主要SurfaceTexture中收到的图像数据作为纹理更新到对应的HardwareLayer中。 |
| 76 | + |
| 77 | +SurfaceTexture.OnFrameAvailableListener用于通知TextureView内容流有新图像到来。SurfaceTextureListener接口用于让TextureView的使用者知道SurfaceTexture已准备好,这样就可以把SurfaceTexture交给相应的内容源。Surface为BufferQueue的Producer接口实现类,使生产者可以通过它的软件或硬件渲染接口为SurfaceTexture内部的BufferQueue提供graphic buffer。 |
| 78 | + |
| 79 | +SurfaceTexture可以用作非直接输出的内容流,这样就提供二次处理的机会。与SurfaceView直接输出相比,这样会有若干帧的延迟。同时,由于它本身管理BufferQueue,因此内存消耗也会稍微大一些。 |
| 80 | +TextureView是一个可以把内容流作为外部纹理输出在上面的View, 它本身需要是一个硬件加速层。 |
| 81 | + |
| 82 | + |
| 83 | +### SurfaceTexture |
| 84 | + |
| 85 | +SurfaceTexture是Surface和OpenGL ES(GLES)纹理的组合。SurfaceTexture用于提供输出到GLES 纹理的Surface。 |
| 86 | + |
| 87 | +SurfaceTexture 包含一个应用是其使用方的BufferQueue。当生产方将新的缓冲区排入队列时,onFrameAvailable() 回调会通知应用。然后,应用调用updateTexImage(),这会释放先前占有的缓冲区,从队列中获取新缓冲区并执行EGL调用,从而使GLES可将此缓冲区作为外部纹理使用。 |
| 88 | + |
| 89 | +## SurfaceView vs TextureView |
| 90 | + |
| 91 | +与 SurfaceView 相比,TextureView 具有更出色的 Alpha 版和旋转处理能力,但在视频上以分层方式合成界面元素时,SurfaceView 具有性能方面的优势。当客户端使用 SurfaceView 呈现内容时,SurfaceView 会为客户端提供单独的合成层。如果设备支持,SurfaceFlinger 会将单独的层合成为硬件叠加层。当客户端使用 TextureView 呈现内容时,界面工具包会使用 GPU 将 TextureView 的内容合成到 View 层次结构中。对内容进行的更新可能会导致其他 View 元素重绘,例如,如果其他 View 位于 TextureView 上方。View 呈现完成后,SurfaceFlinger 会合成应用界面层和所有其他层,以便每个可见像素合成两次。 |
| 92 | + |
| 93 | +***注意:受 DRM 保护的视频只能在叠加平面上呈现。支持受保护内容的视频播放器必须使用 SurfaceView 进行实现。*** |
| 94 | + |
| 95 | +| 项目 | SurfaceView | TextureView | |
| 96 | +| -------- | -----: | :----: | |
| 97 | +| 内存 | 低 | 高 | |
| 98 | +| 耗电 | 低 | 高 | |
| 99 | +| 绘制 | 及时 | 1-3帧延迟 | |
| 100 | +| 动画和截图 | 不支持 | 支持 | |
| 101 | + |
| 102 | + |
| 103 | + |
| 104 | +- 在android 7.0上系统surfaceview的性能比TextureView更有优势,支持对象的内容位置和包含的应用内容同步更新,平移、缩放不会产生黑边。 - 在7.0以下系统如果使用场景有动画效果,可以选择性使用TextureView |
| 105 | +- 由于失效(invalidation)和缓冲的特性,TextureView增加了额外1~3帧的延迟显示画面更新 |
| 106 | +- TextureView总是使用GL合成,而SurfaceView可以使用硬件overlay后端,可以占用更少的内存 |
| 107 | +- TextureView的内部缓冲队列导致比SurfaceView使用更多的内存 |
| 108 | +- SurfaceView: 内部自己持有surface,surface 创建、销毁、大小改变时系统来处理的,通过surfaceHolder 的callback回调通知。当画布创建好时,可以将surface绑定到MediaPlayer中。SurfaceView如果为用户可见的时候,创建SurfaceView的SurfaceHolder用于显示视频流解析的帧图片,如果发现SurfaceView变为用户不可见的时候,则立即销毁SurfaceView的SurfaceHolder,以达到节约系统资源的目的 |
| 109 | + |
| 110 | + |
| 111 | + |
| 112 | + |
| 113 | + |
| 114 | +--- |
| 115 | + |
| 116 | +- 邮箱 :charon.chui@gmail.com |
| 117 | +- Good Luck! |
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