NDK 开发之 Bitmap 的使用

一、前言

Bitmap 是 Android 中经常使用到的图片操作的一个类，它包含了图片的宽、高、格式、像素等信息。那么我们怎么在 NDK 中使用它呢。

二、bitmap.h

1. 介绍

NDK 已经为我们准备好了在 NDK 中操作 Bitmap 的相关头文件了，它就是 <android/bitmap.h>。我们先来看看这个头文件里面都包含哪些重要的信息吧。

2. AndroidBitmapInfo

一个包含 Bitmap 常用信息的结构体，定义如下：

/** Bitmap info, see AndroidBitmap_getInfo(). */
typedef struct {
    /** The bitmap width in pixels. */
    uint32_t    width;
    /** The bitmap height in pixels. */
    uint32_t    height;
    /** The number of byte per row. */
    uint32_t    stride;
    /** The bitmap pixel format. See {@link AndroidBitmapFormat} */
    int32_t     format;
    /** Unused. */
    uint32_t    flags;      // 0 for now
} AndroidBitmapInfo;

3. AndroidBitmapFormat

Bitmap 的图片格式枚举，和 Java 端所对应

/** Bitmap pixel format. */
enum AndroidBitmapFormat {
    /** No format. */
    ANDROID_BITMAP_FORMAT_NONE      = 0,
    /** Red: 8 bits, Green: 8 bits, Blue: 8 bits, Alpha: 8 bits. **/
    ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGBA_8888 = 1,
    /** Red: 5 bits, Green: 6 bits, Blue: 5 bits. **/
    ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGB_565   = 4,
    /** Deprecated in API level 13. Because of the poor quality of this configuration, it is advised to use ARGB_8888 instead. **/
    ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGBA_4444 = 7,
    /** Alpha: 8 bits. */
    ANDROID_BITMAP_FORMAT_A_8       = 8,
};

4. 接口返回码

/** AndroidBitmap functions result code. */
enum {
    /** Operation was successful. */
    ANDROID_BITMAP_RESULT_SUCCESS           = 0,
    /** Bad parameter. */
    ANDROID_BITMAP_RESULT_BAD_PARAMETER     = -1,
    /** JNI exception occured. */
    ANDROID_BITMAP_RESULT_JNI_EXCEPTION     = -2,
    /** Allocation failed. */
    ANDROID_BITMAP_RESULT_ALLOCATION_FAILED = -3,
};

5. 方法

/**
 * 给定一个 java 的 bitmap 对象，获取到对应的 AndroidBitmapInfo 结构体
 */
int AndroidBitmap_getInfo(JNIEnv* env, jobject jbitmap,
                          AndroidBitmapInfo* info);
 
/**
 * 将 addrPtr 指向图片的像素地址。这个方法会锁定图片的所有像素不能改变，直到调用AndroidBitmap_unlockPixels 方法
 */
int AndroidBitmap_lockPixels(JNIEnv* env, jobject jbitmap, void** addrPtr);
 
/**
 * 解除对图片像素的锁定
 */
int AndroidBitmap_unlockPixels(JNIEnv* env, jobject jbitmap);

三、JNI中创建Bitmap

Bitmap是Java中的类，需要在JNI中创建的话，可以通过JNI先获取到对应的Java类和方法，然后再通过相应构造函数去创建。

代码示例：

jobject createBitmap(JNIEnv *env, int width, int height) {
    jclass bitmapClazz = env->FindClass("android/graphics/Bitmap");
    // Bitmap createBitmap(int width, int height, @NonNull Config config)
    jmethodID createBitmapMethod = env->GetStaticMethodID(bitmapClazz, "createBitmap",
                                                          "(IILandroid/graphics/Bitmap$Config;)Landroid/graphics/Bitmap;");
    jstring configName = env->NewStringUTF("ARGB_8888");
    jclass bitmapConfigClazz = env->FindClass("android/graphics/Bitmap$Config");
    jmethodID valueOfBitmapConfigMethod = env->GetStaticMethodID(bitmapConfigClazz, "valueOf",
                                                                 "(Ljava/lang/String;)Landroid/graphics/Bitmap$Config;");
    jobject bitmapConfig = env->CallStaticObjectMethod(bitmapConfigClazz, valueOfBitmapConfigMethod, configName);
    jobject newBitmap = env->CallStaticObjectMethod(bitmapClazz, createBitmapMethod, width, height, bitmapConfig);
    return newBitmap;
}

这里创建出来的Bitmap内存归Java层去管理。

四、实例操作

1. MainActivity

import android.app.Activity;
import android.graphics.Bitmap;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
 
import java.nio.Buffer;
import java.nio.ByteBuffer;
 
public class MainActivity extends Activity {
 
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }
 
    private static final String TAG = "MainActivity";
 
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(1, 1, Bitmap.Config.ARGB_8888);
        bitmap.eraseColor(0xff336699); // AARRGGBB
        byte[] bytes = new byte[bitmap.getWidth() * bitmap.getHeight() * 4];
        Buffer dst = ByteBuffer.wrap(bytes);
        bitmap.copyPixelsToBuffer(dst);
        // ARGB_8888 真实的存储顺序是 R-G-B-A
        Log.d(TAG, "R: " + Integer.toHexString(bytes[0] & 0xff));
        Log.d(TAG, "G: " + Integer.toHexString(bytes[1] & 0xff));
        Log.d(TAG, "B: " + Integer.toHexString(bytes[2] & 0xff));
        Log.d(TAG, "A: " + Integer.toHexString(bytes[3] & 0xff));
        passBitmap(bitmap);
    }
 
    public native void passBitmap(Bitmap bitmap); // 传递一个 Bitmap 给 NDK
 
}

主要是创建一个 Bitmap 调用 passBitmap() 方法传递给 NDK。

2. native-lib.cpp

#include <jni.h>
#include <android/bitmap.h>
#include "log.hpp"
 
extern "C" {
 
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_afei_myapplication_MainActivity_passBitmap(JNIEnv *env, jobject instance, jobject bitmap) {
    if (NULL == bitmap) {
        LOGE("bitmap is null!");
        return;
    }
    AndroidBitmapInfo info; // create a AndroidBitmapInfo
    int result;
    // 获取图片信息
    result = AndroidBitmap_getInfo(env, bitmap, &info);
    if (result != ANDROID_BITMAP_RESULT_SUCCESS) {
        LOGE("AndroidBitmap_getInfo failed, result: %d", result);
        return;
    }
    LOGD("bitmap width: %d, height: %d, format: %d, stride: %d", info.width, info.height,
         info.format, info.stride);
    // 获取像素信息
    unsigned char *addrPtr;
    result = AndroidBitmap_lockPixels(env, bitmap, reinterpret_cast<void **>(&addrPtr));
    if (result != ANDROID_BITMAP_RESULT_SUCCESS) {
        LOGE("AndroidBitmap_lockPixels failed, result: %d", result);
        return;
    }
    // 执行图片操作的逻辑
    int length = info.stride * info.height;
    for (int i = 0; i < length; ++i) {
        LOGD("value: %x", addrPtr[i]);
    }
    // 像素信息不再使用后需要解除锁定
    result = AndroidBitmap_unlockPixels(env, bitmap);
    if (result != ANDROID_BITMAP_RESULT_SUCCESS) {
        LOGE("AndroidBitmap_unlockPixels failed, result: %d", result);
    }
}
 
}

主要是接收到 Bitmap 对象，并且打印出一些信息。

3. 运行结果

通过 JNI_LOG 我们可以看到，NDK 层的图片信息输出和 Java 层的是一致的。

五、编译的问题

注意，要使用 的话，必须要链接 jnigraphics 库，否则会报类似 undefined reference to ‘AndroidBitmap_getInfo’ 这样的错误。

1. CMakeLists.txt 中

target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       native-lib
 
                       # 加上下面这一行
                       jnigraphics
                       # Links the target library to the log library
                       # included in the NDK.
                       ${log-lib} )

2. Android.mk 中

LOCAL_LDLIBS += -ljnigraphics

​

其它：

log.hpp 的介绍在这个链接：NDK 开发之 Android log 输出的工具类封装

​NDK 学习系列：Android NDK 从入门到精通（汇总篇）