Android绘图机制与处理技巧（六）Android图像处理之SurfaceView

SurfaceView与View的区别

Android系统中使用View可以满足大部分绘图要求，View是通过刷新来重绘视图的，Android系统通过发出VSYNC信号来进行屏幕的重绘，刷新的间隔时间为16ms。如果在16ms内View完成了所需要执行的所有操作，那么在用户的视觉上，就不会产生卡顿的感觉；而如果执行的操作逻辑太多，特别是需要频繁刷新的界面上，例如游戏界面，那么就会不断阻塞主线程，从而导致画面卡顿。很多时候，在自定义View的Log中经常会看到如下所示的警告。

“Skipped 47 frames! The application may be doing too much work on its main thread”

这些警告的产生，很多情况下就是因为在绘制过程中，处理逻辑太多造成的。

为了避免这一问题的产生，Android系统提供了SurfaceView组件来解决这个问题。SurfaceView与View的区别主要体现在以下几点。

• View 主要适用于主动更新的情况下，而SurfaceView主要适用于被动更新，例如频繁地刷新。
• View 在主线程中对画面进行刷新，而SurfaceView通常会通过一个子线程来进行页面的刷新。
• View 在绘图时没有使用双缓冲机制，而SurfaceView在底层实现机制中就已经实现了双缓冲机制。

如果你的自定义View需要频繁刷新，或者刷新时数据处理量比较大，那么你就可以考虑使用SurfaceView来取代View了。

SurfaceView的使用

可以套用以下模板来实现：

//实现SurfaceHolder.Callback和Runnable接口
public class SurfaceViewTemplate extends SurfaceView
        implements SurfaceHolder.Callback, Runnable {

    // SurfaceHolder
    private SurfaceHolder mHolder;
    // 用于绘图的Canvas
    private Canvas mCanvas;
    // 子线程标志位
    private boolean mIsDrawing;

    public SurfaceViewTemplate(Context context) {
        super(context);
        initView();
    }

    public SurfaceViewTemplate(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        initView();
    }

    public SurfaceViewTemplate(Context context, AttributeSet attrs, int defStyle) {
        super(context, attrs, defStyle);
        initView();
    }

    private void initView() {
        //初始化SurfaceHolder对象
        mHolder = getHolder();
        //注册SurfaceHolder回调
        mHolder.addCallback(this);
        setFocusable(true);
        setFocusableInTouchMode(true);
        this.setKeepScreenOn(true);
        //mHolder.setFormat(PixelFormat.OPAQUE);
    }

//SurfaceHolder.Callback需要实现的三个方法,分别对应创建改变和销毁
    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        mIsDrawing = true;
        new Thread(this).start();
    }

    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder,
                               int format, int width, int height) {
    }

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        mIsDrawing = false;
    }

//在子线程内进行绘制
    @Override
    public void run() {
      //mIsDrawing标志位控制子线程
        while (mIsDrawing) {
            draw();
        }
    }

    private void draw() {
        try {
          //获得当前Canvas绘图对象
          //获取到的Canvas对象还是继续上次的Canvas对象，而不是一个新的对象。因此，之前的绘图操作都将保留，如果需要擦除，则可以在绘制前，通过drawColor()方法来进行清屏操作。
            mCanvas = mHolder.lockCanvas();
            // draw sth
        } catch (Exception e) {
        } finally {
          if(mCanvas != null)
            //将该方法放到finally代码块中，来保证每次都能将画布内容进行提交
            if (mCanvas != null)
                mHolder.unlockCanvasAndPost(mCanvas);
        }
    }
}

SurfaceView实例

下面来看两个实例:正弦曲线和绘图板来介绍下如何使用SurfaceView进行频繁刷新的绘图方法.

正弦曲线
在界面上不断绘制一个正弦曲线，类似示波器、心电图、股票走势图等。只需要不断修改横纵坐标的值，并让它们满足正弦函数即可。因此，使用一个Path对象来保存正弦函数上的坐标点，在子线程的while循环中，不断改变横纵坐标值，代码如下：

@Override
public void run() {
    while (mIsDrawing) {
        draw();
        x += 1;
        y = (int) (100* Math.sin(x * 2 * Math.PI / 180) + 400);
        mPath.lineTo(x, y);
    }
}

private void draw() {
    try {
        mCanvas = mHolder.lockCanvas();
        // SurfaceView背景
        mCanvas.drawColor(Color.WHITE);
        mCanvas.drawPath(mPath, mPaint);
    } catch (Exception e) {
    } finally {
        if (mCanvas != null)
            mHolder.unlockCanvasAndPost(mCanvas);
    }
}

绘图板

下面介绍下如何使用SurfaceView来实现一个简单的绘图板, 通过Path对象来记录手指滑动的路径来进行绘图。代码如下：

@Override
public void run() {
    long start = System.currentTimeMillis();
    while (mIsDrawing) {
        draw();
    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    // 50 - 100
    if (end - start < 100) {
        try {
          //来线程中进行sleep操作来尽可能的节省系统资源
            Thread.sleep(100 - (end - start));
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

private void draw() {
    try {
        mCanvas = mHolder.lockCanvas();
        mCanvas.drawColor(Color.WHITE);
        mCanvas.drawPath(mPath, mPaint);
    } catch (Exception e) {
    } finally {
        if (mCanvas != null)
            mHolder.unlockCanvasAndPost(mCanvas);
    }
}

//在SurfaceView的onTouchEvent()中来记录Path路径
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
    int x = (int) event.getX();
    int y = (int) event.getY();
    switch (event.getAction()) {
        case MotionEvent.ACTION_DOWN:
            mPath.moveTo(x, y);
            break;
        case MotionEvent.ACTION_MOVE:
            mPath.lineTo(x, y);
            break;
        case MotionEvent.ACTION_UP:
            break;
    }
    return true;
}

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