Android图像渲染：SurfaceView与GLSurfaceView多格式图片加载实现方案

最新推荐文章于 2026-01-03 20:45:05 发布

原创

最新推荐文章于 2026-01-03 20:45:05 发布 · 1.6k 阅读

9 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#android #webpack #前端 #OpenCV #SurfaceView #OpenGL

摘要： 关于Android开发渲染图片，详细介绍SurfaceView传统方案和GLSurfaceView硬件加载两种方案的具体实现，适配灰度图、BGR、YUV420、YUYV等多种格式图片

关键词：Android 图像渲染 SurfaceView GLSurfaceView

一、背景：
项目开发中需连续绘制多种格式图片（如BGR、YUV420、灰度图等），初始采用SurfaceView实现渲染，暴露以下关键问题：

帧率不稳定： SurfaceView虽支持子线程绘制，但在高频更新场景（如>30fps）下，帧率波动显著，单帧绘制耗时50-80ms，难以满足流畅性要求。
CPU占用过高：处理非RGB格式时（如YUV420→RGB转换），需依赖CPU格式转换，单帧图像消耗15ms以上，同时Bitmap内存复制进一步加剧负载，总CPU占用率达50%-70%。

GLSurfaceView通过OpenGL ES API将计算负载卸载至GPU，大大减少CPU占用，提高刷新率，现总结SurfaceView和GLSurfaceView两种渲染方案实现方案

二、SurfaceView
结合SurfaceView与OpenCV实现多格式图片加载的方案，主要通过SurfaceView的子线程绘制能力OpenCV的图片格式转换能力协同工作，实现步骤：

OpenCV 环境初始化，支持跨格式转换

 // 加载图片之前完成初始化
 val initOpenCV = OpenCVLoader.initLocal()
 if (initOpenCV){
   // 初始化成功
 }

SurfaceView 基础设置,监听Surface的生命周期

   mSurfaceView.holder.addCallback(object : SurfaceHolder.Callback {
          override fun surfaceCreated(p0: SurfaceHolder) {
  			//当Surface首次创建完成后调用
  			mHolder = p0  //保存SurfaceHolder，供后续使用
  			isDraw = true //设置变量控制绘制线程
  			startDrawThread()  // 启动绘制线程
          }
 
          override fun surfaceChanged(p0: SurfaceHolder, p1: Int, p2: Int, p3: Int) {
  			//Surface的尺寸或格式发生变化时调用
  			mHolder = p0  // 更新全局变量mHolder
          }
 
          override fun surfaceDestroyed(p0: SurfaceHolder) {
  			//当Surface被销毁前调用
  			isDraw = false
  			clearQueue()
          }
  })

创建绘制线程，通过独立线程避免 UI 阻塞
3.1. 新建阻塞队列，使用LinkedBlockingQueue存储待绘制的Bitmap，控制内存占用

 var bitmapQueue = LinkedBlockingQueue<Bitmap>(1) // 大小为1的阻塞队列
 // 添加Bitmap到队列（队列满时自动丢弃最旧的帧）
 fun addBitmap(bitmap: Bitmap?) {
  	//剩余容量为0，丢弃队首的旧帧
      if (bitmapQueue.remainingCapacity() == 0) {
          val oldBitmap: Bitmap = bitmapQueue.poll()
          if (oldBitmap != null && !oldBitmap.isRecycled) {
              oldBitmap.recycle() // 回收Bitmap资源
          }
      }
      bitmapQueue.offer(bitmap) // 非阻塞添加新帧
 }
 // 清理队列中的Bitmap资源
 fun clearQueue() {
      for (bitmap in bitmapQueue) {
          if (bitmap != null && !bitmap.isRecycled) {
              bitmap.recycle()
          }
      }
      bitmapQueue.clear()
 }

3.2. 绘制线程，不断获取Bitmap并绘制到SurfaceView上

  fun startDrawThread(){
      lifecycleScope.launch(Dispatchers.IO) {
          while (isDraw){
  			// 从队列获取Bitmap（阻塞直到有可用帧）
              var drawBitmap  = bitmapQueue.take()
              drawBitmap?.let {
                  if (!it.isRecycled){
                      var canvas:Canvas?=null
                      try {
                          canvas = mHolder?.lockCanvas() // 获取画布
                          canvas?.let {it1->
                              val viewRect = Rect(0, 0, viewW, viewH)
                              it1.drawBitmap(it, null, viewRect, imgPaint)
                          }
                      }catch (e:Exception){
                          e.printStackTrace()
                      }finally {
                          mHolder?.unlockCanvasAndPost(canvas) // 提交绘制内容
                          it.recycle() // 绘制完成后回收资源
                      }
                  }
              }
          }
      }
  }

关键说明

线程安全
1. surfaceCreated()中启动绘制线程
2. surfaceDestroyed()中停止线程并清理资源
3. 使用isDraw控制线程生命周期
队列管理
1. 队列大小设为1（根据需求可调整），避免内存堆积
2. addBitmap()方法实现队列满时丢弃最旧帧并回收资源
3. 绘制线程通过take()阻塞获取新帧，队列空时自动等待
资源回收
1. 绘制完成后立即recycle() Bitmap,减少内存占用
2. surfaceDestroyed()中清理队列残留资源
3. 添加前检查Bitmap有效性,避免操作已回收资源

OpenCV格式转换,实现多种图像格式字节流（ByteArray）到Android Bitmap的转换
4.1. 灰度图->Bitmap

  val grayMat = Mat(height, width, CvType.CV_8UC1).apply {
      put(0, 0, gray)
  }
  Imgproc.cvtColor(grayMat, rgbMat, Imgproc.COLOR_GRAY2RGB)
  val bitmap = Bitmap.createBitmap(rgbMat.cols(), rgbMat.rows(), Bitmap.Config.RGB_565)
  Utils.matToBitmap(rgbMat, bitmap)

4.2. BGR->Bitmap

 val bgrMat = Mat(height, width, CvType.CV_8UC3).apply {
          put(0, 0, bgr)
  }
  Imgproc.cvtColor(bgrMat, rgbMat, Imgproc.COLOR_BG

最低0.47元/天解锁文章