3D开发学习-初识SurfaceView

本文介绍了作者在Android 3D开发领域的初识,通过SurfaceView来实现一个简单的2D动画。文章详细讲解了SurfaceView的生命周期回调方法,并提供了MainActivity和CustomSurfaceView的实现代码示例,动画效果包括X轴匀速移动、Y轴上抛及爆炸。项目源码已上传至GitHub供学习参考。

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在android上开发已经有三年多了,这次跳槽来到的是一个做VR的公司,但是我却对3D几乎等于是0基础,一跳漫长的学习道路必然不能少了.

在实际开发中,一把那是用view直接去做动画的,但是基于3D的学习,我们现在用SurfaceView来做一个简单的2D动画.对于图SurfaceView一般是去继承他,然后还需要实现SurfaceHolder.Callback接口.onDraw方法是SurfaceView的绘制方法,没触发一次绘制一帧.

在SurfaceHolder.Callback中有2D界面的3个生命周期回调方法:

1.surfaceCreated(SurfaceHolder holder);该方法在SurfaceView创建的时候被调用;

2.surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height);该方法在SurfaceView变化时被调用,在创建后至少调用一次;

3.surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder);该方法在SurfaceView销毁的时候调用;

此动画首先做X做匀速移动,Y轴上抛运动,然后爆炸,效果如下图:


接着对下列实现代码做介绍:

1.控制类MainActivity.java:主要作为SurfaceView的控制类

 @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        /**
         * 设置window没有标题而且全屏
         */
        requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE);
        getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN , WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN);
        //设置屏幕的方向为横向
        setRequestedOrientation(ActivityInfo.SCREEN_ORIENTATION_LANDSCAPE);
        mCustomSurfaceView = new CustomSurfaceView(this);
        /tContentView(R.layout.activity_main);
        setContentView(mCustomSurfaceView);
    }

2.CustomSurfaceView显示类:绘制是由onDeaw方法实现,另外对于实现的Callback方法如下:

    DrawThread mDrawThread; //用于实现绘制的线程
    Bitmap     mBgBitmap; //背景图
    Bitmap     mBulletBitmap; //炮弹位图
    Bitmap[]   mExplodeBmps;//爆炸效果图
    Bullet     mBullet;//炮弹实体类

@Override
    public void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        /**
         * 首先绘制自己的背景
         * 然后绘制炮弹自己
         */
        canvas.drawBitmap(mBgBitmap , 0 , 0 , mPaint);
        mBullet.drawSelf(canvas , mPaint);
    }
 @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        mPaint = new Paint();
        //抗锯齿
        mPaint.setAntiAlias(true);
        //加载炮弹图片
        mBulletBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources() , R.mipmap.bullet);
        mBgBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources() , R.mipmap.bg);
        mExplodeBmps = new Bitmap[]{
                BitmapFactory.decodeResource(getResources() , R.mipmap.explode0) ,
                BitmapFactory.decodeResource(getResources() , R.mipmap.explode1) ,
                BitmapFactory.decodeResource(getResources() , R.mipmap.explode2) ,
                BitmapFactory.decodeResource(getResources() , R.mipmap.explode3) ,
                BitmapFactory.decodeResource(getResources() , R.mipmap.explode4) ,
                BitmapFactory.decodeResource(getResources() , R.mipmap.explode5)
        };
        //创建炮弹对象
        mBullet = new Bullet(this , mBulletBitmap , mExplodeBmps , 200 , 290 , 1.3f , -5.9f );
        mDrawThread  = new DrawThread(this);
        mDrawThread.start();
    }

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

    }

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        mDrawThread.setFlag(false);
    }

3.DrawThread绘制线程类run方法如下:

    @Override
    public void run() {
        super.run();
        Canvas canvas;
        while (mFlag){
            canvas = null;
            //锁定画布
            try {
                canvas = mSurfaceHolder.lockCanvas(null);
                synchronized (mSurfaceHolder){
                    //绘制每一帧
                    mCustomSurfaceView.onDraw(canvas);
                }
            } finally {
                if (canvas != null){
                    //释放锁
                    mSurfaceHolder.unlockCanvasAndPost(canvas);
                }
            }

            try {
                //睡眠一会儿
                Thread.sleep(mSleepTime);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

4.炮弹实体类Bullet类:

public class Bullet {
    CustomSurfaceView mCustomSurfaceView;
    //位图
    private Bitmap   mBulletBitmap;
    //爆炸动画图组
    private Bitmap[] mExplodeBmps;
    //X轴位置
    float mX;
    float mY;
    //X轴速度
    float mVx;
    float mVy;
    //生存时间
    private float mLiveTime;
    //时间间隔
    private float mSpanTime = 0.5f;
    //炮弹尺寸
    private int mBulletSize;
    //是否绘制炮弹标记位
    private boolean isExplosion;
    //爆炸对象的引用
    private Explosion mExplosion;


    public Bullet(CustomSurfaceView customSurfaceView,
                  Bitmap bulletBitmap,
                  Bitmap[] explodeBmps,
                  float x,
                  float y,
                  float vx,
                  float vy)
    {
        mCustomSurfaceView = customSurfaceView;
        mBulletBitmap = bulletBitmap;
        mExplodeBmps = explodeBmps;
        mX = x;
        mY = y;
        mVx = vx;
        mVy = vy;
        mBulletSize = bulletBitmap.getHeight();
    }

    /**
     * 绘制自己
     * @param canvas 画板
     * @param paint 画笔
     */
    public void drawSelf(Canvas canvas, Paint paint) {
        if (isExplosion && mExplosion != null){
            mExplosion.drawSelf(canvas , paint);
        }else {
            go();
            canvas.drawBitmap(mBulletBitmap , mX , mY , paint);
        }

    }

    /**
     * 绘制炮弹前进的方法
     */
    private void go() {
        //在水平方向上做匀速运动
        mX += mVx * mLiveTime;
        //在竖直方向上做上抛运动
        mY += mVy * mLiveTime + 0.5f + Constant.G * mLiveTime * mLiveTime;
        //爆炸点
        if (mX >= Constant.EXPLOSION_X || mY >= Constant.SCREEN_HEIGHT){
            mExplosion = new Explosion(mCustomSurfaceView , mExplodeBmps , mX , mY);
            //不在绘制炮弹
            isExplosion = true;
            return;
        }
        //更新生存时间
        mLiveTime += mSpanTime;
    }
}


此项目仅作为学习用,github项目地址:https://github.com/ynztlxdeai/Bullet-anim

### 如何通过 `adb shell dumpsys SurfaceFlinger --latency` 计算设备帧率 要计算 Android 设备的帧率(FPS),可以通过解析 `adb shell dumpsys SurfaceFlinger --latency` 输出的数据来实现。以下是具体方法: #### 数据采集 运行以下命令可以获取指定层(Layer)的时间戳数据: ```bash adb shell dumpsys SurfaceFlinger --latency "SurfaceView" ``` 对于 API 等级小于等于 23 的设备,可以直接使用 `"SurfaceView"`;而对于 API 等级大于 23 的设备,则需提供完整的 Layer 名称,例如 `"SurfaceView com.example.app/com.example.MainActivity"`[^1]。 #### 数据结构分析 输出的结果是一个三列表格,每行代表一次绘制操作的时间戳信息: - **第一列**:表示当前时间戳(单位为纳秒)。 - **第二列**:表示上一帧完成绘制的时间戳。 - **第三列**:表示 GPU 渲染完成的时间戳。 这些时间戳用于计算每一帧的渲染耗时以及最终的 FPS 值。 #### 计算逻辑 为了计算平均帧率(FPS),需要统计一段时间内的总帧数和总时间差。假设我们有如下伪代码实现这一过程: ```python import numpy as np def calculate_fps(latency_data, time_window=5): # 默认取最近5秒的数据 timestamps = [] for line in latency_data.splitlines(): parts = line.strip().split() if len(parts) != 3: continue current_time = int(parts[0]) / 1e9 # 转换为秒 previous_frame_time = int(parts[1]) / 1e9 # 转换为秒 frame_duration = current_time - previous_frame_time if frame_duration > 0: # 排除异常值 timestamps.append(current_time) start_time = max(timestamps[-1] - time_window, min(timestamps)) filtered_timestamps = [t for t in timestamps if t >= start_time] total_frames = len(filtered_timestamps) elapsed_seconds = (max(filtered_timestamps) - min(filtered_timestamps)) if filtered_timestamps else 0 fps = total_frames / elapsed_seconds if elapsed_seconds > 0 else 0 return fps # 示例调用 data = """ 1684732800000000000 1684732799000000000 1684732798000000000 ... """ print(calculate_fps(data)) ``` 上述脚本会读取 `--latency` 返回的日志并提取有效的时间戳,进而计算出目标时间段内的平均帧率。 #### 注意事项 - 如果硬件不支持 `--latency-clear` 功能,则可能无法完全清除历史记录,这可能导致重复计数问题[^2]。 - 对于不同版本的 Android 系统,Layer Name 的命名方式有所不同,请参照实际测试环境调整输入参数[^3]。 ---
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