Android Studio Cmake & OpenCV3.2环境

Posted 2022-12-14 哇小明

前言：

• Cmake是跨平台的一个编译配置工具，android studio 2.2之后就开始支持这个cmake工具了，之前Android studio开发c++都是利用NDK的方式，也就是Android.mk + Application.mk + soucre.cpp的构建方式，然后在gradle构建工具下执行一条命令生成c++ so库并打包进去。而cmake则是 CMakeLists.txt + source.cpp 的形式。

• 对比起来，我更喜欢用CMakeLists.txt的形式，结构看起来比较清晰，比较适合从linux下转到android上的人来使用。

官方的说明：

● Android 原生开发工具包 (NDK)：这套工具集允许您为 Android 使用 C 和 C++ 代码，并提供众多平台库，让您可以管理原生 Activity 和访问物理设备组件，例如传感器和触摸输入。
● CMake：一款外部构建工具，可与 Gradle 搭配使用来构建原生库。如果您只计划使用 ndk-build，则不需要此组件。

准备资源：

OpenCV3.2 Android 源码包，下载地址：https://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/files/opencv-android/3.2.0/opencv-3.2.0-android-sdk.zip/download

下载安装CMake工具

打开SDK Manager ：

复选CMake和NDK 然后下载。

简单的CMake工程

新建一个Android Studio工程，记得勾选 Include C++ Supports。这样子新建完的工程，目录结构是这样的：

红色方框标出来的就是跟普通android工程不一样的地方，多了CMake工程一些需要的。
这三个东西都是NDK部分：
1. .externalNativeBuild文件夹：cmake编译好的文件, 显示支持的各种硬件等信息。系统生成。
2. cpp文件夹：存放C/C++代码文件，native-lib.cpp文件是该Demo中自带的，可更改。需要自己编写。
3. CMakeLists.txt文件：CMake脚本配置的文件。需要自己配置编写。

编译的过程：
打开和CMkaeLists.txt的同级目录下的gradle文件：

关注其中两部分，一个是defaultconfig 模块中的externalNativeBuild，这里面主要是配置cmake一些编译属性，标志等，具体语法android官方有说明。下面那个模块主要是指定编译的CMakeLists.txt的文件。

CMakeLists.txt文件用于配置JNI项目属性，主要用于声明CMake使用版本、so库名称、C/CPP文件路径等信息，下面是该文件内容：

# For more information about using CMake with Android Studio, read the
# documentation: https://d.android.com/studio/projects/add-native-code.html

# Sets the minimum version of CMake required to build the native library.

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# Creates and names a library, sets it as either STATIC
# or SHARED, and provides the relative paths to its source code.
# You can define multiple libraries, and CMake builds them for you.
# Gradle automatically packages shared libraries with your APK.

add_library( # Sets the name of the library.
             native-lib

             # Sets the library as a shared library.
             SHARED

             # Provides a relative path to your source file(s).
             src/main/cpp/native-lib.cpp )

# Searches for a specified prebuilt library and stores the path as a
# variable. Because CMake includes system libraries in the search path by
# default, you only need to specify the name of the public NDK library
# you want to add. CMake verifies that the library exists before
# completing its build.

find_library( # Sets the name of the path variable.
              log-lib

              # Specifies the name of the NDK library that
              # you want CMake to locate.
              log )

# Specifies libraries CMake should link to your target library. You
# can link multiple libraries, such as libraries you define in this
# build script, prebuilt third-party libraries, or system libraries.

target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       native-lib

                       # Links the target library to the log library
                       # included in the NDK.
                       $log-lib )

---

• cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

     CMake最小版本使用的是3.4.1。
  

• *add_library*()

  配置so库信息（为当前当前脚本文件添加库）

• native-lib

  这个是声明引用so库的名称，在项目中，如果需要使用这个so文件，引用的名称就是这个。值得注意的是，实际上生成的so文件名称是libnative-lib。当Run项目或者build项目是，在Module级别的build文件下的intermediates\\transforms\\mergeJniLibs\\debug\\folders\\2000\\1f\\main下会生成相应的so库文件。

• SHARED

     这个参数表示共享so库文件，也就是在Run项目或者build项目时会在目录intermediates\\transforms\\mergeJniLibs\\debug\\folders\\2000\\1f\\main下生成so库文。此外，so库文件都会在打包到.apk里面，可以通过选择菜单栏的*Build->Analyze Apk...**查看apk中是否存在so库文件，一般它会存放在lib目录下。
  

• src/main/cpp/native-lib.cpp

  构建so库的源文件。

STATIC：静态库，是目标文件的归档文件，在链接其它目标的时候使用。
SHARED：动态库，会被动态链接，在运行时被加载。
MODULE：模块库，是不会被链接到其它目标中的插件，但是可能会在运行时使用dlopen-系列的函数动态链接。

• 头文件

  也可以配置头文件路径，方法是（注意这里指定的是目录而非文件）：
  include_directories([AFTER|BEFORE] [SYSTEM] dir1 [dir2 …])
  下面的配置实际上与自定义的JNI项目（自定义的so库）没有太大关系。
  find_library()
  这个方法与我们要创建的so库无关而是使用NDK的Apis或者库，默认情况下Android平台集成了很多NDK库文件，所以这些文件是没有必要打包到apk里面去的。直接声明想要使用的库名称即可（猜测：貌似是在Sytem/libs目录下）。在这里不需要指定库的路径，因为这个路径已经是CMake路径搜索的一部分。如示例中使用的是log相关的so库。

• log-lib

  这个指定的是在NDK库中每个类型的库会存放一个特定的位置，而log库存放在log-lib中
  

• log

  指定使用log库

• target_link_libraries()

  如果你本地的库（native-lib）想要调用log库的方法，那么就需要配置这个属性，意思是把NDK库关联到本地库。

• native-lib

  要被关联的库名称

• $log-lib

  要关联的库名称，要用大括号包裹，前面还要有$符号去引用。

更具体的信息可以去android官网查询。

代码里面也自动加载库：

 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) 
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

    // Example of a call to a native method
    TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.sample_text);
    tv.setText(stringFromJNI());
    

    /**
     * A native method that is implemented by the 'native-lib' native library,
     * which is packaged with this application.
     */
    public native String stringFromJNI();

    // Used to load the 'native-lib' library on application startup.
    static 
        System.loadLibrary("native-lib");
    

点击运行，就会出现Hello from C++的字符串了。

构建OpenCV cmake环境

下载下来的opencv 包目录如下：
- apk
- samples
- sdk

这边搭建的android opencv的 jni环境，所以只需要sdk/native/jni/include 头文件和sdk/native/libs 对应平台的so文件即可。其他的一些cmake里面原生的配置文件是opencv自带的为了和ndk结合，需要在Android.mk 去执行OpenCV.mk 文件，动态生成opencv的库，这样的好处是可以修改opencv源代码，比较复杂。

把include文件拷贝到cpp目录下，在main目录下创建一个jniLibs/ 目录，把libs下的对应平台的文件夹拷贝进去。

再次配置gradle文件：

• 加入abi 过滤：

ndk 
            abiFilters  'x86'

        

这个模块加在defaultconfig 模块中 externalNativeBuild的下面，这样子编译的时候就只会去找你过滤的平台了，我这边实在电脑上运行虚拟机，所以是 ‘x86’，可以根据实际情况改，比如手机设备可以改成 armeabi-v7a 。

• 修改CMakeLists.txt文件

set(CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE on)
set(libs "$CMAKE_SOURCE_DIR/src/main/jniLibs")

#设置头文件路径
include_directories($CMAKE_SOURCE_DIR/src/main/cpp/include) 


#添加库

add_library(libopencv_java3 SHARED IMPORTED )
set_target_properties(libopencv_java3 PROPERTIES
    IMPORTED_LOCATION "$libs/$ANDROID_ABI/libopencv_java3.so")

#......
#......

#添加链接的opencv库和 android一些常用的库比如ljnigraphics，bitmap需要用到
target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       native-lib android log -ljnigraphics libopencv_java3

                       # Links the target library to the log library
                       # included in the NDK.
                       $log-lib )

这么一来opencv的cmake环境就配置好了，打开native-lib.cpp

#include <jni.h>
#include <string>
#include <opencv/cv.h>
#include <opencv2/opencv.hpp>


using namespace cv;

extern "C"
JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_opencv_wmy_opencvtest_MainActivity_stringFromJNI(
        JNIEnv* env,
        jobject /* this */) 
    Mat m = imread("bike.jpg");



    std::string hello = "Hello from C++";
    return env->NewStringUTF(hello.c_str());

opencv的头文件加在正确，在此环境下函数都有代码提示，点击运行,成功执行，在界面会显示一个 Hello from C++，表示opencv环境已经好了。

opencv主要是用来图像计算和处理的，放在C++层效率会更快一点，后面会陆续推出几篇博客，如何在java层和jni传图像数据，敬请期待！