Skia绘制代码分析
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Skia绘制代码分析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
原文出处：http://blog.csdn.net/hgl868/article/details/45584187
路径绘制尽管使用频率相对于图像绘制、文本绘制低，但却是非常重要的一个基本特性。所有不规则图形（椭圆、圆角矩形、三角形、简单的文字），最后都避不开路径绘制。
而且，若自己实现一个2D引擎，这块内容是很具有参考意义的，用OpenGL的话，图像采样等都很少关注了，对对坐标就好。但菱角、圆弧、曲线等如何绘制仍然是一个难题，这时就可以参考Skia中drawPath的实现。由于涉及较多的图形学知识，本章就不讲相关公式了，只讲讲基本的流程。
一、SkPath类
在之前的图像绘制并没有介绍SkBitmap，因为SkBitmap相对而言比较容易理解，网上文章也多。但这次的SkPath不同，研究它怎么用是需要一点精力的，因此在这里先做介绍。
1、SkPath结构
去除成员函数之后，我们看到SkPath包括这几个成员，注释中补充了说明：
class SK_API SkPath
//SkPath中的主要内容，SkAutoTUnref是自解引用，之所以这么设计，是为了复制SkPath时，省去份量较多的点复制（只复制引用）。
//由一系列线段组成
SkAutoTUnref<SkPathRef> fPathRef;
int fLastMoveToIndex;
uint8_t fFillType;//如下四种类型之一
/*enum FillType
kWinding_FillType,//绘制所有线段包围成的区域
kEvenOdd_FillType,//绘制被所有线段包围奇数次的区域）
kInverseWinding_FillType,//kWinding_FillType取反，即绘制不在该区域的点
kInverseEvenOdd_FillType//第二种type取反
*/
mutable uint8_t fConvexity;//凹凸性，临时计算
mutable uint8_t fDirection;//方向，顺时针/逆时针，临时计算
#ifdef SK_BUILD_FOR_android
const SkPath* fSourcePath;//Hwui中使用，暂不关注
#endif
;
关于 fFillType中 kWinding_FillType和 kEvenOdd_FillType的区别，可看SkPath::contains。这是判断点是否在不规则几何体内的经典代码()，很有参考意义。
SkPathRef的内容如下：class SkPathRef
private:
mutable SkRect fBounds;//边界，临时计算
uint8_t fSegmentMask;//表示这个Path含有哪些种类的形状
mutable uint8_t fBoundsIsDirty;//缓存fBounds使用，表示 fBounds是否需要重新计算
mutable SkBool8 fIsFinite; // only meaningful if bounds are valid
mutable SkBool8 fIsOval;
/*skia不使用stl库而采用的一套容器方案，具体不细说，可看下 SkPath::Iter 的实现*/
SkPoint* fPoints; // points to begining of the allocation
uint8_t* fVerbs; // points just past the end of the allocation (verbs grow backwards)
int fVerbCnt;
int fPointCnt;
size_t fFreeSpace; // redundant but saves computation
SkTDArray<SkScalar> fConicWeights;
mutable uint32_t fGenerationID;
;
2、SkPath的主要类型：
kMove_Verb：表示需要移动起点
kLine_Verb：直线
kQuad_Verb：二次曲线
kConic_Verb：圆锥曲线
kCubic_Verb：三次曲线
kClose_Verb：表闭合到某点
kDone_Verb：表结束
#include "SkPath.h"
#include "SkCanvas.h"
#include "SkBitmap.h"
int main()
SkBitmap dst;
dst.allocN32Pixels(1000, 1000);
SkCanvas c(dst);
SkPath path;
/*一个三角形*/
path.moveTo(300,0);
path.lineTo(400,100);
path.lineTo(200,100);
path.close();
/*椭圆*/
SkRect oval;
oval.set(0, 0, 500, 600);
path.addOval(oval);
c.drawPath(path);
return 1;
二、drawPath流程
填充算法说明
我们跟进最重要的函数 sk_fill_path，如下为代码：
void sk_fill_path(const SkPath& path, const SkIRect* clipRect, SkBlitter* blitter,
int start_y, int stop_y, int shiftEdgesUp,
const SkRegion& clipRgn)
SkASSERT(&path && blitter);
SkEdgeBuilder builder;
int count = builder.build(path, clipRect, shiftEdgesUp);
SkEdge** list = builder.edgeList();
if (count < 2)
if (path.isInverseFillType())
/*
* Since we are in inverse-fill, our caller has already drawn above
* our top (start_y) and will draw below our bottom (stop_y). Thus
* we need to restrict our drawing to the intersection of the clip
* and those two limits.
*/
SkIRect rect = clipRgn.getBounds();
if (rect.fTop < start_y)
rect.fTop = start_y;
if (rect.fBottom > stop_y)
rect.fBottom = stop_y;
if (!rect.isEmpty())
blitter->blitRect(rect.fLeft << shiftEdgesUp,
rect.fTop << shiftEdgesUp,
rect.width() << shiftEdgesUp,
rect.height() << shiftEdgesUp);
return;
SkEdge headEdge, tailEdge, *last;
// this returns the first and last edge after they're sorted into a dlink list
SkEdge* edge = sort_edges(list, count, &last);
headEdge.fPrev = NULL;
headEdge.fNext = edge;
headEdge.fFirstY = kEDGE_HEAD_Y;
headEdge.fX = SK_MinS32;
edge->fPrev = &headEdge;
tailEdge.fPrev = last;
tailEdge.fNext = NULL;
tailEdge.fFirstY = kEDGE_TAIL_Y;
last->fNext = &tailEdge;
// now edge is the head of the sorted linklist
start_y <<= shiftEdgesUp;
stop_y <<= shiftEdgesUp;
if (clipRect && start_y < clipRect->fTop)
start_y = clipRect->fTop;
if (clipRect && stop_y > clipRect->fBottom)
stop_y = clipRect->fBottom;
InverseBlitter ib;
PrePostProc proc = NULL;
if (path.isInverseFillType())
ib.setBlitter(blitter, clipRgn.getBounds(), shiftEdgesUp);
blitter = &ib;
proc = PrePostInverseBlitterProc;
if (path.isConvex() && (NULL == proc))
walk_convex_edges(&headEdge, path.getFillType(), blitter, start_y, stop_y, NULL);
else
walk_edges(&headEdge, path.getFillType(), blitter, start_y, stop_y, proc);
不考虑 Inverse 的情况，主要就是两步：
（1）生成一系列边：SkEdge
（2）遍历渲染各边所围出来的区域
凸集的渲染比较简单，因为可以保证，任意两条边+闭合线所围成区域一定需要渲染：
（1）取初始的两条边，分别为：左和右。
（2）渲染左右边+闭合边所围成的区域（一般为三角，当两边平行时取矩形）
（3）迭代刷新左右两边（如果是曲线需要刷新多次）
static void walk_convex_edges(SkEdge* prevHead, SkPath::FillType,SkBlitter* blitter, int start_y, int stop_y,
PrePostProc proc)
validate_sort(prevHead->fNext);
SkEdge* leftE = prevHead->fNext;
SkEdge* riteE = leftE->fNext;
SkEdge* currE = riteE->fNext;
#if 0
int local_top = leftE->fFirstY;
SkASSERT(local_top == riteE->fFirstY);
#else
// our edge choppers for curves can result in the initial edges
// not lining up, so we take the max.
int local_top = SkMax32(leftE->fFirstY, riteE->fFirstY);
#endif
SkASSERT(local_top >= start_y);
for (;;)
SkASSERT(leftE->fFirstY <= stop_y);
SkASSERT(riteE->fFirstY <= stop_y);
if (leftE->fX > riteE->fX || (leftE->fX == riteE->fX &&
leftE->fDX > riteE->fDX))
SkTSwap(leftE, riteE);
int local_bot = SkMin32(leftE->fLastY, riteE->fLastY);
local_bot = SkMin32(local_bot, stop_y - 1);
SkASSERT(local_top <= local_bot);
SkFixed left = leftE->fX;
SkFixed dLeft = leftE->fDX;
SkFixed rite = riteE->fX;
SkFixed dRite = riteE->fDX;
int count = local_bot - local_top;
SkASSERT(count >= 0);
if (0 == (dLeft | dRite))
int L = SkFixedRoundToInt(left);
int R = SkFixedRoundToInt(rite);
if (L < R)
count += 1;
blitter->blitRect(L, local_top, R - L, count);
left += count * dLeft;
rite += count * dRite;
local_top = local_bot + 1;
else
do
int L = SkFixedRoundToInt(left);
int R = SkFixedRoundToInt(rite);
if (L < R)
blitter->blitH(L, local_top, R - L);
left += dLeft;
rite += dRite;
local_top += 1;
while (--count >= 0);
leftE->fX = left;
riteE->fX = rite;
if (update_edge(leftE, local_bot))
if (currE->fFirstY >= stop_y)
break;
leftE = currE;
currE = currE->fNext;
if (update_edge(riteE, local_bot))
if (currE->fFirstY >= stop_y)
break;
riteE = currE;
currE = currE->fNext;
SkASSERT(leftE);
SkASSERT(riteE);
// check our bottom clip
SkASSERT(local_top == local_bot + 1);
if (local_top >= stop_y)
break;
凹集或者判断不了凹凸性就比较复杂，需要一条线一条线去渲染，每次渲染还得判断奇偶性：
代码如下，不分析了：
static void walk_edges(SkEdge* prevHead, SkPath::FillType fillType,SkBlitter* blitter, int start_y, int stop_y,
PrePostProc proc)
validate_sort(prevHead->fNext);
int curr_y = start_y;
// returns 1 for evenodd, -1 for winding, regardless of inverse-ness
int windingMask = (fillType & 1) ? 1 : -1;
for (;;)
int w = 0;
int left SK_INIT_TO_AVOID_WARNING;
bool in_interval = false;
SkEdge* currE = prevHead->fNext;
SkFixed prevX = prevHead->fX;
validate_edges_for_y(currE, curr_y);
if (proc)
proc(blitter, curr_y, PREPOST_START); // pre-proc
while (currE->fFirstY <= curr_y)
SkASSERT(currE->fLastY >= curr_y);
int x = SkFixedRoundToInt(currE->fX);
w += currE->fWinding;
if ((w & windingMask) == 0) // we finished an interval
SkASSERT(in_interval);
int width = x - left;
SkASSERT(width >= 0);
if (width)
blitter->blitH(left, curr_y, width);
in_interval = false;
else if (!in_interval)
left = x;
in_interval = true;
SkEdge* next = currE->fNext;
SkFixed newX;
if (currE->fLastY == curr_y) // are we done with this edge?
if (currE->fCurveCount < 0)
if (((SkCubicEdge*)currE)->updateCubic())
SkASSERT(currE->fFirstY == curr_y + 1);
newX = currE->fX;
goto NEXT_X;
else if (currE->fCurveCount > 0)
if (((SkQuadraticEdge*)currE)->updateQuadratic())
newX = currE->fX;
goto NEXT_X;
remove_edge(currE);
else
SkASSERT(currE->fLastY > curr_y);
newX = currE->fX + currE->fDX;
currE->fX = newX;
NEXT_X:
if (newX < prevX) // ripple currE backwards until it is x-sorted
backward_insert_edge_based_on_x(currE SkPARAM(curr_y));
else
prevX = newX;
currE = next;
SkASSERT(currE);
if (proc)
proc(blitter, curr_y, PREPOST_END); // post-proc
curr_y += 1;
if (curr_y >= stop_y)
break;
// now currE points to the first edge with a Yint larger than curr_y
insert_new_edges(currE, curr_y);
drawPath是绘制所有不规则形体的函数，带入Bitmap的Shader，可以制作不规则形体的图片。对于凸集，Skia的渲染主要也是切成三角片后渲染，和OpenGL类似。而对于凹集，则是扫描线了。渲染的实现和绘制图片一样，构建Blitter，调用Blitter的blit函数族渲染。
文字绘制
文字绘制主要包括编码转换（主要是中文）、字形解析（点线或image）和实际渲染三个步骤。在这个过程中，字形解析和实际渲染均是耗时步骤。Skia对文字解析的结果做了一套缓存机制。在中文字较多，使用多种字体，绘制的样式（粗/斜体）有变化时，这个缓存会变得很大，因此Skia文字缓存做了内存上的限制。
1、SkPaint
文字绘制与SkPaint的属性相关很大，先回头看下SkPaint相关的属性
class SkPaintprivate
SkTypeface* fTypeface;//字体
SkPathEffect* fPathEffect;//路径绘制效果
SkShader* fShader;//取色器
SkXfermode* fXfermode;//混合模式，类似OpenGL里面的Blend设置
SkColorFilter* fColorFilter;//图像绘制时，自定义图像采样函数时使用
SkMaskFilter* fMaskFilter;//路径绘制时，按有无像素做进一步自定义改进处理时使用
SkRasterizer* fRasterizer;//路径绘制时自定义生成像素点的算法时使用
SkDrawLooper* fLooper;//循环绘制，SkCanvas里面的第二重循环，一般不用关注
SkImageFilter* fImageFilter;//SkCanvas的第一重循环，绘制后做后处理用，一般不用关注
SkAnnotation* fAnnotation;//暂时没用到的属性
SkScalar fTextSize;//文字大小
SkScalar fTextScaleX;//文字水平方向上的拉伸，仅用于PDF绘制
SkScalar fTextSkewX;//文字横向扭曲度，仅用于PDF绘制
SkColor fColor;//纯色，在fShader为空时使用
SkScalar fWidth;//带边界时（kStroke_Style/kStrokeAndFill_Style）生效，边界的宽度
SkScalar fMiterLimit;//drawPath时，连接各个path片断时，要求的圆滑连接阈值，Join 类型为默认的kMiter_Join时无效
/*一组不超过32位的属性*/
union
struct
// all of these bitfields should add up to 32
unsigned fFlags : 16;//包含所有的0/1二值属性:
/*
kAntiAlias_Flag = 0x01,//是否抗锯齿
kDither_Flag = 0x04,//是否做抖动处理
kUnderlineText_Flag = 0x08,//是否绘制文字下划线
kStrikeThruText_Flag = 0x10,//目前未看到其作用
kFakeBoldText_Flag = 0x20,
kLinearText_Flag = 0x40,
kSubpixelText_Flag = 0x80,//文字像素精确采样
kDevKernText_Flag = 0x100
kLCDRenderText_Flag = 0x200
kEmbeddedBitmapText_Flag = 0x400,
kAutoHinting_Flag = 0x800,
kVerticalText_Flag = 0x1000,//是否竖向绘制文字
kGenA8FromLCD_Flag = 0x2000,
kDistanceFieldTextTEMP_Flag = 0x4000,
kAllFlags = 0xFFFF
*/
unsigned fTextAlign : 2;//文字对齐方式，取值如下：
/*
enum Align
kLeft_Align,//左对齐
kCenter_Align,//居中
kRight_Align,//右对齐
;
*/
unsigned fCapType : 2;//边界连接类型，分无连接，圆角连接，半方形连接
unsigned fJoinType : 2;//Path片断连接类型
unsigned fStyle : 2;//绘制模式，填充边界/区域
/*
enum Style
kFill_Style, //填充区域
kStroke_Style,//绘制边界
kStrokeAndFill_Style,//填充区域并绘制边界
;
*/
unsigned fTextEncoding : 2;//文字编码格式，支持如下几种
enum TextEncoding
kUTF8_TextEncoding,//utf-8，默认格式
kUTF16_TextEncoding,
kUTF32_TextEncoding,
kGlyphID_TextEncoding
;
unsigned fHinting : 2;
unsigned fFilterLevel : 2;//在图像绘制时提到的采样质量要求
//unsigned fFreeBits : 2;
;
uint32_t fBitfields;
;
uint32_t fDirtyBits;//记录哪些属性被改变了，以便更新相关的缓存
;
SkCanvas
绘制文字和下划线
SkDraw
两种绘制方式：
（1）将文字解析为路径，然后绘制路径，缓存路径（drawText_asPaths）。
void SkDraw::drawText_asPat以上是关于Skia绘制代码分析的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
用C#代码写，ArcEngine开发，在加载的地图上绘制多边形后，导出绘制区域内的所有矢量要素（点线面）