了解 Canvas 和 Surface 概念

Posted 2023-02-26

【中文标题】了解 Canvas 和 Surface 概念

【英文标题】：Understanding Canvas and Surface concepts

【发布时间】：2011-06-02 09:24:04

【问题描述】：

我很难理解绘制到SurfaceView 的过程以及整个Surface/Canvas/Bitmap 系统，它用于android。

我已经阅读了所有文章和 API 文档页面，我可以在 android-developers 网站上找到它们、一些关于 android 图形的教程、LunarLander 源代码和this question。

请告诉我，这些陈述中哪些是正确的，哪些不是，以及为什么。

Canvas 有自己的 Bitmap 附加到它。 Surface 附加了自己的 Canvas。 所有View的窗口共享相同的Surface，因此共享相同的Canvas。 SurfaceView 是View 的子类，与其他View 的子类和View 本身不同，它有自己的Surface 可供绘制。

还有一个额外的问题：

如果已经有一个Canvas 用于位图的高级操作，为什么还需要一个Surface 类。举例说明Canvas 不适合做Surface 可以做的工作。

【问题讨论】：

图形架构文档：source.android.com/devices/graphics/architecture.html

【参考方案1】：

这里是关于 Window、Surface、Canvas 和 Bitmap 之间如何发生交互的非常基本且简单的概念概述。 有时，视觉表示有助于理解扭曲的概念。 我希望这张图可以帮助别人。

【讨论】：

视觉效果 图片 比文字好 :D

【参考方案2】：

位图只是像素集合的包装器。将其视为具有其他一些方便功能的像素数组。

Canvas 只是一个包含所有绘图方法的类。如果您熟悉的话，它类似于 AWT/Swing 中的 Graphics 类。所有关于如何绘制圆或框等的逻辑都包含在 Canvas 中。画布在位图或打开的 GL 容器上绘制，但没有理由将来可以将其扩展到其他类型的栅格上。

SurfaceView 是一个包含 Surface 的 View。表面类似于位图（它有一个像素存储）。我不知道它是如何实现的，但我想它是一种 Bitmap 包装器，带有用于与屏幕显示直接相关的东西的额外方法（这就是表面的原因，Bitmap 太通用了）。您可以从 Surface 获取 Canvas，它实际上是在获取与底层位图关联的 Canvas。

你的问题。

1.Canvas 附有它自己的位图。 Surface 附有自己的 Canvas。

是的，画布在位图（或打开的 GL 面板）上运行。 Surface 为您提供了一个 Canvas，它可以在 Surface 用于其位图样式像素存储的任何东西上运行。

2.窗口的所有View共享同一个Surface，从而共享同一个Canvas。

没有。您可以拥有任意数量的表面视图。

3.SurfaceView 是 View 的子类，与其他 View 的子类和 View 本身不同，它有自己的 Surface 可以绘制。

是的。就像 ListView 是 View 的子类一样，它有自己的 List 数据结构。 View 的每个子类都有不同的作用。

【讨论】：

那么，Bitmap 和 Surface 只是不同种类的像素存储，Canvas 可以包装其中任何一个？

基本上是的。除了 Canvas 不能写入表面之外，它可以在 Surface 用作其自己的像素存储的任何东西上运行（不查看 android 源，我无法确定它是什么）。它可能是某种 Bitmap 扩展，因为 Canvas 只为 Bitmap 和 GL 提供构造函数。

帮了大忙，谢谢！关于答案 2。在我的问题中，我指的是标准视图，而不是 SurfaceViews。假设我有具有大量字段和按钮的 RelativeLayout。在这种情况下，Surface 是否附加到整个窗口并由视图层次结构中的所有视图共享？

记住 Surface 只是像素的集合。所以每个表面视图都有自己的表面，每个表面都可以在屏幕的不同部分进行渲染。它们不需要填满屏幕（尽管这是在全屏游戏上渲染图形的常见用法）。

我真的不认为 Bitmap 和 Surface 是等价的。 Surface 是 Surface Flinger（窗口合成器）知道的对象。也就是说，它是在屏幕上直接可见的东西，在屏幕上具有 Z 顺序等。

【参考方案3】：

以下是一些定义：

Surface 是一个对象，其中包含正在合成到屏幕上的像素。你在屏幕上看到的每个窗口（一个对话框、你的全屏活动、状态栏）都有它自己绘制的表面，Surface Flinger 以正确的 Z 顺序将这些渲染到最终显示。一个表面通常有多个缓冲区（通常是两个）来进行双缓冲渲染：应用程序可以绘制它的下一个 UI 状态，而表面抛掷器正在使用最后一个缓冲区合成屏幕，而无需等待应用程序完成绘图。

一个窗口基本上就像你想象的桌面上的一个窗口。它有一个 Surface，其中呈现窗口的内容。应用程序与窗口管理器交互以创建窗口； Window Manager 为每个窗口创建一个 Surface 并将其提供给应用程序进行绘图。应用程序可以在 Surface 中绘制它想要的任何东西；对于窗口管理器，它只是一个不透明的矩形。

视图是窗口内的交互式 UI 元素。一个窗口有一个附加的视图层次结构，它提供了窗口的所有行为。每当需要重绘窗口时（例如因为视图本身已失效），都会在窗口的 Surface 中完成。 Surface 被锁定，它返回一个可用于在其中绘制的 Canvas。绘制遍历是在层次结构中完成的，将 Canvas 向下传递给每个视图以绘制其 UI 部分。完成后，Surface 被解锁并发布，以便将刚刚绘制的缓冲区交换到前景，然后由 Surface Flinger 合成到屏幕。

SurfaceView 是 View 的一种特殊实现，它还创建自己的专用 Surface 供应用程序直接绘制（在正常视图层次结构之外，否则必须共享窗口的单个 Surface）。它的工作方式比你想象的要简单——SurfaceView 所做的只是要求窗口管理器创建一个新窗口，告诉它在 SurfaceView 窗口的后面或前面对该窗口进行 Z 排序，并将其定位以匹配SurfaceView 出现在包含窗口中的位置。如果表面被放置在主窗口的后面（按 Z 顺序），SurfaceView 也会用透明度填充其主窗口的一部分，以便可以看到表面。

位图只是一些像素数据的接口。当您直接创建像素时，像素可能由 Bitmap 本身分配，或者它可能指向它不拥有的像素，例如内部发生的将 Canvas 连接到 Surface 进行绘图的情况。 （创建一个 Bitmap 并指向 Surface 的当前绘图缓冲区。）

另外请记住，正如这所暗示的，SurfaceView 是一个重量级的对象。如果您在特定 UI 中有多个 SurfaceView，请停下来考虑一下这是否真的需要。如果你有两个以上，你几乎肯定有太多了。

【讨论】：

非常感谢！答案让事情变得更清楚了。不过，关于将 Canvas 连接到 Surface 的部分内容尚不清楚。无法想象哪里需要这样的操作。接下来可以是该操作的示例：在 Canvas 上绘制 Bitmap，使用 lockCanvas() 方法从 SurfaceHolder 获取？

这就是绘图的发生方式 Canvas 是 2d 绘图 API。如果要在表面上绘制 o，则需要创建一个指向其缓冲区的 Canvas 以使用 Canvas 2d 绘图 API 来绘制。

除了#hackbod's 答案之外，SurfaceView 也可以从辅助线程渲染，这对于View 对象是不可能的

一个表面也有一个 lockHardwareCanvas 函数，它绑定到由 GPU 提供的画布，而不是软件画布。此 GPU 绑定画布的 2D 绘图功能数量有限，但比基于软件的画布具有更高的性能。

“如果你在一个特定的 UI 中有多个 SurfaceView，请停下来想想这是否真的需要。如果你有两个以上，那么你几乎肯定有太多了。” - 一点也不真实。几乎所有视频会议应用程序（包括 Zoom）都使用 SurfaceView 来显示单个视频。在同一屏幕上同时显示其中的许多以查看视频会议中的多个参与者是完全正常的。