使用 JNI 和 NDK 旋转位图

Posted 2023-05-07

【中文标题】使用 JNI 和 NDK 旋转位图

【英文标题】：Rotating a bitmap using JNI & NDK

【发布时间】：2013-01-02 03:33:45

【问题描述】：

背景：

我已经决定，由于位图占用大量内存，很容易导致内存不足错误，我将把繁重的、消耗内存的工作放在 C/C++ 代码上。

我用于旋转位图的步骤是：

读取位图信息（宽度、高度） 将位图像素存储到数组中。 回收位图。 创建一个相反大小的新位图。 将像素放入新位图中。 释放像素并返回位图。

问题：

即使一切似乎运行没有任何错误，输出图像也不是原始图像的旋转。事实上，它完全毁了它。

应该逆时针旋转 90 度。

我得到的示例（放大的屏幕截图）：

如您所见，不仅颜色变得更奇怪，而且尺寸与我设置的不匹配。这里真的很奇怪。

也许我没有正确读取/放置数据？

当然这只是一个例子。只要设备有足够的内存来保存它，该代码应该可以在任何位图上正常工作。另外，我可能想对位图进行其他操作，而不是旋转它。

我创建的代码：

android.mk 文件：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE    := JniTest
LOCAL_SRC_FILES := JniTest.cpp
LOCAL_LDLIBS := -llog
LOCAL_LDFLAGS += -ljnigraphics
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
APP_OPTIM := debug
LOCAL_CFLAGS := -g

cpp 文件：

#include <jni.h>
#include <jni.h>
#include <android/log.h>
#include <stdio.h>
#include <android/bitmap.h>
#include <cstring>
#include <unistd.h>

#define  LOG_TAG    "DEBUG"
#define  LOGD(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,LOG_TAG,__VA_ARGS__)
#define  LOGE(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,LOG_TAG,__VA_ARGS__)

extern "C"
  
  JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_example_jnitest_MainActivity_rotateBitmapCcw90(JNIEnv * env, jobject obj, jobject bitmap);
  

JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_example_jnitest_MainActivity_rotateBitmapCcw90(JNIEnv * env, jobject obj, jobject bitmap)
  
  //
  //getting bitmap info:
  //
  LOGD("reading bitmap info...");
  AndroidBitmapInfo info;
  int ret;
  if ((ret = AndroidBitmap_getInfo(env, bitmap, &info)) < 0)
    
    LOGE("AndroidBitmap_getInfo() failed ! error=%d", ret);
    return NULL;
    
  LOGD("width:%d height:%d stride:%d", info.width, info.height, info.stride);
  if (info.format != ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGBA_8888)
    
    LOGE("Bitmap format is not RGBA_8888!");
    return NULL;
    
  //
  //read pixels of bitmap into native memory :
  //
  LOGD("reading bitmap pixels...");
  void* bitmapPixels;
  if ((ret = AndroidBitmap_lockPixels(env, bitmap, &bitmapPixels)) < 0)
    
    LOGE("AndroidBitmap_lockPixels() failed ! error=%d", ret);
    return NULL;
    
  uint32_t* src = (uint32_t*) bitmapPixels;
  uint32_t* tempPixels = new uint32_t[info.height * info.width];
  int stride = info.stride;
  int pixelsCount = info.height * info.width;
  memcpy(tempPixels, src, sizeof(uint32_t) * pixelsCount);
  AndroidBitmap_unlockPixels(env, bitmap);
  //
  //recycle bitmap - using bitmap.recycle()
  //
  LOGD("recycling bitmap...");
  jclass bitmapCls = env->GetObjectClass(bitmap);
  jmethodID recycleFunction = env->GetMethodID(bitmapCls, "recycle", "()V");
  if (recycleFunction == 0)
    
    LOGE("error recycling!");
    return NULL;
    
  env->CallVoidMethod(bitmap, recycleFunction);
  //
  //creating a new bitmap to put the pixels into it - using Bitmap Bitmap.createBitmap (int width, int height, Bitmap.Config config) :
  //
  LOGD("creating new bitmap...");
  jmethodID createBitmapFunction = env->GetStaticMethodID(bitmapCls, "createBitmap", "(IILandroid/graphics/Bitmap$Config;)Landroid/graphics/Bitmap;");
  jstring configName = env->NewStringUTF("ARGB_8888");
  jclass bitmapConfigClass = env->FindClass("android/graphics/Bitmap$Config");
  jmethodID valueOfBitmapConfigFunction = env->GetStaticMethodID(bitmapConfigClass, "valueOf", "(Ljava/lang/String;)Landroid/graphics/Bitmap$Config;");
  jobject bitmapConfig = env->CallStaticObjectMethod(bitmapConfigClass, valueOfBitmapConfigFunction, configName);
  jobject newBitmap = env->CallStaticObjectMethod(bitmapCls, createBitmapFunction, info.height, info.width, bitmapConfig);
  //
  // putting the pixels into the new bitmap:
  //
  if ((ret = AndroidBitmap_lockPixels(env, newBitmap, &bitmapPixels)) < 0)
    
    LOGE("AndroidBitmap_lockPixels() failed ! error=%d", ret);
    return NULL;
    
  uint32_t* newBitmapPixels = (uint32_t*) bitmapPixels;
  int whereToPut = 0;    
  for (int x = info.width - 1; x >= 0; --x)
    for (int y = 0; y < info.height; ++y)
      
      uint32_t pixel = tempPixels[info.width * y + x];
      newBitmapPixels[whereToPut++] = pixel;
      
  AndroidBitmap_unlockPixels(env, newBitmap);
  //
  // freeing the native memory used to store the pixels
  //
  delete[] tempPixels;
  return newBitmap;
  

java 文件：

  static
    
    System.loadLibrary("JniTest");
    

  /**
   * rotates a bitmap by 90 degrees counter-clockwise . <br/>
   * notes:<br/>
   * -the input bitmap will be recycled and shouldn't be used anymore <br/>
   * -returns the rotated bitmap . <br/>
   * -could take some time , so do the operation in a new thread
   */
  public native Bitmap rotateBitmapCcw90(Bitmap bitmap);

...
  Bitmap rotatedImage=rotateBitmapCcw90(bitmapToRotate);

---

编辑：在我得到答案后，我希望将这段代码和关于它的注释分享给大家：

为了使其正常工作，我已将代码中的每个“uint16_t”实例替换为“uint32_t”（这是我询问的代码中的错误）。

李>

输入和输出位图必须使用 8888 配置（即 ARGB）

输入位图将在此过程中被回收。

代码将图像逆时针旋转 90 度。当然你可以根据自己的需要来改变它。

---

更好的解决方案

我写了一篇很好的帖子，包含此功能和其他功能，here。

【问题讨论】：

既然您使用ARGB_8888 格式，您应该使用uint32_t 创建旋转位图吗？

是什么让您认为在 C 中保存位图比在 Java 中占用更少的内存？

harism ，改变它，它的工作！谢谢 。请给出一个答案，以便我可以勾选它。 @Ridcully：它没有。它消除了最大堆大小的限制，这在某些情况下可能太低。例如，8MP 相机图像可能需要 30MB 或 RAM，使用正常旋转技术将使其使用两倍的内存量。

@harism ，你知道我如何还可以使用其他位图配置，以及我是否需要为它们使用 uint16_t 吗？

@androiddeveloper 不幸的是，我不确定如何将 RGB_565 打包到内存中。我猜他们将它们打包为uint16_t 以节省内存，但最好先验证这一点。

【参考方案1】：

由于您使用的是ARGB_8888 格式，因此每个像素都是uint32_t 而不是uint16_t。尝试将您的旋转位图创建更改为使用 uint32_t 作为源和目标数组，它应该会更好。

【讨论】：

谢谢。效果很好。我不敢相信我有这么多的工作，我没有做这件事。

你对这段代码有什么好的速度优化技巧吗？