skia研究文档.docx
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skia研究文档
第一节：
skia介绍
Google的 Android 系统底层使用了skia作为其核心图形引擎，Google的Chrome亦是使用skia作为图形引擎。
Skia图形渲染引擎最初由Skia公司开发，该公司于2005年被Google收购。
Skia是一款非常优秀的向量显示引擎，能在低端设备（如手机、电视和其他手持设备等）上呈现高质量的2D图形，设置可以搭配OpenGL/ES与特定的硬件特效，强化显示效果。
Skia是C++代码编写的，它具有以下一些特点：
⏹高度优化的rasteriser->Optimisedsoftware-basedrasteriser（modulesgl/）;
⏹选择性透过OpenGL/ES，加速特定操作，如shader和textures-> OptionalGL-basedaccelerationofcertaingraphicsoperationsincludingshadersupportandtextures（modulegl/）;
⏹动画处理能力->Animationcapabilities（moduleanimator/）;
⏹内建SVG支持->Somebuilt-inSVGsupport（module（svg/）
⏹內建若干imagecodec，如PNG,JPEG,GIF,BMP（modulesimages/）->Built-inimagedecoders:
PNG,JPEG,GIF,BMP,WBMP,ICO（modulesimages/）;
⏹内建文字处理，但缺乏泰文、藏文等复杂文字处理能力->Textcapabilities（nobuilt-insupportforcomplexscripts）;
⏹UI界面套件->Someawarenessofhigher-levelUItoolkitconstructs（platformwindows,platformevents）:
Mac,Unix（sic.X11,incomplete）,Windows,wxwidgets
Skia的功能特性包括：
⏹Copy-on-writeforimagesandcertainotherdatatypes;
⏹Extensiveuseofthestack,bothinternallyandforAPIconsumerstoavoidneedlessallocationsandmemoryfragmentation;
⏹线程安全，支持并行执行->Thread-safetytoenableparallelisation.
Skia源码的目录结构是非常清晰的：
1：
animator目录
顾名思意，这部分是用来实现Skia的动画效果。
主要包含79个CPP文件。
从文件名来看，主要分为以下几类：
以SkAnimator开头的一些文件，SkAnimatorActive,SkAnimatorBase,SkAnimatorField,SkAnimatorSet,SkAnimatorScript等。
以SkDisplay开头的一些文件，SkDisplayAdle,SkDisplayAdd,SkDisplayEvents,SkDisplayList,SkDisplayInput,SkDisplayMovie等。
以SkDraw开头的一些文件，SkDraw3D,SkDrawBitmap,SkDrawClip,SkDrawColor,SkDrawBlur,SkDrawLine,SkDrawPaint,SkDrawPath,SkDrawPoint等。
以SkScript开头的一些文件，包括SkScript,SkScriptRuntime,SkScriptDecompile等。
2：
core目录
这就是skia的核心了，主要包含89个CPP文件。
基本都是一些图形绘制函数。
主要包括SkColor,SkCanvas,SkBitmap,SkPicture,SkBlitter,SkCordic,SkPath,SkPoint,SkRect,SkRegion,SkMask等图形绘制类，还包括一些辅助性的类文件，sk64,skbuffer,skutils等。
3：
effects目录
这是skia实现一些图形图像效果的部分。
主要包括20个CPP文件。
主要实现了以下特效：
遮罩、浮雕、模糊、滤镜、渐变色、离散、透明等。
并且实现了PATH的各种特效。
4：
gl目录
这是用来调用opengl实现部分效果。
主要包括7个CPP文件。
开打SkGL.h，可以发现
#ifdefSK_BUILD_FOR_MAC
#include
#include
#include
//useFBOsfordevices
#defineSK_GL_DEVICE_FBO
#elifdefined（ANDROID）
#include
#include
#endif
所以，这部分是skia调用OpenGL或OpenGLES来实现3D效果。
如果定义了MAC，则使用OpenGL，如果定义了Android，则使用嵌入式系统 上的esgl三维图形库。
porting的时候要加上#elifdefined（SYMBIAN）之类的，防止别的地方也有android宏定义。
打开SkGL，发现是几个基本的材质贴图函数。
5：
images目录
这部分是用来处理images的，共23个CPP文件和一些头文件。
主要是SkImageDecoder和SkImageEncoder以及SkMovie。
Skia能处理的图像类型包括以下
BMP
JPEG/PVJPEG
PNG
ICO
另外，skia还能处理PDF文档。
使用了一个fpdfemb库。
而SkMovie就是处理gif动画。
6：
ports目录
这部分是skia的一些接口在不同系统上的实现，共24个CPP文件。
主要包括几个部分：
Font，Event，File，Thread，Time，XMLParser
这些与Skia的接口，需要针对不同的操作系统 实现。
7：
svg目录
这个目录包含28个CPP文件，从文件名看，都是一些画图文件。
SkSVGPath,SkSVGPolyline,SkSVGRect,SkSVGText,SkSVGLine,SkSVGImage,SkSVGEllipse等等。
8：
utils目录
包含9个CPP文件，是一些辅助工具类。
SkCamera,SkColorMatrix,SkOSFile,SkProxyCanvas,SkInterpolator等文件
9：
views目录
这个目录包含24个CPP文件。
skia构建了一套界面UI库。
组件包括Window,Menu,TextBox,ListView,ProgressBar,Widget,ScrollBar,TagList,Image等。
还有组件的事件类。
window对象负责接收事件，并传递给当前focus对象，若无focus对象，则focus自身。
focus对象处理相应的keyevents和mouseevents。
在SkiView基类类中定义并实现了draw,acceptFocus,moveFocus,click等方法。
10：
xml目录
当然，这是处理xml数据的部分了。
skia在这里只是对xml解析器做了一层包装，具体的xml解析器的实现需要根据不同的操作系统及宿主程序来实现。
第二节：
skia的基本图形绘制
Skia的基本绘图功能包括点、直线、矩形、椭圆、图像以及矢量路径。
为了更好的控制这些图形图像的绘制，skia支持多种裁减区、蒙版及滤镜。
1：
SkShader
/**\classSkShader
SkShader是基础类，派生那些在绘图时用于获取水平方向颜色值的对象类。
SkShader的子类用在paint.setShader（shader），之后任何用该paint进行的绘图都将使用源自shader的颜色。
SkBitmapProcShader、SkColorShader、SkFilterShader、SkComposeShader均从此类派生。
*/
classSkShader:
publicSkFlattenable{
public:
SkShader（）;
virtual~SkShader（）;
/**如果shader的本地矩阵是非单位矩阵，则返回真
@paramlocalM可选参数，非空，则返回本地矩阵
@非单位矩阵，则返回真，否则为假
*/
boolgetLocalMatrix（SkMatrix*localM）const;
/**设置本地矩阵
@paramlocalM新的本地矩阵
*/
voidsetLocalMatrix（constSkMatrix&localM）;
/**重置本地矩阵为单位矩阵
*/
voidresetLocalMatrix（）;
enumTileMode{
kClamp_TileMode,//超过边界的部分用边界的颜色填充
kRepeat_TileMode,//水平和竖直方向重复
kMirror_TileMode,//水平和竖直方向重复，且以镜面反射方式
kTileModeCount
};
//overridetheseinyoursubclass
enumFlags{
//如果所有颜色都是不透明的，需要设置此项
kOpaqueAlpha_Flag=0x01,
//如果shadeSpan16（）方法可以调用，则置此标志
kHasSpan16_Flag=0x02,
/**如果shader的本地数据是16位的，则设置此标志。
设此标志后，对32位的shadeSpan（）调用将默认从16位转成32位。
*/
kIntrinsicly16_Flag=0x04,
/**如果span仅在ｘ方向变化，ｙ方向为常量，则设置此标志。
比如，Nx1的位图Ｙ方向需要平铺，从左到右需要线性变化。
本标志用于标识shadeSpan（）。
*/
kConstInY32_Flag=0x08,
/**类似于kConstInY32_Flag
*/
kConstInY16_Flag=0x10
};
/**使用本shader绘图之前调用，用于返回shader的透明类型
默认是的实现返回０，为了使用各种blitter提供性能，子类需要重载该函数，以返回正确的值。
*/
virtualuint32_tgetFlags（）{return0;}
/**获取与shadeSpan16（）返回数据关联的alpha值。
如果kHasSpan16_Flag没有置位，此值无效。
*/
virtualuint8_tgetSpan16Alpha（）const{returnfPaintAlpha;}
/**设置画笔和设备矩阵，在绘图之前调用。
如果shader支持输入参数，则返回真，否则为假。
*/
virtualboolsetContext（constSkBitmap&device,constSkPaint&paint,
constSkMatrix&matrix）;
/**每个对象绘制之前都需要调用。
子类需要对指定的设备坐标设置合适的颜色（预乘alpha）
*/
virtualvoidshadeSpan（intx,inty,SkPMColor[],intcount）=0;
/**仅用于16位的设备，即仅当getFlags（）返回 kOpaqueAlphaFlag|kHasSpan16_Flag
*/
virtualvoidshadeSpan16（intx,inty,uint16_t[],intcount）;
/**类似于shadeSpan，但仅返回span的透明通道
默认的实现是调用shadeSpan（）并且抽取返回颜色的透明度
*/
virtualvoidshadeSpanAlpha（intx,inty,uint8_talpha[],intcount）;
/**帮助型的函数。
用于判断能否调用shadeSpan16（）方法
*/
boolcanCallShadeSpan16（）{
returnSkShader:
:
CanCallShadeSpan16（this->getFlags（））;
}
/**检查flags，以查验调用shadeSpan16（）是否合法
*/
staticboolCanCallShadeSpan16（uint32_tflags）{
return（flags&kHasSpan16_Flag）!
=0;
}
/**在使用shader之前调用，有些shaders重载此方法（比如，调用bitmap.lockPixels（））
必须和endSession（）匹配使用
*/
virtualvoidbeginSession（）;
virtualvoidendSession（）;
/**当与opengl交互时，用于将shader作为位图或纹理。
此法可选择实现，
默认的实现仅返回false，并且忽略输出参数。
*/
virtualboolasABitmap（SkBitmap*outTexture,SkMatrix*outMatrix,
TileModexy[2]）;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//Factorymethodsforstockshaders
/**创建位图形式的shader
@paramsrcshader内部使用的位图
@paramtmxｘ方向采样位图时采用的模式
@paramtmyｙ方向采用位图时采用的模式
@return返回新的shader对象
*/
staticSkShader*CreateBitmapShader（constSkBitmap&src,
TileModetmx,TileModetmy）;
virtualvoidflatten（SkFlattenableWriteBuffer&）;
protected:
enumMatrixClass{
kLinear_MatrixClass,//无透视视图
kFixedStepInX_MatrixClass,//快速透视，每扫描调用fixedStepInX（）
kPerspective_MatrixClass//慢速透视，每像素都需要映射
};
staticMatrixClassComputeMatrixClass（constSkMatrix&）;
//在setContext（）之后可以调用以下方法
uint8_tgetPaintAlpha（）const{returnfPaintAlpha;}
SkBitmap:
:
ConfiggetDeviceConfig（）const{return（SkBitmap:
:
Config）fDeviceConfig;}
constSkMatrix&getTotalInverse（）const{returnfTotalInverse;}
MatrixClassgetInverseClass（）const{return（MatrixClass）fTotalInverseClass;}
SkShader（SkFlattenableReadBuffer&）;
private:
SkMatrix*fLocalMatrix;//本地矩阵
SkMatrixfTotalInverse;//矩阵的逆矩阵
uint8_tfPaintAlpha;//绘图的alpha值
uint8_tfDeviceConfig;//设备配置
uint8_tfTotalInverseClass;//逆矩阵的类型
SkDEBUGCODE（SkBool8fInSession;）
/**创建位图形式的shader
*/
staticSkShader*CreateBitmapShader（constSkBitmap&src,
TileMode,TileMode,
void*storage,size_tstorageSize）;
friendclassSkAutoBitmapShaderInstall;
typedefSkFlattenableINHERITED;
};
2：
SkRasterizer
/**\SkRasterizer
光栅化操作类。
*/
classSkRasterizer:
publicSkFlattenable{
public:
SkRasterizer（）{}
/**将路径转为蒙版，需要由指定的局部坐标系转换到设备坐标系
@parampath 待转换的路径
@parammatrix 局部坐标系
@paramclipBounds裁减区
@parammask蒙版
@mode创建莫斯
@return成功则返回true，否则返回false
*/
boolrasterize（constSkPath&path,constSkMatrix&matrix,
constSkIRect*clipBounds,SkMaskFilter*filter,
SkMask*mask,SkMask:
:
CreateModemode）;
virtualvoidflatten（SkFlattenableWriteBuffer&）{}
protected:
SkRasterizer（SkFlattenableReadBuffer&）;
/**执行光栅化
@parampath 待转换的路径
@parammatrix 局部坐标系
@paramclipBounds裁减区
@parammask蒙版
@mode创建莫斯
@return成功则返回true，否则返回false
*/
virtualboolonRasterize（constSkPath&path,constSkMatrix&matrix,
constSkIRect*clipBounds,
SkMask*mask,SkMask:
:
CreateModemode）;
private:
typedefSkFlattenableINHERITED;
};
3：
SkBitmapSampler
/**\SkBitmapSampler
位图采样器。
*/
classSkBitmapSampler{
public:
SkBitmapSampler（constSkBitmap&,boolfilter,SkShader:
:
TileModetmx,SkShader:
:
TileModetmy）;
virtual~SkBitmapSampler（）{}
/**获取位图元素
*/
constSkBitmap&getBitmap（）const{returnfBitmap;}
/**获取处理（采样）后的位图
*/
boolgetFilterBitmap（）const{returnfFilterBitmap;}
/**获取ｘ方向的模式
*/
SkShader:
:
TileModegetTileModeX（）const{returnfTileModeX;}
/**获取ｙ方向的模式
*/
SkShader:
:
TileModegetTileModeY（）const{returnfTileModeY;}
/**返回给定坐标位置[x,y]处的采样颜色
*/
virtualSkPMColorsample（SkFixedx,SkFixedy）const=0;
/**设置绘图对象
*/
virtualvoidsetPaint（constSkPaint&paint）;
//这是一个查找最优子类的工厂
/**用给定的规格创建位图采样器
*/
staticSkBitmapSampler*Create（constSkBitmap&,boolfilter,
SkShader:
:
TileModetmx,SkShader:
:
TileModetmy）;
protected:
constSkBitmap&fBitmap;//源位图
uint16_tfMaxX,fMaxY;//ｘ和ｙ方向的最大尺寸
boolfFilterBitmap;//处理（采样）后的位图
SkShader:
:
TileModefTileModeX;//ｘ方向处理的模式
SkShader:
:
TileModefTileModeY;//ｙ方向处理的模式
SkTileModeProcfTileProcX;//ｘ方向处理函数
SkTileModeProcfTileProcY;//ｙ方向处理函数
//illegal
SkBitmapSampler&operator=（constSkBitmapSampler&）;
};
4：
SkCubicClipper
/**\SkCubicClipper
三次曲线剪切类。
此类需要用裁减矩形来初始化，然后裁减输入的三次曲线，当然次三次曲线必须在Y方向是单调的（单调递增或者单调递减）。
将来，本类将返回一系列的片段，支持X方向的裁减以保证所有的片段都处在有限的坐标系中。
*/
classSkCubicClipper{
public:
SkCubicClipper（）;
/**设置裁减区
*/
voidsetClip（constSkIRect&clip）;
/**裁减三次曲线，如果裁剪后有内容，则返回true，否则返回false。
@paramsrc[4]构成三次曲线的四个点
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