skia draw

本文主要是介绍skia draw，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

最近终于有时间去看skia draw的一些过程，参考skia/gm和skia/samplecode里面的示例非常粗略的总结了一下skia的绘制过程，只能说建立一个概览吧。希望有熟悉skia的大神在不对之处可以帮忙指点。

skia的每次绘制都是由canvas.drawXX方法发起，经过path generation、rasterizer、shading和transfer四个步骤完成一张图的绘制。

Path generation

在skia绘制管线中，第一步工作就是要生成SkPah。所谓path，字面上讲是绘制路径，其实就是绘制形状。这部分工作可以分为三个阶段去完成：

第一阶段：初始化path。可以使用SkPath的moveTo()，lineTo()，conicTo()，quadto()等方法手动绘制线段、二次曲线等，以此来绘制物体的轮廓；也可以使用canvas的draw api来绘制矩形、椭圆等形状完成轮廓绘制。

第二阶段：为path添加效果。skia支持的效果有：添加线宽、corner、虚线、DiscretePath、1Dpath、2Dpath等。这部分可以参考pathEffect.cpp。

第三阶段：使用SkPath的setStyle()方法确定path的风格。

enum Style {kFill_Style,            //!< fill the geometry填充kStroke_Style,          //!< stroke the geometry绘制轮廓kStrokeAndFill_Style,   //!< fill and stroke the geometry};

Rasterizer

生成path之后的工作就是要去rasterizer。skia中的rasterizer主要是确定像素要画在哪，这通过使用一个mask图像来完成。mask图像实际上是一个只有alpha通道的灰度图。mask图像可以决定每个像素是全透明、不透明还是部分透明。

可以使用两个方法生成mask：

（1）no rasterizer

使用paint style property和path property进行path扫描转换，产生一个初始的mask。在path内部的像素是不透明的，path外部的像素保持透明，在path边界上的像素部分透明（如果设置anti-aliasing抗锯齿）。

如果设置了maskFilter，初始的mask会根据它进行变换，比如blur、emboss、table等效果。设置步骤为：首先使用SkPaint方法setMaskFilter()为paint分配一个SkMaskFilter；然后具体的mask过滤由SkMaskFilter子类实现。

对于blur效果，可以参考sampleBlur.cpp。

emboss效果，可以参考sampleEmboss.cpp。

（2）rasterizer

由SkRasterizer创建一个mask。

首先使用SkPaint的方法setRasterizer()为paint设置一个SkRasterizer；然后SkRasterizer的rasterize()方法会创建一个mask bitmap，之后把path绘制到这个mask中。

Shading

rasterizer之后就需要进行shading。shading的主要工作是确定像素的颜色，即着色。skia主要支持四种shader：线性梯度shader、环形梯度shader、扫略梯度shader以及混合shader。混合shader用来处理使用两种相同或者不同的shader在xfermode下的混合着色。这部分可以参考sampleShader.cpp例子。

着色过程有两个阶段：第一个阶段是为SkPaint分配一个SkShader，同样也是使用SkPaint的setShader方法。SkShader会生成一个初始的源图像。

在创建shader时，需要指定平铺模式（TileMode），有三种：kClamp_TileMode、kRepeat_TileMode和kMirror_TileMode，分别对应普通平铺、重复平铺和镜像平铺。镜像平铺很好理解，对于普通平铺，如果shader超出着色边界，则会使用边界的颜色延伸到bitmap边界；对于重复平铺，如果shader超出着色边界，则会在边界处重复之前的着色。

如果在这个阶段没有设置SkShader，则需要给paint设置一个color，此时会产生一张单色图像。

第二个阶段：如果为Skpaint设置了colorFilter，则colorFilter会为初始源图像的颜色进行变换。maskFilter与colorFilter不同：maskFilter是对一个paint的alpha通道的转换；而colorFilter是针对RGB通道的转换。所有由colorFilter所派生的类在执行它们的转换时都会忽略alpha通道。

（1）colorFilter可以通过改变colorMatrix进行色彩变换（C1=pin(C*Cm+Ca)）。

a ,b ,c, d, e,

f ,g ,h ,i , j,

k ,l, m, n, o,

p ,q ,r ,s ,t

颜色矩阵M的第一行参数abcde决定了图像的红色成分，第二行参数fghij决定了图像的绿色成分，第三行参数klmno决定了图像的蓝色成分，第四行参数pqrst决定了图像的透明度，第五列参数ejot是颜色的偏移量。在Android中，对图像进行颜色方面的处理，如黑白老照片、泛黄旧照片、高对比度、低饱和度等效果，都可以通过使用颜色矩阵（ColorMatrix）来实现。

这部分的例子可以参考colorFilters.cpp。

（2）colorFilter也可以通过处理各种XforMode（图像混合模式）来针对dst/src图像进行色彩处理。

这部分的例子可以参考sampleColorFilters.cpp。

Transfer

这部分的工作是Transferring color to the destination Bitmap。我理解为把由rasterizer生成的mask、shader生成的源color图像、XferMode和目的图像进行混合处理，然后把最终的图像搬移到目的bitmap中。这部分也分为两个阶段进行：

第一阶段：把shader生成的源color图像与目的图像使用XferMode生成中间图像。

对于XferMode，我的理解是一种图像的混合模式，它主要有以下模式：

<pre name="code" class="cpp"><pre name="code" class="cpp"><span style="font-family:Microsoft YaHei;">/* Sa 代表source alpha ，即源 alpha 值 ，
Da 代表 Destination alpha ，即 目标alpha值 ，
Sc 代表 source color ，即源色值 ，
Dc 代表 Destination color ，即目标色值，并且这所有的计算都以像素为单位.
[a, c]代表在某一种混合模式下，对每一个像素的alpha 和 color 通过对应算法进行运算，所得出的像素值*/
enum Mode {kClear_Mode,    //!< [0, 0]清除模式［0，0］，即最终所有点的像素的alpha 和color 都为 0，所以画出来的效果只有白色背景kSrc_Mode,      //!< [Sa, Sc]只保留源图像的 alpha 和 color ，所以绘制出来只有源图kDst_Mode,      //!< [Da, Dc]同上类比，只保留目标图像的 alpha 和 color，所以绘制出来的只有目标图kSrcOver_Mode,  //!< [Sa + Da - Sa*Da, Rc = Sc + (1 - Sa)*Dc]在目标图片顶部绘制源图像,从命名上也可以看出来就是把源//图像绘制在上方kDstOver_Mode,  //!< [Sa + Da - Sa*Da, Rc = Dc + (1 - Da)*Sc]将目标图像绘制在上方kSrcIn_Mode,    //!< [Sa * Da, Sc * Da]在两者相交的地方绘制源图像，并且绘制的效果会受到目标图像对应地方透明度的影响kDstIn_Mode,    //!< [Sa * Da, Sa * Dc]在两者相交的地方绘制目标图像，并且绘制的效果会受到源图像对应地方透明度的影响kSrcOut_Mode,   //!< [Sa * (1 - Da), Sc * (1 - Da)]在不相交的地方绘制源图像，相交处根据目标alpha进行过滤，目标色完全//不透明时则完全过滤，完全透明则不过滤kDstOut_Mode,   //!< [Da * (1 - Sa), Dc * (1 - Sa)]类似上面kSrcATop_Mode,  //!< [Da, Sc * Da + (1 - Sa) * Dc]源图像和目标图像相交处绘制源图像，不相交的地方绘制目标图像，并且相//交处的效果会受到源图像和目标图像alpha的影响kDstATop_Mode,  //!< [Sa, Sa * Dc + Sc * (1 - Da)]类似上面kXor_Mode,      //!< [Sa + Da - 2 * Sa * Da, Sc * (1 - Da) + (1 - Sa) * Dc]在不相交的地方按原样绘制源图像和目标图像，//相交的地方受到对应alpha和色值影响，按上面公式进行计算，如果都完全不透明则相交处完全不绘制kPlus_Mode,     //!< [Sa + Da, Sc + Dc]kModulate_Mode, // multiplies all components (= alpha and color)// Following blend modes are defined in the CSS Compositing standard:// https://dvcs.w3.org/hg/FXTF/rawfile/tip/compositing/index.html#blendingkScreen_Mode,   //滤色，滤色模式与我们所用的显示屏原理相同，所以也有版本把它翻译成“屏幕”；简单的说就是保留两个图层中较//白的部分，较暗的部分被遮盖；当一层使用了滤色（屏幕）模式时，图层中纯黑的部分变成完全透明，纯白部分完全//不透明，其他的颜色根据颜色级别产生半透明的效果kLastCoeffMode = kScreen_Mode,kOverlay_Mode,  //像素是进行 Multiply （正片叠底）混合还是 Screen （屏幕）混合，取决于底层颜色，但底层颜色的高光与阴影部//分的亮度细节会被保留kDarken_Mode,   //该模式处理过后，会感觉效果变暗，即进行对应像素的比较，取较暗值，如果色值相同则进行混合；从算法上看，//alpha值变大，色值上如果都不透明则取较暗值，非完全不透明情况下使用上面算法进行计算，受到源图和目标图对应//色值和alpha值影响kLighten_Mode,  //DARKEN 的目的是变暗，LIGHTEN 的目的则是变亮，如果在均完全不透明的情况下 ，色值取源色值和目标色值中的较大值，//否则按上面算法进行计算kColorDodge_Mode,kColorBurn_Mode,kHardLight_Mode,kSoftLight_Mode,kDifference_Mode,kExclusion_Mode,kMultiply_Mode, //正片叠底，即查看每个通道中的颜色信息，并将基色与混合色复合。结果色总是较暗的颜色。任何颜色与黑色复合产生黑色。//任何颜色与白色复合保持不变。当用黑色或白色以外的颜色绘画时，绘画工具绘制的连续描边产生逐渐变暗的颜色kLastSeparableMode = kMultiply_Mode,kHue_Mode,kSaturation_Mode,kColor_Mode,kLuminosity_Mode,kLastMode = kLuminosity_Mode};</span>

有关XferMode的例子可以参考xfermode.cpp、xfermode2.cpp、xfermode3.cpp、sampleXfermode.cpp。

注意：skia默认的XferMode是kSrcOver_Mode。

第二阶段：使用由rasterizer生成的mask把中间图像和目的图像再一次混合处理，然后把搬移到目的bitmap。（这部分暂时还没有看到）