基于Drawing的图形/文字绘制及双缓冲模拟实现刷新 HarmonyOS 鸿蒙Next
基于Drawing的图形/文字绘制及双缓冲模拟实现刷新 HarmonyOS 鸿蒙Next
场景描述
Native Drawing模块提供了一系列的接口用于基本图形和字体的绘制。
Drawing绘制的内容无法直接在屏幕上显示，需要借用XComponent以及Native Window的能力支持，将绘制的内容通过Native Window送显。这里介绍如何使用Drawing绘制内容，然后通过NativeWindow贴图到XComponent的双缓冲实现。
双缓冲实现刷新：
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在内存中创建一片内存区域，把将要绘制的图片预先绘制到内存中，在绘制显示的时候直接获取缓冲区的图片进行绘制。更具体一点来说：先通过Drawing方法将要绘制的所有的图形绘制到一个Bitmap上也就是先在内存空间完成，然后获取位图的像素地址、并将其拷贝到XComponent的NativeWindow地址。完成贴图，将图片显示在屏幕上。
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启用双缓冲后，所有画图操作会首先呈现到内存缓冲而不是屏幕上的绘图图面。所有画图操作完成后，内存缓冲会直接复制到与之关联的绘图图面。由于屏幕上仅执行一个图形操作，因此与复杂画图操作相关的图像闪烁可得以消除。
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很多图形的操作都很复杂需要大量的计算，很难访问一次显示缓冲区就能写入待显示的完整图形数据，通常需要多次访问显示缓冲区，每次访问时写入最新计算的图形数据。而这样造成的后果是一个需要复杂计算的图形，你看到的效果可能是一部分一部分地显示出来的，造成很大的闪烁不连贯。而使用双缓冲，可以使你先将计算的中间结果存放在另一个缓冲区中，待全部的计算结束，该缓冲区已经存储了完整的图形之后，再将该缓冲区的图形数据一次性复制到显示缓冲区。
方案描述
一.图形绘制：
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使用Drawing进行图形绘制与显示时，需要使用Native Drawing模块的画布画笔绘制一个基本的2D图形；
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将图形内容写入Native Window提供的图形Buffer，将Buffer提交到图形队列；
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再利用XComponent将C++代码层与ArkTS层对接，实现在ArkTS层调用绘制和显示的逻辑，最终在应用上显示图形。
二.文本绘制:
Native Drawing模块关于文本绘制提供两类API接口
一类是具有定制排版能力的接口：如OH_Drawing_Typography，OH_Drawing_TypographyStyle，OH_Drawing_TextStyle等类型。支撑用户设置排版风格和文本风格，可调用OH_Drawing_TypographyHandlerAddText添加文本并调用OH_Drawing_TypographyLayout和OH_Drawing_TypographyPaint对文本进行排版和绘制。
另一类是不具有定制排版能力的接口：如OH_Drawing_Font，OH_Drawing_TextBlob，OH_Drawing_RunBuffer等类型。支撑具备自排版能力的用户将排版结果构造为OH_Drawing_TextBlob并调用OH_Drawing_CanvasDrawTextBlob绘制OH_Drawing_TextBlob描述的文本块。
场景一：使用drawing进行文本绘制
方案一：定制排版绘制
- 创建画布和bitmap实例。
// 创建bitmap
cBitmap_ = OH_Drawing_BitmapCreate();
OH_Drawing_BitmapFormat cFormat {COLOR_FORMAT_RGBA_8888, ALPHA_FORMAT_OPAQUE};
//描述位图像素颜色类型和透明度
// width的值必须为bufferHandle->stride / 4
OH_Drawing_BitmapBuild(cBitmap_, width_, height_, &cFormat);
//初始化宽高，将上面的格式设置进去
// 创建canvas
cCanvas_ = OH_Drawing_CanvasCreate();
OH_Drawing_CanvasBind(cCanvas_, cBitmap_);
//将上面位图对象和画布绑定
OH_Drawing_CanvasClear(cCanvas_, OH_Drawing_ColorSetArgb(0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF));
//将画布清空
- 设置排版
// 选择排版属性
OH_Drawing_TypographyStyle* typoStyle = OH_Drawing_CreateTypographyStyle();
OH_Drawing_SetTypographyTextDirection(typoStyle, TEXT_DIRECTION_LTR);
//目前提供从左往右和右往左两种
OH_Drawing_SetTypographyTextAlign(typoStyle, TEXT_ALIGN_LEFT);
//对齐方式
- 设置文本风格。
// 设置文字颜色
OH_Drawing_TextStyle* txtStyle = OH_Drawing_CreateTextStyle();
OH_Drawing_SetTextStyleColor(txtStyle, OH_Drawing_ColorSetArgb(0xFF, 0x00, 0x00, 0x00));
// 设置文字大小、字重等属性
double fontSize = width_ / 15;
OH_Drawing_SetTextStyleFontSize(txtStyle, fontSize);
OH_Drawing_SetTextStyleFontWeight(txtStyle, FONT_WEIGHT_400);
OH_Drawing_SetTextStyleBaseLine(txtStyle, TEXT_BASELINE_ALPHABETIC);
OH_Drawing_SetTextStyleFontHeight(txtStyle, 1);
OH_Drawing_FontCollection* fontCollection = OH_Drawing_CreateFontCollection();
// 注册自定义字体
const char* fontFamily = "myFamilyName"; // myFamilyName为自定义字体的family name
const char* fontPath = "/data/storage/el2/base/haps/entry/files/myFontFile.ttf"; // 设置自定义字体所在的沙箱路径
OH_Drawing_RegisterFont(fontCollection, fontFamily, fontPath);
// 设置系统字体类型
const char* systemFontFamilies[] = {"Roboto"};
OH_Drawing_SetTextStyleFontFamilies(txtStyle, 1, systemFontFamilies);
OH_Drawing_SetTextStyleFontStyle(txtStyle, FONT_STYLE_NORMAL);
OH_Drawing_SetTextStyleLocale(txtStyle, "en");
// 设置自定义字体类型
auto txtStyle2 = OH_Drawing_CreateTextStyle();
OH_Drawing_SetTextStyleFontSize(txtStyle2, fontSize);
const char* myFontFamilies[] = {"myFamilyName"}; //如果已经注册自定义字体，填入自定义字体的family name使用自定义字体
OH_Drawing_SetTextStyleFontFamilies(txtStyle2, 1, myFontFamilies);
- 生成文本内容效果 通过OH_Drawing_TypographyHandlerAddText设置文本内容 OH_Drawing_TypographyLayout设置排版布局
OH_Drawing_TypographyCreate *handler =
OH_Drawing_CreateTypographyHandler(typoStyle, OH_Drawing_CreateFontCollection());
OH_Drawing_TypographyHandlerPushTextStyle(handler, txtStyle);
// 设置文字内容
const char *text = "填写你想要的文本内容\n";
OH_Drawing_TypographyHandlerAddText(handler, text);
OH_Drawing_TypographyHandlerPopTextStyle(handler);
OH_Drawing_Typography *typography = OH_Drawing_CreateTypography(handler);
// 设置页面最大宽度
double maxWidth = width_;
OH_Drawing_TypographyLayout(typography, maxWidth);
// 设置文本在画布上绘制的起始位置
double position[2] = {width_ / 5.0, height_ / 2.0};
// 将文本绘制到画布上
OH_Drawing_TypographyPaint(typography, cCanvas_, position[0], position[1]);
- 效果图
场景二：使用drawing进行图形的绘制
-
创建Bitmap和画布实例（同上）
-
构造Path形状
void SampleBitMap::ConstructPath()
{
int len = height_ / 4;
float aX = width_ / 2;
float aY = height_ / 4;
float dX = aX - len * std::sin(18.0f);
float dY = aY + len * std::cos(18.0f);
float cX = aX + len * std::sin(18.0f);
float cY = dY;
float bX = aX + (len / 2.0);
float bY = aY + std::sqrt((cX - dX) * (cX - dX) + (len / 2.0) * (len / 2.0));
float eX = aX - (len / 2.0);
float eY = bY;
// 创建一个path对象，然后使用接口连接成一个五角星形状
cPath_ = OH_Drawing_PathCreate();
// 指定path的起始位置
OH_Drawing_PathMoveTo(cPath_, aX, aY);
// 用直线连接到目标点
OH_Drawing_PathLineTo(cPath_, bX, bY);
OH_Drawing_PathLineTo(cPath_, cX, cY);
OH_Drawing_PathLineTo(cPath_, dX, dY);
OH_Drawing_PathLineTo(cPath_, eX, eY);
// 闭合形状，path绘制完毕
OH_Drawing_PathClose(cPath_);
}
- 设置画笔和画刷样式。
void SampleBitMap::SetPenAndBrush()
{
constexpr float penWidth = 10.0f; // pen width 10
// 创建一个画笔Pen对象，Pen对象用于形状的边框线绘制
cPen_ = OH_Drawing_PenCreate();
OH_Drawing_PenSetAntiAlias(cPen_, true);
OH_Drawing_PenSetColor(cPen_, OH_Drawing_ColorSetArgb(0xFF, 0xFF, 0x00, 0x00));
OH_Drawing_PenSetWidth(cPen_, penWidth);
OH_Drawing_PenSetJoin(cPen_, LINE_ROUND_JOIN);
// 将Pen画笔设置到canvas中
OH_Drawing_CanvasAttachPen(cCanvas_, cPen_);
// 创建一个画刷Brush对象，Brush对象用于形状的填充
cBrush_ = OH_Drawing_BrushCreate();
OH_Drawing_BrushSetColor(cBrush_, OH_Drawing_ColorSetArgb(0xFF, 0x00, 0xFF, 0x00));
// 将Brush画刷设置到canvas中
OH_Drawing_CanvasAttachBrush(cCanvas_, cBrush_);
}
- 绘制图形
void SampleBitMap::DrawPath()
{
// 在画布上画path的形状，五角星的边框样式为pen设置，颜色填充为Brush设置
OH_Drawing_CanvasDrawPath(cCanvas_, cPath_);
}
绘制内容送显的双缓冲实现
这里要实现双缓冲刷新这里需要将前面绘制到Bitmap内存空间上的像素地址拷贝到Native Window上，完成贴图。
- 通过前面OnSurfaceCreatedCB回调保存的Native Window来申请Native Window Buffer。
// 通过 OH_NativeWindow_NativeWindowRequestBuffer 获取 OHNativeWindowBuffer 实例
int32_t ret = OH_NativeWindow_NativeWindowRequestBuffer(nativeWindow_, &buffer_, &fenceFd_);
- 通过OH_NativeWindow_GetBufferHandleFromNative获取bufferHandle。
bufferHandle_ = OH_NativeWindow_GetBufferHandleFromNative(buffer_);
- 使用mmap接口拿到bufferHandle的内存虚拟地址。
mappedAddr_ = static_cast<uint32_t *>(
// 使用内存映射函数mmap将bufferHandle对应的共享内存映射到用户空间，可以通过映射出来的虚拟地址向bufferHandle中写入图像数据
// bufferHandle->virAddr是bufferHandle在共享内存中的起始地址，bufferHandle->size是bufferHandle在共享内存中的内存占用大小
mmap(bufferHandle_->virAddr, bufferHandle_->size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, bufferHandle_->fd, 0));
if (mappedAddr_ == MAP_FAILED) {
DRAWING_LOGE("mmap failed");
}
- 使用drawing_bitmap.h的OH_Drawing_BitmapGetPixels接口获取到画布绑定bitmap实例的像素地址，该地址指向的内存包含画布刚刚绘制的像素数据。将绘制内容填充到申请的Native Window Buffer中。
// 画完后获取像素地址，地址指向的内存包含画布画的像素数据
void *bitmapAddr = OH_Drawing_BitmapGetPixels(cBitmap_);
uint32_t *value = static_cast<uint32_t *>(bitmapAddr);
// 使用mmap获取到的地址来访问内存
uint32_t *pixel = static_cast<uint32_t *>(mappedAddr_);
for (uint32_t x = 0; x < width_; x++) {
for (uint32_t y = 0; y < height_; y++) {
*pixel++ = *value++;
}
}
- 设置刷新区域，送显。
// 如果Region中的Rect为nullptr,或者rectNumber为0，则认为OHNativeWindowBuffer全部有内容更改。
Region region {nullptr, 0};
// 通过OH_NativeWindow_NativeWindowFlushBuffer 提交给消费者使用，例如：显示在屏幕上。
OH_NativeWindow_NativeWindowFlushBuffer(nativeWindow_, buffer_, fenceFd_, region);
- 释放内存
// 去掉内存映射
int result = munmap(mappedAddr_, bufferHandle_->size);
if (result == -1) {
DRAWING_LOGE("munmap failed!");
}
// 销毁创建的对象
OH_Drawing_BrushDestroy(cBrush_);
cBrush_ = nullptr;
OH_Drawing_PenDestroy(cPen_);
cPen_ = nullptr;
OH_Drawing_PathDestroy(cPath_);
cPath_ = nullptr;
OH_Drawing_CanvasDestroy(cCanvas_);
cCanvas_ = nullptr;
OH_Drawing_BitmapDestroy(cBitmap_);
cBitmap_ = nullptr;
void OnSurfaceDestroyedCB(OH_NativeXComponent *component, void *window) {
DRAWING_LOGI("OnSurfaceDestroyedCB");
if ((component == nullptr) || (window == nullptr)) {
DRAWING_LOGE("OnSurfaceDestroyedCB: component or window is null");
return;
}
char idStr[OH_XCOMPONENT_ID_LEN_MAX + 1] = {'\0'};
uint64_t idSize = OH_XCOMPONENT_ID_LEN_MAX + 1;
if (OH_NativeXComponent_GetXComponentId(component, idStr, &idSize) != OH_NATIVEXCOMPONENT_RESULT_SUCCESS) {
DRAWING_LOGE("OnSurfaceDestroyedCB: Unable to get XComponent id");
return;
}
std::string id(idStr);
SampleBitMap::Release(id);
}
TS调用绘制接口
@Entry
@Component
struct Index {
private xComponentContext: XComponentContext | undefined = undefined;
build() {
Column() {
Row() {
XComponent({ id: 'xcomponentId', type: 'surface', libraryname: 'entry' })
.onLoad((xComponentContext) => {
this.xComponentContext = xComponentContext as XComponentContext;
}).width('960px') // Multiples of 64
}.height('88%')
Row() {
Button('Draw Path')
.fontSize('16fp')
.fontWeight(500)
.margin({ bottom: 24, right: 12 })
.onClick(() => {
console.log(TAG, "Draw Path click");
if (this.xComponentContext) {
console.log(TAG, "Draw Path");
this.xComponentContext.drawPattern();
}
})
.width('33.6%')
.height(40)
.shadow(ShadowStyle.OUTER_DEFAULT_LG)
Button('Draw Text')
.fontSize('16fp')
.fontWeight(500)
.margin({ bottom: 24, left: 12 })
.onClick(() => {
console.log(TAG, "draw text click");
if (this.xComponentContext) {
console.log(TAG, "draw text");
this.xComponentContext.drawText();
}
})
.width('33.6%')
.height(40)
.shadow(ShadowStyle.OUTER_DEFAULT_LG)
}
.width('100%')
.justifyContent(FlexAlign.Center)
.shadow(ShadowStyle.OUTER_DEFAULT_SM)
.alignItems(VerticalAlign.Bottom)
.layoutWeight(1)
}
}
}
更多关于基于Drawing的图形/文字绘制及双缓冲模拟实现刷新 HarmonyOS 鸿蒙Next的实战系列教程也可以访问 https://www.itying.com/category-93-b0.html
6 回复
请问有demo工程吗
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相当优秀啊，目前网上都没有那种画板功能的demo，从您这里找到了思路，看来可以通过xcomponent作为画板，然后可以跟随手势进行涂鸦了？不知道楼主是不是实现的是这样的功能
在HarmonyOS（鸿蒙）系统中，基于Drawing的图形/文字绘制及双缓冲模拟实现刷新，主要依赖于鸿蒙提供的图形绘制API和双缓冲机制。以下是对这一过程的简要说明：
图形/文字绘制
- 鸿蒙系统提供了丰富的图形绘制接口，可用于绘制各种形状、线条、图像和文字。
- 使用
Canvas类进行绘制操作，它提供了绘制矩形、圆形、椭圆、线条、图片以及文字的方法。 - 对于文字绘制，可以使用
TextPaint类设置字体样式、大小、颜色等属性，然后通过Canvas.drawText方法进行绘制。
双缓冲机制
- 双缓冲是一种图形编程技术，用于减少屏幕闪烁和提高绘制效率。
- 在鸿蒙系统中，可以通过创建两个
Bitmap对象作为前后台缓冲区来实现双缓冲。 - 在后台缓冲区中完成所有绘制操作，然后将后台缓冲区的内容一次性复制到前台缓冲区，从而实现屏幕的刷新。
刷新机制
- 刷新通常通过触发重绘事件来实现，例如用户交互、定时器触发等。
- 在鸿蒙中，可以通过调用组件的
invalidate方法来请求重绘，从而触发双缓冲的刷新过程。
如果问题依旧没法解决请联系官网客服，官网地址是：https://www.itying.com/category-93-b0.html，
