我的簡書同步發布：RenderScript 讓你的Android計算速度快的飛上天！

在上一篇文章Android自動手繪，圓你兒時畫家夢！?中結尾提到，我將介紹提升輪廓提取速度相關內容，今天一起學習Android中的RenderScript。看完本文，你將學會如何使用并行計算技術，提高你的app中計算模塊速度，尤其是提升圖像處理中的復雜計算。

RenderScript介紹

根據Android官方網站的介紹：RenderScript是Android平臺上用于運行計算密集任務的框架。RenderScript主要是面向數據并行計算，當然了，RenderScript中使用串行計算效率也很好。RenderScript是充分利用GPU，CPU的計算能力，由于不同的硬件對應的并行執行不同，RenderScript會編譯2次，首先是我們的PC編譯器編譯到apk中，然后在apk安裝的時候，再編譯一次。這樣的好處是，可以充分利用不同的硬件，我們編寫的代碼無需關心具體的硬件的不同，都能寫出高性能的代碼。?
RenderScript相關文檔并不多，導致很難去學好RenderScript。但是其實用起來并不復雜，結合SDK中的兩個例子和官方文檔，基本可以入門了。

在使用RenderScript之前，請在eclipse的project.properties加上：

renderscript.target=18 renderscript.support.mode=true

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Hello RenderScript

概念說太多沒啥用，先來一段簡單代碼。需求很簡單，我們需要將一張圖片中的每個像素的顏色取反色，即分別將255減去當前像素點的R、G、B，得到的新的RGB作為當前像素點的新顏色。如果不用RenderScript，實現起來也非常簡單，通過兩個for循環，遍歷每個像素點，然后替換像素就好，如下：

int width = mInBitmap.getWidth(); int height = mInBitmap.getHeight(); for (int x = 0; x < width; x++) {for (int y = 0; y < height; y++) {int color = mInBitmap.getPixel(x, y);int r= 255-(Color.red(color) ;int g= 255-(Color.green(color) ;int b= 255-(Color.blue(color) ;int c = Color.rgb(gray, gray, gray);mOutBitmap.setPixel(x, y, c);} }

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這是使用普通Java代碼實現，如果對一張較大的圖執行這段代碼，其耗時可想而知！再去看看RenderScript是如何實現相同的功能的：?
首先，在代碼目錄下（即包目錄下）創建rs文件，取名可以任意，我們新建一個hello.rs文件：

#pragma version(1) #pragma rs java_package_name(com.hc.renderscript) uchar4 __attribute__((kernel)) invert(uchar4 in) {uchar4 out = in;out.r =255- in.r;out.g = 255-in.g;out.b = 255-in.b;return out;}

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看不懂？不要急！我們一行一行解釋。仔細看會發現其實大部分跟C語言很像，首先#pragma是給編譯器看的,#pragma version(1)是指版本號，目前只能選擇1，沒有更高的版本了。#pragma rs java_package_name(com.hc.renderscript)是告訴編譯器，包的名稱。因為每個rs文件都會自動生成對應的Java代碼，比如，我們新建的hello.rs文件，會自動生成ScriptC_hello類，因此，我們需要在rs聲明包的名稱。接下來比較重要的關鍵字__attribute__((kernel))，它跟函數放在一起，用于聲明這個函數是個RenderScript核心函數，而不是一個可調用的函數。什么意思呢？其實可以這樣理解，就是這個函數不是個普通函數，是用于并行計算的函數。我們不能顯式調用，它是RenderScript內部調用的函數。這時你可能會想，既然我們不能顯式調用，那該怎么調用呢？別急，接下來為你揭曉。

我們繼續看到invert函數，這個函數有個uchar4類型，不用想，肯定表示占用4個字節，每個字節表示的取值范圍0~255。但是接下來的事情就很奇怪了，uchar4 in中直接可以用in.r、in.g、in.b分別取出rgb顏色。我猜想uchar4是個結構體類型，本來想去官網查看一下，找了很久沒找到。找到的童鞋麻煩告訴我一下，我可以重新編輯這篇文章。但是就算沒找到，我們也可以理解的通，其實，如果從本質上來說，它并不復雜，r表示第一個字節，g表示第二個字節，b表示第三個字節。甚至我們可以可以猜得到，還有in.a表示透明度，然后我測試了一下，發現真的編譯通過。另外，從RenderScript Basics Tutorial這篇文章可以知道，還可以通過x、y、z、w分別取出對應的第1、2、3、4個字節。也就是說，in.x與in.r都是一個意思.好了這里不再繼續糾結uchar4.

RenderScript的核心我們編寫完成了，從上面rs文件的invert函數我們知道，這個函數只對具體一個像素點操作，可是我們的圖片有width*height個像素點，我們需要這些像素點并行執行inver函數才能得到我們想要的結果。

我們再看看Java代碼如何調用，使之并行計算。

@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);mSrcImageView = (ImageView) findViewById(R.id.src);mDstImageView = (ImageView) findViewById(R.id.dst);mInBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.test);mOutBitmap = Bitmap.createBitmap(mInBitmap.getWidth(),mInBitmap.getHeight(), mInBitmap.getConfig());mSrcImageView.setImageBitmap(mInBitmap);RenderScript rs = RenderScript.create(this);mScript = new ScriptC_hello(rs);aIn = Allocation.createFromBitmap(rs, mInBitmap);aOut = Allocation.createFromBitmap(rs, mInBitmap);mScript.forEach_invert(aIn, aOut);aOut.copyTo(mOutBitmap);mDstImageView.setImageBitmap(mOutBitmap);rs.destroy();}

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運行出來的結果：?
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我們繼續解釋Java代碼：先看到第13行，創建的是一個RenderScript對象。接下來是將我們編寫的rs文件對應的自動生成的Java類（即ScriptC_hello類）初始化。到目前為止，這些都很好理解。緊接著是創建了兩個Allocation對象，這個對象是干嘛用的呢？從名稱可以看出，它是用于分配內存的，createFromBitmap根據Bitmap分配內存。為什么需要創建2個Allocation對象呢？這主要是在執行rs文件里面的并行函數時一個Allocation類型 aIn用于參數傳入，一個Allocation類型 aOut用于計算結果輸出。這兩個Allocation的Element類型必須相同，在函數調用時RenderScript會檢查，如果不想同會拋異常。這里提到了Element，Elemtent是指Allocation里的一項。比如我們要處理的是Bitmap，則Element表示的類型是像素。做并行計算時，aIn對應的一個元素（Element）的計算結果會放入aOut對應的位置上。定位到代碼：mScript.forEach_invert(aIn, aOut);我們的rs文件里面并沒有寫forEach_invert函數，但是卻在ScriptC_hello?類里面生成了這個函數。請注意，我們編寫了invert函數，正因為我們的invert函數加了__attribute__((kernel))關鍵字，所以，會生成forEach_invert函數，這個函數傳入的參數aIn和aOut我們都清楚了，RenderScript會自動將aIn里的每個元素（Element）并行的去執行invert函數.得到的結果放入aOut里。最后調用Allocation的copyTo函數把計算的結果轉入到Bitmap中。

另外，值得注意的是，__attribute__((kernel))修飾的函數，其形參該怎么寫，為啥我們這里是uchar4而不是uchar3或者是uint32之類的呢？我們該怎么確定好這個參數呢？其實，這主要是跟我們的需求有關，你可以根據需求改動。比如我們的aIn里的元素是像素，而一個像素有RGBA占4個字節，因此我們寫成uchar4作為形參。還有就是，后面還可以加形參uint32 x,uint32 y,uint32 z。這些是可選項，可以加也可以不加，不影響函數的調用,但是必須是uint32類型。

還有個可選函數init()，在rs文件里的這個函數會指初始化時調用，并且只會調用一次。

有時候我們希望返回的結果不止一個對象該怎么辦？我們可以選擇使用全局變量，在rs文件中聲明全局變量，在rs文件的函數中把數據寫入到rs文件的全局變量中。再從Java代碼中讀取rs的全局變量即可！那么在Java代碼中該怎么讀取和設置rs中的全局變量呢？答案是，rs文件對應生成的Java類會自動生成全局變量的get和set方法。比如，在hello.rs文件中定義了全局變量int myVar.自動生成的ScriptC_hello類中會自動生成函數：set_myVar(int v)和get_myVar().這樣就可以訪問rs文件中的全局變量了。

最后

回到最開始說的，提升上一篇文章的輪廓提取速度。如果沒有看過上一篇文章的請跳過，或者是前去：?Android自動手繪，圓你兒時畫家夢！?查看。我們去看看Sobel算法，主要分為2步，首先將彩色圖轉為灰度圖，在CommenUtils類的toGrayscale函數中。然后再是調用Sobelsuanf ,在SobelUtils類的Sobel函數。先看看toGrayscale函數：這個函數是直接調用系統的函數，我們不去管。在Sobel函數中，有兩個地方使用了兩個for循環，顯然可以通過RenderScript進行并行計算，提升速度。篇幅原因，具體的實現這里就不提了。

源碼地址：RenderScript

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的关于Renderscript的理解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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