Android音视频 - EGL源码解析以及C++实现

本文主要是介绍Android音视频 - EGL源码解析以及C++实现，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！

PS
我们在前面的文章中就说过关于EGL的出现原因以及其作用

OpenGL 是一个跨平台的API,而不同的操作系统(Windows,Android,IOS)各有自己的屏幕渲染实现。所以OpenGL定义了一个中间接口层EGL（Embedded Graphics Library）标准，具体实现交给各个操作系统本身

EGL

简单来说EGL是一个中间接口层，是一个规范，由于OpenGL的跨平台性，所以说这个规范显得尤其重要，不管各个操作系统如何蹦跶，都不能脱离我所定义的规范。

EGL的一些基础知识

EGLDisplay

EGL定义的一个抽象的系统显示类，用于操作设备窗口。

EGLConfig

EGL配置，如rgba位数

EGLSurface

渲染缓存，一块内存空间，所有要渲染到屏幕上的图像数据，都要先缓存在EGLSurface上。

EGLContext

OpenGL上下文，用于存储OpenGL的绘制状态信息、数据。

初始化EGL的过程可以说是对上面几个信息进行配置的过程

OpenGL ES绘图完整流程

我们在使用Java GLSurfaceView的时候其实只是自定义了Render,该Render实现了GLsurfaceView.Renderer接口，然后自定义的Render中的3个方法就会得到回调，Android 系统其实帮我省掉了其中的很多步骤。所以我们这里来看一下完整流程
(1). 获取显示设备(对应于上面的EGLDisplay)

/** Get an EGL instance */mEgl = (EGL10) EGLContext.getEGL();/** Get to the default display. */mEglDisplay = mEgl.eglGetDisplay(EGL10.EGL_DEFAULT_DISPLAY);

(2). 初始化EGL

int[] version = new int[2];
//初始化屏幕
if(!mEgl.eglInitialize(mEglDisplay, version)) {throw new RuntimeException("eglInitialize failed");
}

(3). 选择Config(用EGLConfig配置参数)

//这段代码的作用是选择EGL配置， 即可以自己先设定好一个你希望的EGL配置，比如说RGB三种颜色各占几位，你可以随便配，而EGL可能不能满足你所有的要求，于是它会返回一些与你的要求最接近的配置供你选择。
if (!egl.eglChooseConfig(display, mConfigSpec, configs, numConfigs,num_config)) {throw new IllegalArgumentException("eglChooseConfig#2 failed");
}

(4). 创建EGLContext

//从上一步EGL返回的配置列表中选择一种配置，用来创建EGL Context。
egl.eglCreateContext(display, config, EGL10.EGL_NO_CONTEXT,mEGLContextClientVersion != 0 ? attrib_list : null);

(5). 获取EGLSurface

//创建一个窗口Surface，可以看成屏幕所对应的内存egl.eglCreateWindowSurface(display, config, nativeWindow, null)

PS
这里的nativeWindow是GLSurfaceView的surfaceHolder

(6). 绑定渲染环境到当前线程

/** Before we can issue GL commands, we need to make sure * the context is current and bound to a surface. */if (!mEgl.eglMakeCurrent(mEglDisplay, mEglSurface, mEglSurface, mEglContext)) {/** Could not make the context current, probably because the underlying * SurfaceView surface has been destroyed. */ logEglErrorAsWarning("EGLHelper", "eglMakeCurrent", mEgl.eglGetError());return false;}

循环绘制

loop:{//绘制中....//(7).交换缓冲区mEglHelper.swap();
}public int swap() {if (! mEgl.eglSwapBuffers(mEglDisplay, mEglSurface)) {return mEgl.eglGetError();}return EGL10.EGL_SUCCESS;
}

Java - GLSurfaceView/GLTextureView

上面我们介绍了EGL的一些基础知识，接着我们来看在GLSurfaceView/GLTextureView中EGL的具体实现，我们来从源码上剖析Android系统EGL及GL线程

GLThread

我们来看一下GLThread，GLThread也是从普通的Thread类继承而来，理论上就是一个普通的线程，为什么它拥有OpenGL绘图能力？继续往下看，里面最重要的部分就是guardedRun()方法

static class GLThread extends Thread {...@Overridepublic void run() {try {guardedRun();} catch (InterruptedException e) {// fall thru and exit normally} finally {sGLThreadManager.threadExiting(this);}}
}

让我们来看一下guardedRun()方法里有什么东西，guardedRun()里大致做的事情：

private void guardedRun() throws InterruptedException {while(true){//if ready to draw...mEglHelper.start();//对应于上面完整流程中的(1)(2)(3)(4)...mEglHelper.createSurface()//对应于上面完整流程中的(5)(6)...回调GLSurfaceView.Renderer的onSurfaceCreated();...回调GLSurfaceView.Renderer的onSurfaceChanged();...回调GLSurfaceView.Renderer的onDrawFrame();...mEglHelper.swap();//对应于上面完整流程中的(5)(7)}
}

从上面我们的分析得知GLSurfaceView 中的GLThread就是一个普通的线程，只不过它按照了OpenGL绘图的完整流程正确地操作了下来，因此它有OpenGL的绘图能力。那么，如果我们自己创建一个线程，也按这样的操作方法，那我们也可以在自己创建的线程里绘图吗？答案是肯定的(这不正是EGL的接口意义)，下面我会给出EGL在Native C/C++中的实现。

Native - EGL

Android Native环境中并不存在现成的EGL环境，所以我们在进行OpenGL的NDK开发时就必须自己实现EGL环境，那么如何实现呢，我们只需要参照GLSurfaceView中的GLThread的写法就能实现Native中的EGL

PS
一下的内容可能需要你对C/C++以及NDK 有一定熟悉

第1步实现类似于Java GLSurfaceView中的GLThread的功能

gl_render.h

class GLRender {private:const char *TAG = "GLRender";//OpenGL渲染状态enum STATE {NO_SURFACE, //没有有效的surfaceFRESH_SURFACE, //持有一个为初始化的新的surfaceRENDERING, //初始化完毕，可以开始渲染SURFACE_DESTROY, //surface销毁STOP //停止绘制};JNIEnv *m_env = NULL;//线程依附的jvm环境JavaVM *m_jvm_for_thread = NULL;//Surface引用，必须要使用引用，否则无法在线程中操作jobject m_surface_ref = NULL;//本地屏幕ANativeWindow *m_native_window = NULL;//EGL显示表面EglSurface *m_egl_surface = NULL;int m_window_width = 0;int m_window_height = 0;// 绘制代理器ImageRender *pImageRender;//OpenGL渲染状态STATE m_state = NO_SURFACE;// 初始化相关的方法void InitRenderThread();bool InitEGL();void InitDspWindow(JNIEnv *env);// 创建/销毁 Surface void CreateSurface();void DestroySurface();// 渲染方法void Render();void ReleaseSurface();void ReleaseWindow();// 渲染线程回调方法static void sRenderThread(std::shared_ptr<GLRender> that);public:GLRender(JNIEnv *env);~GLRender();//外部传入Surfacevoid SetSurface(jobject surface);void Stop();void SetBitmapRender(ImageRender *bitmapRender);// 释放资源相关方法void ReleaseRender();ImageRender *GetImageRender();
};

gl_render.cpp

//构造函数
GLRender::GLRender(JNIEnv *env) {this->m_env = env;//获取JVM虚拟机，为创建线程作准备env->GetJavaVM(&m_jvm_for_thread);InitRenderThread();
}
//析构函数
GLRender::~GLRender() {delete m_egl_surface;
}//初始化渲染线程
void GLRender::InitRenderThread() {// 使用智能指针，线程结束时，自动删除本类指针std::shared_ptr<GLRender> that(this);std::thread t(sRenderThread, that);t.detach();
}//线程回调函数
void GLRender::sRenderThread(std::shared_ptr<GLRender> that) {JNIEnv *env;//(1) 将线程附加到虚拟机，并获取envif (that->m_jvm_for_thread->AttachCurrentThread(&env, NULL) != JNI_OK) {LOGE(that->TAG, "线程初始化异常");return; }// (2) 初始化 EGL if (!that->InitEGL()) {//解除线程和jvm关联that->m_jvm_for_thread->DetachCurrentThread();return; }//进入循环while (true) {//根据OpenGL渲染状态进入不同的处理switch (that->m_state) {//刷新Surface，从外面设置Surface后m_state置为该状态，说明已经从外部(java层)获得Surface的对象了case FRESH_SURFACE:LOGI(that->TAG, "Loop Render FRESH_SURFACE")// (3) 初始化Windowthat->InitDspWindow(env);// (4) 创建EglSurfacethat->CreateSurface();// m_state置为RENDERING状态进入渲染that->m_state = RENDERING;break; case RENDERING:LOGI(that->TAG, "Loop Render RENDERING")// (5) 渲染that->Render();break; case STOP:LOGI(that->TAG, "Loop Render STOP")//(6) 解除线程和jvm关联that->ReleaseRender();that->m_jvm_for_thread->DetachCurrentThread();return; case SURFACE_DESTROY:LOGI(that->TAG, "Loop Render SURFACE_DESTROY")//(7) 释放资源that->DestroySurface();that->m_state = NO_SURFACE;break; case NO_SURFACE:default:break;}usleep(20000);}
}