Android高性能计算密集型任务框架RenderScript

一,简述

Renderscript(渲染脚本)是Android操作系统上的一套API。它基于异构计算思想,专门用于密集型计算。Renderscript提供了三个基本工具:一个硬件无关的通用计算API;一个类似于CUDAOpenCLGLSL的计算API;和一个类C99的脚本语言。允许开发者以较少的代码实现功能复杂且性能优越的应用程序。此外Renderscript还可以用于3D图形计算。Android 4.2以后Renderscript添加了脚本内联的功能,编码时可以在脚本中直接调用BlendBlur以及ScriptGroups等内置函数,而无须重新编写它们的实现。

         Renderscript专为那些可以被高效分区且被能多个底层硬件并行执行的任务而设计。在Android 4.2以后的系统中,Renderscript不仅可以在CPU上运行,还被扩展到GPU上。

Renderscript使用基于C的脚本语言进行编码,Renderscript可用于图形处理、数学模型或其他任何需要大量的数学计算的应用程序。

二,使用

首先是配置依赖,在gradle文件加入两句代码

然后可以写代码了,RenderScript要求开发者使用Rs的脚本语言来实现计算的代码,脚本代码采用了c99语法,所以看起来和C语言很像。代码要求放在.rs文件中,文件需要放在src/文件夹下,脚本包含脚本的入口、函数和变量:

#pragma version(1)

#pragma rs java_package_name(com.winomtech.androidmisc.rs)

void   init() {

}

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;

}  

#pragma version(1)声明脚本中使用的Rs的版本。

#pragma rs java_package_name声明脚本生成的Java层的代码所在的包名。每个rs文件都会自动生成对应的Java代码,假如有hello.rs文件,会自动生成ScriptC_hello类,因此,我们需要在rs声明包的名称。

关键字__attribute__((kernel)),它跟函数放在一起,用于声明这个函数是个RenderScript核心函数。这是用于并行计算的函数。我们不能显式调用,它是RenderScript内部调用的函数。

constuchar4 *in和uchar4 *out是指向rs脚本输入输出的内存的指针。uint32_t x是rs脚本用来实现计算的附加数据的指针,uint32_t y是附加数据的大小。

关于uchar4类型,大概是个结构体,占用4个字节,每个字节表示的取值范围0~255,可以通过uchar4.x,uchar4.y,uchar4.z,uchar4.w(或者argb)分别获取每个字节的数据。

init函数是一个可选的函数,在kernel函数执行前,init函数会被执行一次,可以在init里面做一些初始化的工作。

假如要进行图片处理,针对每个像素都进行上面的RenderScript函数调用,

Java代码调用RenderScript,进行并行计算。

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();

ScriptC_hello是一个通过RenderScript函数生成的java类,Allocation对象是用于分配内存的,

关于mScript.forEach_invert(aIn, aOut);我们的rs文件里面并没有写forEach_invert函数,但是却在ScriptC_hello类里面生成了这个函数。我们编写了invert函数,正因为我们的invert函数加了__attribute__((kernel))关键字,所以,会生成forEach_invert函数,RenderScript会自动将aIn里的每个元素即像素并行的去执行invert函数.得到的结果放入aOut里。最后调用Allocation的copyTo函数把计算的结果转入到Bitmap中。

end。

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