Android JNI处理图片实现黑白滤镜的方法

概述前言在Android的开发中，我们有时会遇到对性能要求比较高的模块。所幸Android通过NDK为我们提供了c++开发的方式。我们可以通过c++完成核心的耗时的计算，然后通过JNI的方式将处理完成的数据传给Java层。

前言

在AndroID的开发中，我们有时会遇到对性能要求比较高的模块。所幸AndroID通过NDK为我们提供了c++开发的方式。我们可以通过c++完成核心的耗时的计算，然后通过JNI的方式将处理完成的数据传给Java层。

今天，我们就从一个很小的角度（Bitmap）的处理，来实践NDK开发的方式。开发一个小小的图片滤镜。

准备

新版本的AndroID Studio在新建工程时，就可以选择Include C++ support

当我们勾上这个选择后，AndroID Studio就会帮我们自动完成，c++开发目录的创建。

我们先看一下CMakeLists.txt：

# For more information about using CMake with AndroID Studio,read the# documentation: https://d.androID.com/studio/projects/add-native-code.HTML# Sets the minimum version of CMake required to build the native library.cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)# Creates and names a library,sets it as either STATIC# or SHARED,and provIDes the relative paths to its source code.# You can define multiple librarIEs,and CMake builds them for you.# Gradle automatically packages shared librarIEs with your APK.add_library( # Sets the name of the library.       native-lib       # Sets the library as a shared library.       SHARED       # ProvIDes a relative path to your source file(s).       src/main/cpp/native-lib.cpp )# Searches for a specifIEd prebuilt library and stores the path as a# variable. Because CMake includes system librarIEs in the search path by# default,you only need to specify the name of the public NDK library# you want to add. CMake verifIEs that the library exists before# completing its build.find_library( # Sets the name of the path variable.       log-lib       # SpecifIEs the name of the NDK library that       # you want CMake to locate.       log )# SpecifIEs librarIEs CMake should link to your target library. You# can link multiple librarIEs,such as librarIEs you define in this# build script,prebuilt third-party librarIEs,or system librarIEs.target_link_librarIEs( # SpecifIEs the target library.            native-lib jnigraphics            # links the target library to the log library            # included in the NDK.            ${log-lib} )

我们可以看到，这个文件中，包含了我们需要使用的cpp库和cpp文件。由于这一次的例子，我们需要开发Bitmap相关的功能，所以我加入了jnigraphics。

Java

先看代码：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {  private ImageVIEw mimg1,mimg2;  @OverrIDe  protected voID onCreate(Bundle savedInstanceState) {    super.onCreate(savedInstanceState);    setContentVIEw(R.layout.activity_main);    mimg1 = (ImageVIEw) findVIEwByID(R.ID.img_test1_ID);    mimg2 = (ImageVIEw) findVIEwByID(R.ID.img_test2_ID);  }  /**   * 确定native处理图片的接口   * @param bitmap 需要被处理的图片   */  public native voID nativeProcessBitmap(Bitmap bitmap);  /**   * 引入native库   */  static {    System.loadlibrary("native-lib");  }  /**   * 点击开始加载图片   * @param vIEw   */  public voID onLoadClick(VIEw vIEw) {    Bitmap originalBitmap = loadBitmap();    mimg1.setimageBitmap(originalBitmap);    Bitmap resultBitmap = processBitmap(originalBitmap);    mimg2.setimageBitmap(resultBitmap);  }  /**   * 从assets中加载图片   * @return   */  private Bitmap loadBitmap() {    Bitmap bmp = null;    AssetManager am = getResources().getAssets();    try {      inputStream is = am.open("test_img.jpg");      BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();      bmp = BitmapFactory.decodeStream(is,null,options);      is.close();    } catch (IOException e) {      e.printstacktrace();    }    return bmp;  }  /**   * 处理图片，此方法中会调用nativeProcessBitmap   * @param bitmap   * @return   */  private Bitmap processBitmap(Bitmap bitmap) {    Bitmap bmp = bitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888,true);    nativeProcessBitmap( bmp);    return bmp;  }}

代码比较简单。不作过多的解释。

与图片相关的事情只有两件：

引入native-lib库 确定了native接口：public native voID nativeProcessBitmap(Bitmap bitmap);

其他的代码都是为了demo效果写的一些业务代码，不作过多赘述。

C++

由于c++的代码比较长，我们分段来看。

#include <jni.h>#include <string>#include <androID/bitmap.h>#include <androID/log.h>#ifndef eprintf#define eprintf(...) __androID_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,"@",__VA_ARGS__)#endif

这一段主要引入了我们需要的库并宏定义了eprintf，方便我们打日志并进行调试。

#define MAKE_RGB565(r,g,b) ((((r) >> 3) << 11) | (((g) >> 2) << 5) | ((b) >> 3))#define MAKE_ARGB(a,r,b) ((a&0xff)<<24) | ((r&0xff)<<16) | ((g&0xff)<<8) | (b&0xff)#define RGB565_R(p) ((((p) & 0xF800) >> 11) << 3)#define RGB565_G(p) ((((p) & 0x7E0 ) >> 5) << 2)#define RGB565_B(p) ( ((p) & 0x1F )    << 3)#define RGB8888_A(p) (p & (0xff<<24) >> 24 )#define RGB8888_R(p) (p & (0xff<<16) >> 16 )#define RGB8888_G(p) (p & (0xff<<8) >> 8 )#define RGB8888_B(p) (p & (0xff) )

这一段定义了RGB565和ARGB8888的读写方法。对于RGB565和ARGB8888格式不熟悉的同学，可以参考：

在AndroID的Bitmap.Config中有四个枚举类型：Alpha_8、ARGB_4444、ARGB_8888和RGB_565

下面是这四种类型的详细解释：

Alpha_8：每个像素都需要1（8位）个字节的内存，只存储位图的透明度，没有颜色信息

ARGB_4444：A(Alpha)占4位的精度，R(Red)占4位的精度，G(Green)占4位的精度，B（Blue）占4位的精度，加起来一共是16位的精度，折合是2个字节，也就是一个像素占两个字节的内存，同时存储位图的透明度和颜色信息。不过由于该精度的位图质量较差，官方不推荐使用

ARGB_8888：这个类型的跟ARGB_4444的原理是一样的，只是A,R,G,B各占8个位的精度，所以一个像素占4个字节的内存。由于该类型的位图质量较好，官方特别推荐使用。但是，如果一个480*800的位图设置了此类型，那个它占用的内存空间是：480*800*4/(1024*1024)=1.5M

RGB_565：同理，R占5位精度，G占6位精度，B占5位精度，一共是16位精度，折合两个字节。这里注意的时，这个类型存储的只是颜色信息，没有透明度信息

值得注意的是虽然RGB565的三色只有5位信息，但其实它们的值是8位，提供的5位信息是高5位的信息。

extern "C"{  JNIEXPORT voID JNICALL  Java_com_live_longsiyang_jnibitmapdemo_MainActivity_nativeProcessBitmap(jnienv *env,jobject instance,jobject bitmap) {    if (bitmap == NulL) {      eprintf("bitmap is null\n");      return;    }    AndroIDBitmAPInfo bitmAPInfo;    memset(&bitmAPInfo,sizeof(bitmAPInfo));    // Need add "jnigraphics" into target_link_librarIEs in CMakeLists.txt    AndroIDBitmap_getInfo(env,bitmap,&bitmAPInfo);    // Lock the bitmap to get the buffer    voID * pixels = NulL;    int res = AndroIDBitmap_lockPixels(env,&pixels);    // From top to bottom    int x = 0,y = 0;    for (y = 0; y < bitmAPInfo.height; ++y) {      // From left to right      for (x = 0; x < bitmAPInfo.wIDth; ++x) {        int a = 0,r = 0,g = 0,b = 0;        voID *pixel = NulL;        // Get each pixel by format        if(bitmAPInfo.format == ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGBA_8888)        {          pixel = ((uint32_t *)pixels) + y * bitmAPInfo.wIDth + x;          int r,b;          uint32_t v = *((uint32_t *)pixel);          r = RGB8888_R(v);          g = RGB8888_G(v);          b = RGB8888_B(v);          int sum = r+g+b;          *((uint32_t *)pixel) = MAKE_ARGB(0x1f,sum/3,sum/3);        }        else if (bitmAPInfo.format == ANDROID_BITMAP_FORMAT_RGB_565) {          pixel = ((uint16_t *)pixels) + y * bitmAPInfo.wIDth + x;          int r,b;          uint16_t v = *((uint16_t *)pixel);          r = RGB565_R(v);          g = RGB565_G(v);          b = RGB565_B(v);          int sum = r+g+b;          *((uint16_t *)pixel) = MAKE_RGB565(sum/3,sum/3); }      }    }    AndroIDBitmap_unlockPixels(env,bitmap);  }}

这一段代码虽然长，但逻辑其实非常简单。

    AndroIDBitmAPInfo bitmAPInfo;    memset(&bitmAPInfo,&bitmAPInfo);

我们通过bitmap获得AndroIDBitmAPInfo对象。AndroIDBitmAPInfo为我们提供了Bitmap的所有信息。

然后我们，再调用AndroIDBitmap_lockPixels：

voID * pixels = NulL;int res = AndroIDBitmap_lockPixels(env,&pixels);

获得bitmap的像素矩阵，并将它存放在&pixels中。

pixels的每一位就包含了一个像素点的颜色信息。因此在RGB565模式下，它就是16位的，在ARGB8888模式下，它就是24位的。最后，我对RGB三色的值取了平均，从而得到一个新的图片。在这个图片中，RGB三色的值是相等的。因此，它是一个黑白图片。

我们在修改图片的像素值时，图片其实是被锁定的，修改完成后，我们需要解锁:

AndroIDBitmap_unlockPixels(env,bitmap);

至此，我们的图片修改就完成了。最后看一下效果。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持编程小技巧。

总结

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