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A Test for Android Canvas Painting with JavaScript Engine

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LiuHongtao/JustDraw

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JustDraw

Canvas绘制测试Demo,点击下方ICON下载Apk。

ICON

单个图形如下图所示:

Shape

  • 长度为300的线
  • 边长为20的正方形
  • 直径为2的圆

可选择绘制1000、5000、10000次,查看不同绘制方式的效果及逻辑执行时间。

UI

绘制逻辑

Native Canvas

View的onDraw(Canvas canvas)方法中循环执行Canvas绘制,单次绘制如下:

canvas.drawLine(x, y, x + 300, y, mPaint);
canvas.drawRect(x, y, x + 20, y + 20, mPaint);
canvas.drawCircle(x, y, 2, mPaint);

Native Canvas with Path

View的onDraw(Canvas canvas)方法中循环执行Path绘制,单次绘制如下:

path = new Path();
path.moveTo(x, y);
path.lineTo(x + 300, y);

path.addRect(x, y, x + 20, y + 20, Path.Direction.CW);

RectF rectF = new RectF(x - 2, y - 2, x + 2, y + 2);
path.addArc(rectF, 0, (float)(360 / Math.PI * 180));

canvas.drawPath(path, mPaint);

Native Canvas Pro

先将图形绘制到Bitmap中,再在onDraw(Canvas canvas)方法中绘制该Bitmap。

Web

在WebView中进行Canvas绘制,JS代码中单次绘制如下:

ctx.beginPath();
ctx.moveTo(x, y);
ctx.lineTo(x + 300, y);
ctx.closePath();

ctx.rect(x, y, 20, 20);

ctx.arc(x, y, 2, 0, 360, false);

ctx.stroke();

V8 & Canvas

通过V8J2V8运行JS代码,并调用Native的Canvas进行绘制。JS绘制代码同上。

Just Canvas

本部分是对V8&Canvas的优化,计划开发成轮子。为测试性能,目前仅开发一个Demo。JS绘制代码同上。

V8 & Canvas方案中每执行一个JS中的绘制方法,则通过JNI调用一次本地Canvas方法,而跨语言调用对性能有影响。本方案中通过格式化JS的Java调用,通过调用一次Java方法,传递需要执行的方法和参数组成的字符串,在Java端解析字符串并相应调用,以此减少JNI调用次数。自测较V8 & Canvas方案执行速度提升50%。

Java端解析也有数种方案,Demo中提供了不同的方法供测试。

  • jcdemo:JS传回整个一个对象数组,对象内容为方法(name)和参数(parameter),每一个变量即是一个V8Object,但不断的获取V8Object是较为耗时的操作,此处待研究
  • jcdemoString:自定义的字符串格式,一个字符串传递所有的方法调用,并自行解析(参考了网上资料,没有使用String.split,因较为耗时)
  • jcdemoJson:JS传回jcdemo对象的JSON字符串,解决了不断获取V8Object的问题,但JSON解析较为耗时(2s解析7w个方法调用,在JSON看来不慢,但在绘制看来还需提高)

Native绘制性能

通过Native CanvasNative Canvas with Path可发现,Native绘制中,直接使用canvas.drawXXXpath.addXXX+canvas.drawPath之间性能存在差异,后者较前者慢。原因可参见《Path绘制和硬件加速》

Paths are always rendered using the CPU. When the app is hardware accelerated this means the renderer will first draw your path using the CPU into a bitmap, then upload that bitmap as a texture to the GPU and finally draw the texture on screen.

Path往往是通过CPU进行绘制。App启用硬件加速,意味着渲染器会首先将Path通过CPU绘制到Bitmap,然后将Bitmap作为Texture传到GPU,最后将Texture通过GPU画到屏幕上。

因此在Native Canvas Pro中先将图形绘制到一个Bitmap,再通过canvas.drawBitmap绘制,绘制部分时间大大减少。

V8 & Canvas API

通过JS引擎运行JS代码,调用本地Canvas方法实现绘制。 目前仅实现部分JS端Canvas接口,实现描述如下:

  • 接口参数类型、顺序和数量均以JavaScript为准
  • 属性设置由直接赋值转换为方法调用,如ctx.lineWidth = 5转换为ctx.setLineWidth(5),并暂时无法通过ctx.lineWidthctx.getLineWidth()获取
  • 颜色统一为字符串形式色码,如"#188ffc"

Window API

  • createCanvas()
  • devicePixelRatio

Canvas API

  • setSize(x, y, width, height)
  • setX(x)
  • setY(y)
  • setWidth(width)
  • setHeight(height)
  • context

Context API

属性(2)
  • setFillColor(color)
  • setStrokeColor(color)
线条样式(2)
  • setLineWidth(width)
  • setLineDash(intervals)
矩形(2)
  • fillRect(x, y, width, height)
  • strokeRect(x, y, width, height)
路径(10)
  • beginPath()
  • closePath()
  • stroke()
  • fill()
  • moveTo(x, y)
  • lineTo(x, y)
  • quadraticCurveTo(cpx, cpy, x, y)
  • bezierCurveTo(cp1x, cp1y, cp2x, cp2y, x, y)
  • arc(x, y, r, sAngle, eAngle, counterclockwise)
  • rect(x, y, width, height)
转换(4)
  • translate(x, y)
  • transform(a, b, c, d, dx, dy)
  • scale(scaleWidth, scaleHeight)
  • rotate(angle)
文本(3)
  • setFontSize(fontSize)
  • fillText(text, x, y)
  • measureText(text)
合成(1)
  • setGlobalAlpha(alpha)
其他(2)
  • save()
  • restore()

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