硬件加速绘制基础知识

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2024-02-20 09:11 54阅读 0赞

**目录**

前置知识：

OPENGL 和OPENGL ELS的关系

EGLSurface和EGLContext关系

上下文保存着状态集，什么是状态集？

Thread和EGLSurface，EGLContext关系

具体api

Display和EGL关系

Surface和EGLSurface的关系

大致初始化流程

绘制过程

参考文章

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## 前置知识： ##

#### OPENGL 和OPENGL ELS的关系 ####

OPENGL 是**统一不同厂商GPU绘制的接口**，通过GPU的计算得到一张图片（内存中的一块Buffer保存着信息）

openGl是一个操作GPU的接口，但是具体的图片信**息需要一块窗口来呈现出来，这个窗口就是OPENGL EGL**：

OPENGL EGL是OpenGl 和Native底层之间的视图接口。EGL可以**获取手机配置**（会根据不同Display屏幕的情况创建EGLConfig）**创建出一个surface**（默认BufferQuene的大小是屏幕分辨率乘以像素个数）和**用于存放OPEGL状态集**（OPENGL信息是传入的图元，顶点等信息，OPENGL状态是如何进行测试混合片段阶段的处理）的context。OPENGL生成图片数据（具体流程见图形学的图元处理部分，其完全由GPU处理）后保存到EGL创建的surface的buffer中，通过EGL的接口显示到窗口上

**一句话总结：EGL获取Buffer用于和屏幕打交道，buffer的具体图像数据由OpenGl往里面填充**

#### EGLSurface和EGLContext关系 ####

**EGLSurface**:EGL 是用于在Surface绘制buffer 提供给 OpenGL ES 进行绘制的

**EGLContext**: EGL 还会根据格式生成一块 context,context 也是一块 buffer用于保存OpenGl的状态集

##### 上下文保存着状态集，什么是状态集？ #####

这些状态变量描述当前OpenGl应该如何运行，比如是绘制线段还是三角形，可以 通过改变上下文状态来改变OpenGl的绘制行为。

> **状态设置函数**就是用来改变上下文的，而OpenGl是根据上下文进行渲染的。

**surface 需要与 context 进行搭配使用, context 中是可以保存 OpenGL ES 状态集信息的,所以 context 就可以使用自己内部保存的信息往 surface 上进行绘制**

#### Thread和EGLSurface，EGLContext关系 ####

由于存在多个EGLSurface和多个Context，但是一个进程同一时间只能启动有相同格式的一块 surface 和一块对应于 OpenGL ES 的 context,一块 context 同时也只能被一个进程启动。,有时候也会设计到多线程操作,每个 thread 可以拥有自己的 surface 和 context,但是也要满足刚才的限制 : 一个 thread 同一时间只能启动有相同格式的 一块 surface 和一块对应于 OpenGL ES 的 context,一块 context 同时也只能被一 个 thread 启动，所以我们需要设置绑定这个Thread对应渲染的surface和context

##### 具体api #####

通过**eglMakeCurrent可以切换当前线程绑定的surface和context，接着通过OPENGL的接口设置context的状态，使用context的状态对surface进行绘制，** 由于Surface是双缓冲，所以准备好数据之后需要调用egl的swapBuffer置换缓存，让Opengl去渲染，自己在继续生成下一个buffer的数据

#### Display和EGL关系 ####

EGL有很多版本，不同设备也有多个Display通过displayID去区分（典型的场景是车机上的多联屏）；**不同的Display支持的版本不同其屏幕配置也可能不同这些通过eglgetConfig API 获取该块屏幕的配置信息**，所以EGL初始化的过程和使用的过程需要指定对应的Display，初始化过程根据支持的opengl的版本初始化不同版本的opengl。使用过程比如创建EGLSurface和EGLContext需要指定display

#### Surface和EGLSurface的关系 ####

Surface没有直接和OPENGL操作的接口其是一个承载的窗口，需要通过EGLSurface和Opengl对接绘制添加EGL的功能支持

#### 大致初始化流程 ####

经过上面的描述，来总结下大致流程：

*  获取EGLDisplay
 *  EGLDisplay初始化，通过Display获取EGLConfig
 *  根据Config信息初始化所支持的OPENGL版本
 *  EGL环境初始化结束，接下来通过EGL获取EGLSurface和对应的EGLContext
 *  设置当前线程绑定的EGLSurface和EGLContext（与线程绑定）

#### 绘制过程 ####

对这篇文章又有了新的理解，可以翻看，下文过程中也会进行对应颜色区间的补充说明 [使用 GPU 渲染模式分析工具进行分析][GPU]

*  perfromTravle中申请内存，其实就是Surface的BufferQuene（dequeBuffer设计BufferQuene的生命周期）
 *  递归遍历RenderNode获取所有的DrawOp树，也叫DisplayList
 *  同步Cpu的DisplayList到GPU（**对应同步上传，等待CPU将数据同步至GPU**；不像软件绘制那样直接使用的匿名共享内存，这部分存在一个时间差，）
 *  转换DrawOp树为对应的glXXX函数，将命令同步至GPU,让GPU绘制（**对应于向OpenGl发起渲染流程**）
 *  swapBuffer提交缓冲区并申请下一块Buffer（**对应于交换缓冲区依赖于GPU提交的数据**如果SF对应合成的数据还没有渲染好则会阻塞等待GPU渲染完成），异步请求SF进行合成。

> 只有EGL才可以对接屏幕显示，OPENGL只是操作GOU进行绘制图像）

### 参考文章 ###

[ OPENGL ES 2.0 知识串讲（2）――EGL详解][OPENGL ES 2.0 _2_EGL]

[OpenGL ES: (3) EGL、EGL绘图的基本步骤、EGLSurface、ANativeWindow ][OpenGL ES_ _3_ EGL_EGL_EGLSurface_ANativeWindow]

[创建2个egl][2_egl]

[GPU]: https://juejin.cn/post/7114678659381723166
[OPENGL ES 2.0 _2_EGL]: https://link.juejin.cn?target=http%3A%2F%2Fgeekfaner.com%2Fshineengine%2Fblog3_OpenGLESv2_2.html
[OpenGL ES_ _3_ EGL_EGL_EGLSurface_ANativeWindow]: https://link.juejin.cn?target=https%3A%2F%2Fwww.cnblogs.com%2Fyongdaimi%2Fp%2F11244950.html
[2_egl]: https://link.juejin.cn?target=https%3A%2F%2Fblog.csdn.net%2Fu013914309%2Farticle%2Fdetails%2F124690398