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用 Vulkan 渲染写一个 Android GPUImage

说的 GPUImage 相信大家都不陌生,GPUImage 是做滤镜、渲染、特效最主流的框架之一,被广泛应用在短视频应用中。

GPUImage 目前还是采用 OpenGL 进行渲染的,可随着技术的发展进步,iOS 系统都开始抛弃 OpenGL 拥抱 Metal 了,Android 也推出了 Vulkan 渲染机制。

关于 Vulkan ,大家可能会有点陌生,它和 OpenGL 一样也是跨平台的渲染接口,就是学习成本高了一点,调用流程麻烦了一点,但还是可以掌握的~~~

而且一旦掌握了 Vulkan, 再去看 Metal ,或者 Windows 平台下的 Direct3D,就会发现它们有很多共通之处的,很多概念都是可以互相借鉴的,就好比编程语言一样,掌握了 Kotlin 再去看 Swift 感觉就傻傻分不清楚了。

这次要介绍的就是用 Vulkan 实现一个 Android GPUImage 了。

我已经实现了大部分的代码,组建了基本的渲染链机制,复刻了一些特效,具体可以看代码详情:

代码地址如下,欢迎 Star !!!

github.com/glumes/Vulk…

想要后续添加特效也是非常方便的,以曝光特效为例:

static const char *shader =
        "#version 400\n"
        "#extension GL_ARB_separate_shader_objects : enable\n"
        "#extension GL_ARB_shading_language_420pack : enable\n"
        "layout (binding = 0) uniform sampler2D tex;\n"
        "layout (location = 0) in vec2 texcoord;\n"
        "layout (location = 0) out vec4 uFragColor;\n"
        "layout (push_constant) uniform exposure {\n"
        " float exposure;\n"
        "} pushVals;\n"
        "void main() {\n"
        "    vec4 textureColor = texture(tex,  texcoord); \n"
        "   uFragColor = vec4(textureColor.rgb * pow(2.0,pushVals.exposure),textureColor.w);\n"
        "}";

class ExposureFilter : public VulkanFilter {

public:
    ExposureFilter() : VulkanFilter() {
        pFragShader = shader;
        pushConstant.resize(1);
        pushConstant[0] = exposure;
    }

    virtual void setProcess(uint32_t process);

protected:

private:
    float exposure = 1.0f;
};
复制代码

首先实现对应的 Shader ,然后对应特效类继承自 VulkanFilter,如果特效没有需要更新的参数,可以不用 pushConstant 。

如果有的话把 pushConstant 的长度修改为参数的个数,每个参数对应 shader 中推送常数的值即可。

然后在 setProcess 里面修改对应的 pushConstant 值:

void ExposureFilter::setProcess(uint32_t process) {
    pushConstant[0] = FilterUtil::getProcess(process,-10.0f,10.0f);
}
复制代码

在应用中拖动 SeekBar ,就可以更改对应的常量值了,从而修改 Shader 效果,对于简单的特效,基本上不用五分钟就可以添加一个新的效果了,很多封装工作都放在 VulkanFilter 里面了。

在实现上采用的是多 RenderPass 的方式,其实也可以用多 Subpass 的方式,但是不好做效果切换,干脆就多 RenderPass 了,其实也可以两者混合。

代码写的不是特别优雅,后面持续优化了,各位走过路过不要错过,目前全网还搜不到 Vulkan 做 GPUImage 相关的实现呢,算是开张了,觉得有帮助就点个 Star 呀~~~

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