五、Android绘制知识总结(Xfermode和硬件加速)

一、Xfermode

Xfermode表示图层的混合模式，用于描述两个图层之间进行融合时，像素点进行计算的规则。

在API16之前，Xfermode有3个子类：AvoidXfermode、PixelXorXfermode、PorterDuffXfermode。但在API16以后，前两个已经过时，甚至从源码里移除，所以我们只需学习PorterDuffXfermode即可。

1.1、PorterDuffXfermode

PorterDuffXfermode最早是在1984年由Porter和Duff两人发表的论文《Compositing Digital Images》中出现，所以该混合模式也根据作者来命名。

PorterDuffXfermode构造函数需要指定一个PorterDuff.Mode，而PorterDuff.Mode在以下地方都会涉及：

• 1、ComposeShader
• 2、Paint.setXfermode()
• 3、PorterDuffColorFilter

它提供18种模式可选项：

PorterDuff.Mode	公式
PorterDuff.Mode.CLEAR	$alpha_{out} = 0$ $C_{out} = 0$
PorterDuff.Mode.SRC	$alpha_{out} = alpha_{src}$ $C_{out} = C_{src}$
PorterDuff.Mode.DST	$alpha_{out} = alpha_{dst}$ $C_{out} = C_{dst}$
PorterDuff.Mode.SRC_OVER	$alpha_{out} = alpha_{src} + (1 - alpha_{src}) * alpha_{dst}$ $C_{out} = C_{src} + (1 - alpha_{src}) * C_{dst}$
PorterDuff.Mode.DST_OVER	$alpha_{out} = alpha_{dst} + (1 - alpha_{dst}) * alpha_{src}$ $C_{out} = C_{dst} + (1 - alpha_{dst}) * C_{src}$
PorterDuff.Mode.SRC_IN	$alpha_{out} = alpha_{src} * alpha_{dst}$ $C_{out} = C_{src} * alpha_{dst}$
PorterDuff.Mode.DST_IN	$alpha_{out} = alpha_{src} * alpha_{dst}$ $C_{out} = C_{dst} * alpha_{src}$
PorterDuff.Mode.SRC_OUT	$alpha_{out} = (1 - alpha_{dst}) * alpha_{src}$ $C_{out} = (1 - alpha_{dst}) * C_{src}$
PorterDuff.Mode.DST_OUT	$alpha_{out} = (1 - alpha_{src}) * alpha_{dst}$ $C_{out} = (1 - alpha_{src}) * C_{dst}$
PorterDuff.Mode.SRC_ATOP	$alpha_{out} = alpha_{dst}$ $C_{out} = alpha_{dst} * C_{src} + (1 - alpha_{src}) * C_{dst}$
PorterDuff.Mode.DST_ATOP	$alpha_{out} = alpha_{src}$ $C_{out} = alpha_{src} * C_{dst} + (1 - alpha_{dst}) * C_{src}$
PorterDuff.Mode.XOR	$alpha_{out} = (1 - alpha_{dst}) * alpha_{src} + (1 - alpha_{src}) * alpha_{dst}$ $C_{out} = (1 - alpha_{dst}) * C_{src} + (1 - alpha_{src}) * C_{dst}$
PorterDuff.Mode.DARKEN	$alpha_{out} = alpha_{src} + alpha_{dst} - alpha_{src} * alpha_{dst}$ $C_{out} = (1 - alpha_{dst}) * C_{src} + (1 - alpha_{src}) * C_{dst} + min(C_{src}, C_{dst})$
PorterDuff.Mode.LIGHTEN	$alpha_{out} = alpha_{src} + alpha_{dst} - alpha_{src} * alpha_{dst}$ $C_{out} = (1 - alpha_{dst}) * C_{src} + (1 - alpha_{src}) * C_{dst} + max(C_{src}, C_{dst})$
PorterDuff.Mode.MULTIPLY	$alpha_{out} = alpha_{src} * alpha_{dst}$ $C_{out} = C_{src} * C_{dst}$
PorterDuff.Mode.SCREEN	$alpha_{out} = alpha_{src} + alpha_{dst} - alpha_{src} * alpha_{dst}$ $C_{out} = C_{src} + C_{dst} - C_{src} * C_{dst}$
PorterDuff.Mode.ADD	$alpha_{out} = max(0, min(alpha_{src} + alpha_{dst}, 1))$ $C_{out} = max(0, min(C_{src} + C_{dst}, 1)$
PorterDuff.Mode.OVERLAY	$alpha_{out} = alpha_{src} + alpha_{dst} - alpha_{src} * alpha_{dst}$ $C_{out} = \begin{cases} 2 * C_{src} * C_{dst} & 2 * C_{dst} \lt \alpha_{dst} \\ alpha_{src} * \alpha_{dst} - 2 (\alpha_{dst} - C_{src}) (\alpha_{src} - C_{dst}) & otherwise \end{cases}$

各种模式下的效果如下图所示：

• 1、如果原图和目标图大小一致（图中，两者大小均占满整个小方格区域）：

• 2、如果原图和目标图大小不一致（图中，两者大小为可见大小）：

这里可以发现，两种效果是不一样的，谷歌官方给的是第一种，但是，通常情况应该是第二种，具体原因可参考该文章。

比如我们画一个矩形，应该按第二种效果来考虑，因为源图和目标图大小不一致；如果画相同大小的Bitmap，则按第一种做。

在实际应用中，我们可以从以下三个方面来决定使用哪种模式:

1、目标图像和源图像混合，需不需要生成颜色的叠加特效。如果需要，则从颜色叠加相关模式中选择，有Mode.ADD（饱和度相加)、Mode.DARKEN(变暗)、Mode.LIGHTEN(变亮)、Mode.MULTIPLY （正片叠底)、Mode.OVERLAY（叠加)、Mode.SCREEN（滤色)。
2、当不需要特效，而需要根据某张图片的透明像素来裁剪时，就需要使用SRC相关模式或DST相关模式了。而SRC相关模式与DST相关模式是相通的，唯一不同的是决定当前哪个图像是目标图像和源图像。
3、当需要清空图像时，使用Mode.CLEAR模式。

1.1、实例：

二、硬件加速

2.1、View的绘制模型

1、没有硬件加速：

invalidate the view hierarchy ------> draw the view hierarchy

2、有硬件加速：

invalidate the view hierarchy ------> record and update the display list ------> draw the display list

2.2、开启硬件加速后的异常

1、绘制不正确：可能使用了不支持硬件加速的操作， 需要关闭硬件加速或者绕过该操作

2、抛出异常：可能使用了不支持硬件加速的操作， 需要关闭硬件加速或者绕过该操作

2.3、禁用GPU硬件加速

在Android系统中，有4个不同级别的打开或者关闭硬件加速操作：

1、Application级别：

<application android:hardwareAccelerated="false">

默认为true，用于控制这个app是否开启硬件加速。

2、Activity级别：

<activity android:hardwareAccelerated="false">

3、Window级别：(只支持开启操作)

getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED,WindowManager.LayoutParams.FLAG_HARDWARE_ACCELERATED);

4、View级别：(只支持关闭操作)

view.setLayerType(View.LAYER_TYPE_HARDWARE, null);
LAYER_TYPE_HARDWARE，使用硬件加速(GPU)进行绘制
LAYER_TYPE_SOFTWARE，使用CPU进行绘制

或者布局文件中，指定以下属性：

android:layerType="software"

2.4、检测是否开启硬件加速

1、view.isHardwareAccelerated()

如果返回true，表示view挂在一个开启了硬件加速的Window之下，也就意味着，它在绘制时，并不一定开启了硬件加速。

2、canvas.isHardwareAccelerated()

如果返回true，因为着canvas在绘制的时候启用了硬件加速，尽量采用此方法来判断是否开启了硬件加速。

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