Android 如何使用GPU硬件加速

1.名词解释

GPU：Graphic Processing Unit （图形处理器）

OpenGL：Open Graphic Library 定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口的规格，不同厂商会有不同的实现方法，它主要用于三维图象（二维的亦可）绘制。

SurfaceFlinger：Android中负责Surface之间叠加、混合操作的动态库

Skia：Android中的2D图形库

libagl：Android中通过软件方法实现的一套OpenGL动态库

libhgl：为区别libagl，自定义的一种叫法。特指GPU厂商提供的硬件实现的OpenGL

composition：特指SurfaceFlinger对各个Surface之间的叠加、混合操作

render：特指使用OpenGL动态库进行3D渲染

copybit:Android使用2D引擎来加速图形操作（主要是Surface之间的composition操作）的一种技术，对应着一个或几个动态库。

pmem：Android特有驱动，从linux内核中reserve物理连续内存，可以为2d、3d引擎、vpu等设备分配物理连续内存。

2 3D、2D引擎在Android中的使用方法

2.1 Android如何使用2D、3D引擎

Android在启动后，会在运行时根据配置文件加载OpenGL（libagl & libhgl）的实现，如果有libhgl实现，默认使用libhgl实现，否则使用libagl实现。

Android OpenGL动态库使用方法：

1. 判断是否含有egl.cfg文件，如果没有在加载libagl

2. 如果有egl.cfg文件，则解析egl.cfg文件，根据egl.cfg文件加载对应libhgl和libagl

3. 分别解析libagl和libhgl，获取libagl和libhgl中标准OpenGL函数的函数地址（函数指针）

4. 系统在执行过程中，会通过函数指针调用到libagl或者libhgl中去，从而实现图形的绘制。

OpenGL在Android中两个作用：

1. 用于Surface的composition操作。

SurfaceFlinger会调用到OpenGL中，通过libagl或者libhgl做Surface的组合、叠加操作。

2. 用于图形图像的渲染

Android framework会对OpenGL实现进行java层次的简单封装，在java应用程序中对OpenGL的调用最终会调用到libagl或者libhgl中去。

很多第三方游戏、3D图库、某些launcher会使用OpenGL实现比较炫丽UI的特效。

Copybit在Android中的作用

Copybit在Android中主要用于Surface的composition操作。

Skia在Android中的作用

Skia是Android的2D图形库，用于绘制文字、几何图形、图像等。

Skia的设备后端：Raster、OpenGL、PDF

Skia是否支持硬件加速？（此乃官方说明，我只是翻译。）

参考http://code.google.com/p/skia/wiki/FAQ

1. Skia子类SkCanvas

由于所有的绘图操作都会通过SkCanvas子类，这些绘图可以重定向到不同的图形API。SkGLCanvas已经可以将绘图操作直接指向对OpenGL的调用。参考src/gl目录

2. 自定义存在瓶颈的调用

Skia中的某些blit操作存在瓶颈，可以利用CPU的一些特性去重写这些操作。比如在ARMV7设备上可以使用NEON SIMD指令进行优化。参考src/opts目录

2.2 使用GPU硬件加速需要做的工作

1. Linux内核方面：

1.1添加GPU驱动支持，以模块方式编译GPU驱动，Android启动时加载内核模块。

1.2添加PMEM支持，预留内存供GPU使用

2. Android方面：

2.1添加copybit HAL

我们使用copybit调用2D engine对surface composition进行硬件加速。这样可能会达到更大的性能提升效果（比起使用3D engine）。

2.2修改gralloc

gralloc负责显存等的分配，以及对framebuffer操作。如果使用copybit，必须修改gralloc

2.3修改libagl

如果使用copybit，必须修改libagl，对libagl做部分hack，使之能够调用到copybit。

2.4修改surfaceflinger

如果使用 copybit可能需要做部分修改