Android的Renderscript学习总结

1.  什么是RenderScript？

   Renderscript是一个提供底层与平台无关的高性能的3D图形渲染和计算操作的API（C99标准）。
   
2.  优缺点：
     优点：
   A 可移植性，设计运行于多种不同的处理器CPU,GPU,DSP等。
   B 高性能的计算操作API. 
   C 易用，简化了操作。
     缺点：A 复杂度高，新的API。B 调试困难，因为多处理器支持。
3. 系统结构：RS运行于底层并与VM通信。App同样运行于VM中，VM保留所有对RS内存的控制,VM分配的内存通过绑定让RS层可以访问，对于RS的调用都是异步的。
     A Renderscript runtime API。
       a 内存分配请求
       b 大量的重载了多个版本的关于矢量和标量类型数学函数，一些可用操作诸如加、乘、点乘和叉乘，以及原子算术和比较函数等等
       b 原始数据与向量的转换，矩阵转换，数据与时间转换的方法。
       c Renderscript支持的数据类型和结构，例如定义二维，三维或四维向量的Vector类型
       d 日志函数
     B Reflected layer（反射层）API
       反射的东西：
       a 每个.rs生成一个类，里面包括这些：
   非静态方法:不能有返回值，异步执行，想要返回值请用rsSendToClient()
   非静态全局变量:get 与 set方法，如果是const就只有set方法。
   全局指针: bind 与get
       b 每个struct结构体生成一个类.可以在java分配内存矢量化。生成这些：
     1 重载构造函数，可以指定实例个数与特定的内存空间。
           2 静态内部内item.
           3 get and set field
           4 createElement
           5 resize
           6 copyAll 
     C Android framework API
   
4. 内存分配APIs：动态分配的内存才需要绑定，静态分配的内存在rs编译时自动创建
     Element类：代表malloc对于的(sizeof(int))部分，并且封装内存分配的一个单元，诸如一个单一float值或一个struct。
     Type类：封装元素和要分配的元素个数（在我们的示例中是10）。你可以认为一个Type是一个Element数组。
     Allocation类：基于给定Type执行实际内存分配并且代表实际分配的内存。
   
   
5. 内存处理
     非静态全局变量：在rs编译时分配内存，vm可以读写，如果在rs层被初始化，会传播到VM。
     A 分配和绑定动态内存到RS
     B 读写内存
       a 读写全局变量：在rs层做的修改不会传播到framework layer，反之却不同。
       b 读写全局指针：双向自动传播
6. 知识点：
     A RS会测量设备的处理器数量，调用rsForEach函数就自动的在设备的多个处理器中划分工作。
     B 用__attribute__((kernel))自定义root函数。
     C 关于浮点精度的三个级别：#pragma rs_fp_full(IEEE 754-2008标准),#pragma rs_fp_relaxed,#pragma rs_fp_imprecise
     D 内嵌了一下实现：融合，模糊，颜色矩阵，3x3卷积，5x5卷积，每个通道查找表，android YUV转rgb。
     E 在一个脚本里面通过调用rsForEach函数调用另个一个脚本，这时，UserData_t参数比较有用。
     F 用ScriptGroup.Builder创建Script Groups。
     G rs代码首先被llvm编译成字节码，然后在运行的时候，被另一个llvm编译成机器码
     H 关于包含指针的结构体。
7. 实例（实现基于sobe的边缘检测）：

   #include "rs_debug.rsh"
   
   #pragma version(1)
   #pragma rs java_package_name(com.android.rs)
   #pragma rs_fp_relaxed
   
   int32_t gWidth;
   int32_t gHeight;
   rs_allocation gIn;
   
   float gCoeffsY[9]={-1.f, 0.f, 1.f, -2.f, 0.f, 2.f, -1.f, 0.f, 1.f};
   float gCoeffsX[9]={1.f, 2.f, 1.f,0.f, 0.f, 0.f, -1.f, -2.f, -1.f};
   const static float3 gMonoMult = {0.299f, 0.587f, 0.114f};
   
   void root(uchar4 *out, uint32_t x, uint32_t y) {
   	
   	uint32_t x1 = min((int32_t)x+1, gWidth);
   	uint32_t x2 = max((int32_t)x-1, 0);
   	uint32_t y1 = min((int32_t)y+1, gHeight);
   	uint32_t y2 = max((int32_t)y-1, 0);
   
   	float4 p00 = convert_float4(((uchar4 *)rsGetElementAt(gIn, x1, y1))[0]);
   	float4 p01 = convert_float4(((uchar4 *)rsGetElementAt(gIn, x, y1))[0]);
   	float4 p02 = convert_float4(((uchar4 *)rsGetElementAt(gIn, x2, y1))[0]);
   	float4 p10 = convert_float4(((uchar4 *)rsGetElementAt(gIn, x1, y))[0]);
   	float4 p11 = convert_float4(((uchar4 *)rsGetElementAt(gIn, x, y))[0]);
   	float4 p12 = convert_float4(((uchar4 *)rsGetElementAt(gIn, x2, y))[0]);
   	float4 p20 = convert_float4(((uchar4 *)rsGetElementAt(gIn, x1, y2))[0]);
   	float4 p21 = convert_float4(((uchar4 *)rsGetElementAt(gIn, x, y2))[0]);
   	float4 p22 = convert_float4(((uchar4 *)rsGetElementAt(gIn, x2, y2))[0]);
   	
   /*	p00 *= gCoeffsX[0];
   	   p01 *= gCoeffsX[1];
   	   p02 *= gCoeffsX[2];
   	   p10 *= gCoeffsX[3];
   	   p11 *= gCoeffsX[4];
   	   p12 *= gCoeffsX[5];
   	   p20 *= gCoeffsX[6];
   	   p21 *= gCoeffsX[7];
   	   p22 *= gCoeffsX[8];
   
   	   p00 += p01;
   	   p02 += p10;
   	   p11 += p12;
   	   p20 += p21;
   
   	   p22 += p00;
   	   p02 += p11;
   
   	   p20 += p22;
   	   p20 += p02;
   
   	   p20 = clamp(p20, 0.f, 255.f);
   	   *out = convert_uchar4(p20);*/
   	       
   	    //for X
   	    float4 p00X = p00*gCoeffsX[0];
   	    float4 p01X = p01*gCoeffsX[1];
   	    float4 p02X = p02*gCoeffsX[2];
   	    float4 p10X = p10*gCoeffsX[3];
   	    float4 p11X = p11*gCoeffsX[4];
   	    float4 p12X = p12*gCoeffsX[5];
   	    float4 p20X = p20*gCoeffsX[6];
   	    float4 p21X = p21*gCoeffsX[7];
   	    float4 p22X = p22*gCoeffsX[8];
   
   	    p00X += p01X;
   	    p02X += p10X;
   	    p11X += p12X;
   	    p20X += p21X;
   
   	    p22X += p00X;
   	    p02X += p11X;
   
   	    p20X += p22X;
   	    p20X += p02X;
   
   	    p20X = clamp(p20X, 0.f, 255.f);
   	    //for Y
   	    float4 p00Y = p00*gCoeffsY[0];
   	    float4 p01Y = p01*gCoeffsY[1];
   	    float4 p02Y = p02*gCoeffsY[2];
   	    float4 p10Y = p10*gCoeffsY[3];
   	    float4 p11Y = p11*gCoeffsY[4];
   	    float4 p12Y = p12*gCoeffsY[5];
   	    float4 p20Y = p20*gCoeffsY[6];
   	    float4 p21Y = p21*gCoeffsY[7];
   	    float4 p22Y = p22*gCoeffsY[8];
   
   	    p00Y += p01Y;
   	    p02Y += p10Y;
   	    p11Y += p12Y;
   	    p20Y += p21Y;
   
   	    p22Y += p00Y;
   	    p02Y += p11Y;
   
   	    p20Y += p22Y;
   	    p20Y += p02Y;
   
   	    p20Y = clamp(p20Y, 0.f, 255.f);
   	    
   	    float4 finalValue=sqrt(p20X*p20X+p20Y*p20Y);
   	    /*float3 pixel = finalValue.rgb;
   	    finalValue.rgb.r-=10;
   	    finalValue.rgb.g-=10;
   	    finalValue.rgb.b-=10;
   	    finalValue.w=255.f;
   	    rsDebug("call times:", pixel.r,pixel.g,pixel.b);*/
   	    
   	    //阀值判断,有点草率
   	    /*if((finalValue.rgb.r+finalValue.rgb.g+finalValue.rgb.b)<90){
   	    	finalValue.rgb.r=0;
   	    	finalValue.rgb.g=0;
   	    	finalValue.rgb.b=0;
   	    }*/
   	    
   	    *out = convert_uchar4(finalValue);
   }

   
   

8. 相关源文件：
     SDK:platforms\android-12\renderscript\include
     System：frameworks\base\libs\rs\scriptc
   
     rs doc: http://developer.android.com/guide/topics/renderscript/compute.html
    Java API: http://developer.android.com/reference/android/renderscript/package-summary.html