鸿蒙实战开发5.0版：小型体系图形框架集成

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当前，小型体系图形模块以子体系的形式在 OpenHarmony 中运行。开发者只需适配实现OpenHarmony HDF 层 API 即可。由于利用场景不同，图形子体系也支持在不同平台集成运行。例如，在 Windows/Mac 上开发应用程序时，可以利用 QT Creator 进行简朴的页面布局、开发和调试。此时，图形子体系已经适配到了 Windows/Mac 平台上运行。如果想要将图形子体系独立集成到现有项目中，则需要进行一些简朴的适配工作，并分为以下几个重要部分：

• 引擎初始化
  
• 体现设备适配
  
• 输入设备适配
  
• 字体初始化
  
• 屏幕革新对接
  

具体步骤如下，步骤末了有参考示例代码，具体可参照 OpenHarmony 小型体系图形 Simulator 适配实现。
图形引擎初始化

重要包括初始化 UI 任务、渲染模块、动画模块、默认样式等

1. // graphic_startup.h
2. GraphicStartUp::Init();
3. <strong>c++</strong>

复制代码

体现设备适配

重要包括设置屏幕大小，对接底子图元绘制，获取图形绘制的 buffer，把图形绘制的数据刷到屏幕上体现等。
体现层适配根据硬件绘制和软件绘制不同，需继续实现不同的类。此中 gfx_engine_manager.h 中的 BaseGfxEngine 类为纯虚实现，只定义了接口，不含任何实现，适互助为自行实现的硬件绘制的父类； soft_engine.h 中的 SoftEngine 继续自 BaseGfxEngine，对 BaseGfxEngine 的接口进行了软件层实现，适互助为软件绘制的父类。
BaseGfxEngine 类中有3类接口：
第一类：获取显存、申请缓存、开释缓存；
第二类：绘制类底子接口，例如：画线、Blit、Fill 等；
第三类：送显接口，调用该接口完成把绘制内容送显。
此中获取显存和送显接口为移植不同平台必须实现的，第二类接口，图形 UI 框架有默认软件实现，具体在 soft_engine.h 的 SoftEngine 中，软件绘制可继续 SoftEngine 进行功能拓展；不同平台如有硬件加速，例如 DMA2D，可继续 gfx_engine_manager.h 的 BaseGfxEngine，对其纯虚方法进行全部实现后，进行扩展性适配。
图形对接接口代码如下：

1. // gfx_engine_manager.h
2. virtual void DrawArc(BufferInfo& dst,
3.                         ArcInfo& arcInfo,
4.                         const Rect& mask,
5.                         const Style& style,
6.                         OpacityType opacity,
7.                         uint8_t cap) = 0;
9. virtual void DrawLine(BufferInfo& dst,
10.                         const Point& start,
11.                         const Point& end,
12.                         const Rect& mask,
13.                         int16_t width,
14.                         ColorType color,
15.                         OpacityType opacity) = 0;
17. virtual void DrawLetter(BufferInfo& gfxDstBuffer,
18.                         const uint8_t* fontMap,
19.                         const Rect& fontRect,
20.                         const Rect& subRect,
21.                         const uint8_t fontWeight,
22.                         const ColorType& color,
23.                         const OpacityType opa) = 0;
25. virtual void DrawCubicBezier(BufferInfo& dst,
26.                                 const Point& start,
27.                                 const Point& control1,
28.                                 const Point& control2,
29.                                 const Point& end,
30.                                 const Rect& mask,
31.                                 int16_t width,
32.                                 ColorType color,
33.                                 OpacityType opacity) = 0;
35. virtual void
36.     DrawRect(BufferInfo& dst, const Rect& rect, const Rect& dirtyRect, const Style& style, OpacityType opacity) = 0;
38. virtual void DrawTransform(BufferInfo& dst,
39.                             const Rect& mask,
40.                             const Point& position,
41.                             ColorType color,
42.                             OpacityType opacity,
43.                             const TransformMap& transMap,
44.                             const TransformDataInfo& dataInfo) = 0;
46. // x/y: center of a circle
47. virtual void ClipCircle(const ImageInfo* info, float x, float y, float radius) = 0;
49. virtual void Blit(BufferInfo& dst,
50.                     const Point& dstPos,
51.                     const BufferInfo& src,
52.                     const Rect& subRect,
53.                     const BlendOption& blendOption) = 0;
55. virtual void Fill(BufferInfo& dst, const Rect& fillArea, const ColorType color, const OpacityType opacity) = 0;
57. virtual void DrawPath(BufferInfo& dst,
58.                         void* param,
59.                         const Paint& paint,
60.                         const Rect& rect,
61.                         const Rect& invalidatedArea,
62.                         const Style& style) = 0;
64. virtual void FillPath(BufferInfo& dst,
65.                         void* param,
66.                         const Paint& paint,
67.                         const Rect& rect,
68.                         const Rect& invalidatedArea,
69.                         const Style& style) = 0;
71. virtual uint8_t* AllocBuffer(uint32_t size, uint32_t usage) = 0;
73. virtual void FreeBuffer(uint8_t* buffer, uint32_t usage) = 0;
75. virtual BufferInfo* GetFBBufferInfo()
76. {
77.     return nullptr;
78. }
80. virtual void AdjustLineStride(BufferInfo& info) {}
82. virtual void Flush(const Rect& flushRect) {}
84. virtual uint16_t GetScreenWidth()
85. {
86.     return screenWidth_;
87. }
89. virtual uint16_t GetScreenHeight()
90. {
91.     return screenHeight_;
92. }
94. virtual void SetScreenShape(ScreenShape screenShape)
95. {
96.     screenShape_ = screenShape;
97. }
99. virtual ScreenShape GetScreenShape()
100. {
101.     return screenShape_;
102. }
103. <strong>c++</strong>

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输入设备适配

图形框架支持触摸、按键和旋转设备。当前所有输入设备都需要继续 InputDevice 实现 Read 接口。
触摸输入继续 PointerInputDevice 类实现 Read 接口，需要返回 x/y 坐标和按压状态；
按键输入继续 KeyInputDevice 类实现 Read 接口，需要设置 keyId 和按键状态；
旋转输入继续 RotateInputDevice 类实现 Read 接口，需要设置 rotate 值。
InputDevice 设备对接实例代码如下：

1. // input_device.h Read 接口
2. /**
3. * @brief Read data from hardware.User should override this to set data *
4. * @param [out] input device data. *
5. * @returns no more data to read if true.
6. */
7. virtual bool Read(DeviceData& data) = 0;
9. // 继承实现 InputDevice 基类的 Read 接口，以触摸事件对接为例，示例代码如下：
10. class TouchInput : public OHOS::PointerInputDevice {
11. public:
12.     TouchInput() {}
13.     virtual TouchInput() {}
14.     // implements read fouction
15.     bool Read(OHOS::DeviceData& data) override
16.     {
17.         // set position and state, you should update the value when touch
18.         data.point.x = g_lastX;
19.         data.point.y = g_lastY;
20.         data.state = g_leftButtonDown ? STATE_PRESS : STATE_RELEASE;
21.         return false;
22.     }
23. };
24. <strong>c++</strong>

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字体初始化

字体分为点阵字体和矢量字体。
点阵字体：需要利用字体打包工具生成对应字体 font.bin 文件，工具支持打包中英文字体，详细支持字号和 fontId 可以在工具生成的 ui_text_language.h 中查看。
矢量字体：默认注册了 DEFAULT_VECTOR_FONT_FILENAME，如果想利用其他字体，可以调用 RegisterFontInfo 注册其他字体文件。矢量字体剖析和布局需要依靠三方开源软件 freetype 和 icu，如果想支持阿拉伯语等复杂语言需要依靠三软件 harfbuzz，同时打开 ENABLE_SHAPING 和 ENABLE_ICU。
字体初始化接口代码如下：

1. // graphic_config.h
2. #define DEFAULT_VECTOR_FONT_FILENAME      "SourceHanSansSC-Regular.otf"
3. // 矢量字体开关
4. #define ENABLE_VECTOR_FONT                1
5. // 点阵字体开关
6. #define ENABLE_BITMAP_FONT                0
7. #define ENABLE_ICU                        0
8. #define ENABLE_SHAPING                    0
10. // ui_font.h
11. uint8_t RegisterFontInfo(const char* ttfName, uint8_t shaping = 0)
13. // graphic_startup.h
14. static void InitFontEngine(uintptr_t psramAddr, uint32_t psramLen, const char* dPath, const char* ttfName);
15. <strong>c++</strong>

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屏幕革新对接

根据屏幕硬件革新信号（类似 Vsync 信号），周期性回调 TaskHandler
屏幕革新对接接口代码如下：

1. TaskManager::GetInstance()->TaskHandler();
2. <strong>c++</strong>

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图形适配示例代码

对接相干宏定义分析如下：

1. // graphic_config.h
2. // 默认定义了不同级别设备宏定义，轻设备请启动 VERSION_LITE 宏
3. /**
4. * Defines three graphics library versions: lightweight, standard, and extended versions.
5. * The three versions have different requirements on the memory and hardware.
6. * The standard version is enabled by default.
7. *
8. * The macros of the versions are defined as follows:
9. * Name                | Version Description
10. * ------------------- | ----------
11. * VERSION_LITE        | Lightweight version
12. * VERSION_STANDARD    | Standard version
13. * VERSION_EXTENDED    | Extended version
14. */
15. #ifdef _LITEOS
16. #define VERSION_LITE
17. #elif defined _WIN32 || defined __APPLE__
18. #define VERSION_LITE
19. #else
20. #define VERSION_STANDARD
21. #endif
23. // 关闭窗口合成，打开需要依赖 wms 窗口合成服务
24. /**
25. * @brief Multi-window, which is disabled by default on WIN32.
26. */
27. #define ENABLE_WINDOW                     0
29. // 关闭 png、jpeg 格式图片支持，打开需要引入三方库
30. #define ENABLE_JPEG_AND_PNG               0
32. // 硬件加速，关闭默认走CPU软绘制，可以先关闭，界面显示后再打开适配硬件能力
33. /**
34. * @brief Graphics rendering hardware acceleration, which is disabled by default on WIN32.
35. */
36. #define ENABLE_HARDWARE_ACCELERATION     0
37. <strong>c++</strong>

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对接示例代码如下：

1. using namespace OHOS;
3. int main(int argc, char** argv)
4. {
5.     // init graphic
6.     GraphicStartUp::Init();
8.     // init display/input device
9.     InitHal();
11.     // init font engine
12.     InitFontEngine();
14.     // run your app code
15.     RunApp();
17.     // use while loop to simulate hardware flush callback
18.     // you should call *TaskHandler* in screen flush signal callback(like Vsync).
19.     while (1) {
20.         TaskManager::GetInstance()->TaskHandler();
21.         Sleep(DEFAULT_TASK_PERIOD);
22.     }
23.     return 0;
24. }
26. // assuming below are the memory pool
27. static uint8_t g_fontPsramBaseAddr[MIN_FONT_PSRAM_LENGTH];
28. #if ENABLE_SHAPING
29. static uint8_t g_shapePsramBaseAddr[MIN_SHAPING_PSRAM_LENGTH];
30. #else
31. static uint8_t* g_shapePsramBaseAddr = nullptr;
32. #endif
34. static void InitFontEngine()
36. {
37. #if ENABLE_VECTOR_FONT
38.     GraphicStartUp::InitFontEngine(reinterpret_cast<uintptr_t>(g_fontMemBaseAddr), MIN_FONT_PSRAM_LENGTH, VECTOR_FONT_DIR, DEFAULT_VECTOR_FONT_FILENAME);
39. #else
40.     BitmapFontInit();
41.     std::string dPath(_pgmptr);
42.     size_t len = dPath.size();
43.     size_t pos = dPath.find_last_of('\\');
44.     dPath.replace((pos + 1), (len - pos), "..\\..\\simulator\\font\\font.bin");
45.     GraphicStartUp::InitFontEngine(reinterpret_cast<uintptr_t>(g_fontMemBaseAddr), MIN_FONT_PSRAM_LENGTH, dPath.c_str(), nullptr);
46. #endif
48. #if ENABLE_ICU
49.     GraphicStartUp::InitLineBreakEngine(reinterpret_cast<uintptr_t>(g_icuMemBaseAddr), SHAPING_WORD_DICT_LENGTH,
50. VECTOR_FONT_DIR, DEFAULT_LINE_BREAK_RULE_FILENAME);
51. #endif
52. }
54. // display adaptor
55. class SDLMonitorGfxEngine : public BaseGfxEngine {
56. public:
57.     BufferInfo* GetFBBufferInfo() override
58.     {
59.         static BufferInfo* bufferInfo = nullptr;
60.         if (bufferInfo == nullptr) {
61.             bufferInfo = new BufferInfo;
62.             bufferInfo->rect = {0, 0, HORIZONTAL_RESOLUTION - 1, VERTICAL_RESOLUTION - 1};
63.             bufferInfo->mode = ARGB8888;
64.             bufferInfo->color = 0x44;
65.             bufferInfo->virAddr = GetFramBuff();
66.             bufferInfo->phyAddr = bufferInfo->virAddr;
67.             // 4: bpp
68.             bufferInfo->stride = HORIZONTAL_RESOLUTION * 4;
69.             bufferInfo->width = HORIZONTAL_RESOLUTION;
70.             bufferInfo->height = VERTICAL_RESOLUTION;
71.         }
73.         return bufferInfo;
74.     }
76.     void Flush() override
77.     {
78.         MonitorRenderFinish();
79.     }
80. };
82. class TouchInput : public OHOS::PointerInputDevice {
83. public:
84.     TouchInput() {}
85.     virtual TouchInput() {}
87.     // implements read function
88.     bool Read(OHOS::DeviceData& data) override
89.     {
90.         // set position x,y and state, you should update the
91.         // g_lastX/g_lastY/g_leftButtonDown when touch
92.         data.point.x = g_lastX;
93.         data.point.y = g_lastY;
94.         data.state = g_leftButtonDown ? STATE_PRESS : STATE_RELEASE;
96.         return false;
97.     }
98. };
100. class KeyInput : public OHOS::KeyInputDevice {
101. public:
102.     KeyInput();
103.     virtual ~KeyInput() {}
105.     // implements read fouction
106.     bool Read(OHOS::DeviceData& data) override
107.     {
108.         data.keyId = g_lastKeyId;
109.         data.state = g_lastState;
110.         g_lastState = INVALID_KEY_STATE;
111.         return false;
112.     }
113. };
115. // other device if you need to add
116. class XXInput : public OHOS::XXInputDevice {
117. public:
118.     KeyInput();
119.     virtual ~KeyInput() {}
121.     // implements read fouction
122.     bool Read(OHOS::DeviceData& data) override
123.     {
124.         // set device data info
125.     }
126. };
128. static void InitHal()
129. {
130.     // Setup gfxengine
131.     BaseGfxEngine::GetInstance()->InitEngine(new SDLMonitorGfxEngine());
133.     // Setup touch device
134.     TouchInput* touch = new TouchInput();
135.     InputDeviceManager::GetInstance()->Add(touch);
137.     // Setup key device if you need
138.     KeyInput* key = new KeyInput();
139.     InputDeviceManager::GetInstance()->Add(key);
141.     // Setup xx device if you need
142.     XXInput* inputXX = new XXInput();
143.     InputDeviceManager::GetInstance()->Add(inputXX);
144. }

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