详细教程 - 进阶版 鸿蒙harmonyOS应用 第十九节——鸿蒙OS图形图像技术深度指南_鴻蒙 graphics

1. 简介

图形图像技术是构建鸿蒙OS视觉交互的基石。它涵盖了图像处理、图形渲染、动画特效等多种能力。

随着智能设备的普及,高质量的图像处理与图形渲染成为了提升用户体验的重要一环。鸿蒙系统提供了丰富的graphics图形图像API,通过OpenGL ES与自研引擎为开发者提供强大支持。

本文将深入解析图像处理的主要操作、OpenGL ES的渲染原理、动画与特效的实现方法以及相机对接等内容,帮助开发者掌握鸿蒙OS强大的图形能力。

2. 图像处理

图像处理主要通过Image模块提供支持,常见功能包括:

2.1 裁剪

// 从原图中按指定区域裁剪  
ImageSrc.Cut(Rect rect);

2.2 缩放

// 缩放图像,0.5表示缩小一半  
ImageSrc.Resize(0.5f, 0.5f);

2.3 旋转

// 按90度顺时针旋转
ImageSrc.Rotate90Degrees(1);

2.4 滤镜

// 灰度化滤波处理  
ImageSrc.ApplyGrayScale();

通过组合使用这些图像处理操作,可以实现复杂的视觉效果。

3. OpenGL ES

OpenGL ES是2D/3D图形渲染的事实标准,鸿蒙OS对其进行了完整的封装与optimization。

3.1 渲染管线

其工作流包括clear屏幕、绘制几何体、program计算着色、渲染图像等阶段。

3.2 坐标变换

支持投影、视角、模型变换,实现3D场景建模。

// 指定照相机位置  
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
gluPerspective(fov, ratio, near, far);
 
// 模型变换
glTranslatef(0.0, 0.0, -5.0);
glRotate(rotationAngle, 1, 0, 0);

3.3 纹理贴图

通过UV坐标映射实现复杂着色。

// 载入纹理图片
GLuint textureId;   
glGenTextures(1, &textureId);
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textureId); 
 
...
 
// 3个顶点坐标
GLfloat vertices[] = {    
  0.0,  1.0,  0.0,
  -1.0, -1.0, 0.0,
  1.0, -1.0,  0.0
}; 
 
// 三角形3个顶点的UV坐标
GLfloat uvs[] = {      
  0.5, 0.7,
  0.2, 0.3,
  0.8, 0.3
};
 
// 传递顶点与UV数据绘制纹理三角形
glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, vertices);
glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, 0, uvs); 
glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, 3);

OpenGL ES为高效渲染提供了完整支持。

4. 图形渲染

基于OpenGL,可以实现复杂的2D和3D场景渲染。

4.1 2D渲染

2D渲染适用于UI界面、图片处理。

// 绘制一个矩形  
glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);
glVertex2f(x, y); 
glVertex2f(x+w, y);
glVertex2f(x+w, y+h); 
glVertex2f(x, y+h);
glEnd();

4.2 3D渲染

3D渲染用于构建精细化的三维世界和对象。

其复杂度远高于2D渲染。

// 场景灯光  
glEnable(GL_LIGHTING);
glEnable(GL_LIGHT0);
 
// 3D坐标
glVertex3f(x1,y1,z1);  
glVertex3f(x2,y2,z2);
...
 
// 相机视角投影矩阵
glMatrixMode(GL_PROJECTION);  
glFrustum(l, r, b, t, n, f);

高质量的3D渲染需要处理大量图形学细节。

5. 动画特效

基于图像处理和图形渲染技术,可以创建复杂的动画效果。

5.1 补间动画

通过时间函数控制对象变换实现补间动画。

// 在10秒内移动
animation.Duration(10000);  
 
// 位置从(x1, y1)变换至(x2, y2)  
animation.AnimCurve(x1, x2)
         .AnimCurve(y1, y2);
 
animation.Play();

5.2 粒子系统

发射器联合重力、碰撞等字段,模拟火焰爆炸雨雾等效果。

5.3 变形变色

基于图像处理的像素级操作,实现神奇的形变和色彩效果。

等等动画技巧的应用,将会使应用更生动有趣。

6. Camera框架

camera对接后可获得照片或视频数据。

6.1 权限申请

需要申请使用摄像头和麦克风的权限。

6.2 图像捕获

// 从预览界面捕获照片
cameraDevice->CapturePhoto(filePath); 
 
// 开始录制视频  
cameraDevice->StartVideoRecording(filePath);

6.3 参数调整

支持分辨率、对焦模式、测光方式等参数调整。

基于camera,视频直播、滤镜等更丰富的功能成为可能。

7. 最佳实践

这里提供几条优化图形图像的建议:

• 采用硬件加速,开启GPU渲染
• 图片资源准备压缩格式,减小大小
• 避免过度文件IO读取
• 复杂场景分块渲染
• 程序结合多线程计算
• 尽量重用已创建的纹理与对象
• 启用深度测试,剔除隐藏面
• 着色器编程自定义渲染流水线

合理应用这些技巧,可以获得更流畅的图像效果。

8. 总结

通过本文可以了解到:

• 图像处理的主要操作与功能
• OpenGL ES在鸿蒙OS的应用实现
• 2D/3D动态图形的渲染方法
• 高级动画与特效的设计手段
• camera对接获取图像视频流

以及最终的性能优化策略建议。

希望这些全面而深入的解读,能更好地帮助开发者在基于鸿蒙OS的应用开发中利用其强大的图形图像处理能力,从而提供更出色的用户体验。