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SurfaceView与TextureView

2021-08-21  本文已影响0人  yabin小站

SurfaceView与TextureView是Android做视频开发是必定要用到的两个控件，它们的特性和使用场景有什么区别。先来概括如下：

  1. Surface 可以简单理解为内存中的一段绘图缓冲区

  2. SurfaceView是一个有自己Surface的View。它的渲染可以放在单独线程而不是主线程中。其缺点是不能做变形和动画。从Android7.0开始，SurfaceView的窗口位置与其他View渲染同步更新。 这意味着在屏幕上平移和缩放SurfaceView不会导致渲染失真。

  3. SurfaceTexture可以用作非直接输出的内容流，这样就提供二次处理的机会。与SurfaceView直接输出相比，这样会有若干帧的延迟。同时，由于它本身管理BufferQueue，因此内存消耗也会稍微大一些。

  4. TextureView是一个可以把内容流作为外部纹理输出在上面的View。它本身需要是一个硬件加速层。事实上TextureView本身也包含了SurfaceTexture。它与SurfaceView+SurfaceTexture组合相比可以完成类似的功能（即把内容流上的图像转成纹理，然后输出）。

  5. TextureView是在View hierachy中做绘制，因此一般它是在主线程上做的（在Android 5.0引入渲染线程后，它是在渲染线程中做的）。而SurfaceView+SurfaceTexture在单独的Surface上做绘制，可以是用户提供的线程，而不是系统的主线程或是渲染线程。

下面内容来自CharonChui

作者：CharonChui
文章链接：https://github.com/CharonChui/AndroidNote/blob/master/VideoDevelopment/SurfaceView%E4%B8%8ETextureView.md

一、SurfaceView

在说SurfaceView之前，需要先说一下几个相关的部分。

1.1 Surface简介

1.2 SurfaceView 简介

SurfaceView就是在Window上挖一个洞，它就是显示在这个洞里，其他的View是显示在Window上，所以View可以显式在 SurfaceView之上，你也可以添加一些层在SurfaceView之上。

if (mWindow == null) {  ß
    mWindow = new MyWindow(this);  
    mLayout.type = mWindowType;  
    mLayout.gravity = Gravity.LEFT|Gravity.TOP;  
    mSession.addWithoutInputChannel(mWindow, mWindow.mSeq, mLayout,  
    mVisible ? VISIBLE : GONE, mContentInsets);  
}

很明显，每个SurfaceView创建的时候都会创建一个MyWindow，new MyWindow(this)中的this正是SurfaceView自身，因此将SurfaceView和window绑定在一起，而前面提到过每个window对应一个Surface，
所以SurfaceView也就内嵌了一个自己的Surface，可以认为SurfaceView是来控制Surface的位置和尺寸。传统View及其派生类的更新只能在UI线程，然而UI线程还同时处理其他交互逻辑，
这就无法保证view更新的速度和帧率了，而SurfaceView可以用独立的线程来进行绘制，因此可以提供更高的帧率，例如游戏，摄像头取景等场景就比较适合用SurfaceView来实现。

SurfaceView的优缺点:

一般的Activity包含的多个View会组成View hierachy的树形结构，只有最顶层的DectorView才是对WMS可见的，这个DecorView在WMS中有一个对应的WindowState，再SurfaceFlinger中有对应的Layer，而SurfaceView正因为它有自己的Surface，有自己的Window，它在WMS中有对应的WindowState，在SurfaceFlinger中有Layer。虽然在App端它仍在View hierachy中，但在Server端(WMS和SurfaceFlinger)中，它与宿主窗口是分离的。


--》音视频开发之旅标注：添加了SurfaceView及TextureView区别(https://blog.csdn.net/while0/article/details/81481771)的一张图片

这样的好处是对这个Surface的渲染可以放到单独的线程中去做，渲染时可以有自己的GL context。因为它不会影响主线程对时间的响应。所以它的优点就是可以在独立的线程中绘制，不影响主线程，而且使用双缓冲机制，播放视频时画面更顺畅。
但是这也有缺点，因为这个Surface不在View hierachy中，它的显示也不受View的属性控制，所以不能进行平移、缩放等动画，它也不能放在其它ViewGroup中，SurfaceView不能嵌套使用，而且不能使用某些View的特性，例如View.setAlpha()。

从Android7.0开始，SurfaceView的窗口位置与其他View渲染同步更新。 这意味着在屏幕上平移和缩放SurfaceView不会导致渲染失真。

1.3 SurfaceHolder`简介

显示一个Surface的抽象接口，使你可以控制Surface的大小和格式以及在Surface上编辑像素，和监视Surace的改变。这个接口通常通过SurfaceView类实现。
简单的说就是我们无法直接操作Surface只能通过SurfaceHolder这个接口来获取和操作Surface。
SurfaceHolder中提供了一些lockCanvas():获取一个Canvas对象，并锁定之。所得到的Canvas对象，其实就是Surface中一个成员。加锁的目的其实就是为了在绘制的过程中，
Surface中的数据不会被改变。lockCanvas是为了防止同一时刻多个线程对同一canvas写入。

从设计模式的角度来看,Surface、SurfaceView、SurfaceHolder实质上就是MVC(Model-View-Controller)，Model就是模型或者说是数据模型，更简单的可以理解成数据，在这里也就是Surface，
View就是视图，代表用户交互界面，这里就是SurfaceView,SurfaceHolder就是Controller.
--》音视频开发之旅 标注：这个MVC的理解很精彩

二、 TextureView

因为上面所说的SurfaceView不在主窗口中，它没法做动画没法使用一些View的特性方法，所以在Android 4.0中引入了TextureView，它是一个结合了View和SurfaceTexture的View对象。它不会在WMS中单独创建窗口，而是作为View hierachy中的一个普通view，因此它可以和其他普通View一样进行平移、旋转等动画。但是TextureView必须在硬件加速的窗口中，它显示的内容流数据可以来自App进程或者远程进程。

TextureView重载了draw()方法，其中主要SurfaceTexture中收到的图像数据作为纹理更新到对应的HardwareLayer中。

SurfaceTexture.OnFrameAvailableListener用于通知TextureView内容流有新图像到来。SurfaceTextureListener接口用于让TextureView的使用者知道SurfaceTexture已准备好，这样就可以把SurfaceTexture交给相应的内容源。Surface为BufferQueue的Producer接口实现类，使生产者可以通过它的软件或硬件渲染接口为SurfaceTexture内部的BufferQueue提供graphic buffer。

SurfaceTexture可以用作非直接输出的内容流，这样就提供二次处理的机会。与SurfaceView直接输出相比，这样会有若干帧的延迟。同时，由于它本身管理BufferQueue，因此内存消耗也会稍微大一些。
TextureView是一个可以把内容流作为外部纹理输出在上面的View, 它本身需要是一个硬件加速层。

SurfaceTexture

SurfaceTexture是Surface和OpenGL ES(GLES)纹理的组合。SurfaceTexture用于提供输出到GLES 纹理的Surface。

SurfaceTexture是从Android 3.0开始加入，与SurfaceView不同的是，它对图像流的处理并不直接显示，而是转为GL外部纹理，因此用于图像流数据的二次处理。

比如Camera的预览数据，变成纹理后可以交给GLSurfaceView直接显示，也可以通过SurfaceTexture交给TextureView作为View heirachy中的一个硬件加速层来显示。首先，SurfaceTexture从图像流(来自Camera预览、视频解码、GL绘制场景等)中获得帧数据，当调用updateTexImage()时，根据内容流中最近的图像更新SurfaceTexture对应的GL纹理对象。

SurfaceTexture 包含一个应用是其使用方的BufferQueue。当生产方将新的缓冲区排入队列时，onFrameAvailable() 回调会通知应用。然后，应用调用updateTexImage()，这会释放先前占有的缓冲区，从队列中获取新缓冲区并执行EGL调用，从而使GLES可将此缓冲区作为外部纹理使用

三、SurfaceView vs TextureView

SurfaceView是一个有自己Surface的View。它的渲染可以放在单独线程而不是主线程中。其缺点是不能做变形和动画。

SurfaceTexture可以用作非直接输出的内容流，这样就提供二次处理的机会。与SurfaceView直接输出相比，这样会有若干帧的延迟。同时，由于它本身管理BufferQueue，因此内存消耗也会稍微大一些。

TextureView是一个可以把内容流作为外部纹理输出在上面的View。它本身需要是一个硬件加速层。事实上TextureView本身也包含了SurfaceTexture。它与SurfaceView+SurfaceTexture组合相比可以完成类似的功能（即把内容流上的图像转成纹理，然后输出）。

TextureView是在View hierachy中做绘制，因此一般它是在主线程上做的（在Android 5.0引入渲染线程后，它是在渲染线程中做的）。而SurfaceView+SurfaceTexture在单独的Surface上做绘制，可以是用户提供的线程，而不是系统的主线程或是渲染线程。

与 SurfaceView 相比，TextureView 具有更出色的 Alpha 版和旋转处理能力，但在视频上以分层方式合成界面元素时，SurfaceView 具有性能方面的优势。当客户端使用 SurfaceView 呈现内容时，SurfaceView 会为客户端提供单独的合成层。如果设备支持，SurfaceFlinger 会将单独的层合成为硬件叠加层。当客户端使用 TextureView 呈现内容时，界面工具包会使用 GPU 将 TextureView 的内容合成到 View 层次结构中。对内容进行的更新可能会导致其他 View 元素重绘，例如，如果其他 View 位于 TextureView 上方。View 呈现完成后，SurfaceFlinger 会合成应用界面层和所有其他层，以至每个可见像素合成两次。

注意：受 DRM 保护的视频只能在叠加平面上呈现。支持受保护内容的视频播放器必须使用 SurfaceView 进行实现。

项目 SurfaceView TextureView
内存 低 高
耗电 低 高
绘制 及时 1-3帧延迟
动画和截图 不支持 支持
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