什么是RenderScript

RenderScript 是用于在 Android 上以高性能运行计算密集型任务的框架。RenderScript 主要用于数据并行计算，不过串行工作负载也可以从中受益。RenderScript 运行时可在设备上提供的多个处理器（如多核 CPU 和 GPU）间并行调度工作。这样您就能够专注于表达算法而不是调度工作。RenderScript 对于专注于图像处理、计算摄影或计算机视觉的应用来说尤其有用。

使用RenderScript的效果图

效果名	原图	效果图
灰度	image.png	image.png
高斯模糊	image.png	image.png
卷积	image.png	image.png
颜色matrix	image.png	image.png

RenderScript内核

自定义 RenderScript 内核

1. 在<project_root>/src/建立.rs目录，并创建demo.rs文件
2. 声明

   • 一个版本声明：#pragma version(1)，用于声明此脚本中使用的 RenderScript 内核语言的版本。目前，1 是唯一有效的值。

   • 一个包名声明：#pragma rs java_package_name(com.example.app)，用于声明从此脚本中反映的 Java 类的软件包名称。请注意，您的 .rs 文件必须是应用软件包的一部分，且不在库项目中。

   • 0个或者多个可调用函数。可调用函数是单线程 RenderScript 函数，您可以使用任意参数从 Java 代码调用该函数。可调用函数通常用于较大处理流水线中的初始设置或串行计算。

   • 0个或者多个脚本全局变量。脚本全局变量类似于 C 中的全局变量。您可以通过 Java 代码访问脚本全局变量，并且这些变量通常用于向 RenderScript 内核传递参数。

   • 0个或者多个计算内核。计算内核是函数或函数集合，可指导 RenderScript 运行时跨一组数据并行执行。计算内核分为两种类型：映射内核（也称为 foreach 内核）和归约内核。

映射内核是并行函数，可对相同维度的一组 Allocations 执行操作。默认情况下，它会对这些维度中的每个坐标执行一次。

归约内核是一系列函数，可对维度相同的一组输入Allocations执行操作。默认情况下，其accumulator 函数会对这些维度中的每个坐标执行一次。归约内核通常（但并非专门）用于将一组输入 Allocations“归约”为一个值。

系统内置内核

类名	用途
ScriptIntrinsicBlur	高斯模糊
ScriptIntrinsicResize	改变二维的大小，例如改变图片的大小
ScriptIntrinsicYuvToRGB	YUV转RGB
ScriptIntrinsicColorMatrix	颜色变换
ScriptIntrinsicConvolve3x3	3*3卷积
ScriptIntrinsicConvolve5x5	5*5卷积
ScriptIntrinsicHistogram	直方图
ScriptIntrinsicBlend	混合
ScriptIntrinsicLUT	?
ScriptIntrinsic3DLUT	?
ScriptIntrinsicBLAS	?

通过 Java 访问 RenderScript API

在开发使用 RenderScript 的 Android 应用时，您可以通过以下两种方式之一从 Java 访问其 API：

• android.renderscript - 此类软件包中的 API 在搭载 Android 3.0（API 级别 11）及更高版本的设备上可用。
• android.support.v8.renderscript - 此软件包中的 API 通过支持库提供，可供您在搭载 Android 2.3（API 级别 9）及更高版本的设备上使用。

其利弊如下所示：

• 如果您使用支持库 API，无论您使用哪些 RenderScript 功能，应用的 RenderScript 部分都会与搭载 Android 2.3（API 级别 9）及更高版本的设备兼容。与使用原生 (android.renderscript) API 相比，它可让您的应用在更多设备上运行。
• 某些 RenderScript 功能无法通过支持库 API 使用。
• 如果您使用支持库 API，您开发的 APK 会比使用原生 (android.renderscript) API 开发的 APK 更大（可能会大幅增大）。

使用 RenderScript 支持库 API

1. 确保您已安装所需的 Android SDK 版本（Android SDK Tools 修订版 22.2 或更高版本，Android SDK Build-tools 修订版 18.1.0 或更高版本）
2. 更新 Android 构建流程的设置，以包含 RenderScript 设置：

android {
    compileSdkVersion 28

    defaultConfig {
        minSdkVersion 9
        targetSdkVersion 19

        renderscriptTargetApi 18 // 指定要生成的字节码版本。不会影响build.gradle的设置的minSdkVersion版本。
        renderscriptSupportModeEnabled true // 指定当运行生成的字节码所在的设备不支持目标版本，生成的字节码应回退到兼容版本。

    }
}

3. 在使用 RenderScript 的应用类中，添加对支持库类的导入操作：

import android.support.v8.renderscript.*

RenderScript运行时层

RenderScript 代码在紧凑且明确定义的运
行时层进行编译和执行。RenderScript 运行时 API 支持密集型计算，它们具有可移植性，并且能够根据处理器上可用的核心数量自动扩缩。

注意：NDK 中的标准 C 函数必须保证能在 CPU 上运行，从而使 RenderScript 无法访问这些库，因为 RenderScript 经过设计，能够在不同类型的处理器上运行。

您可以在 Android 项目的 src/ 目录中的 .rs 和 .rsh 文件内定义您的 RenderScript 代码。该代码由作为 Android 构建的一部分运行的 llvm 编译器编译为中间字节码。当您的应用在设备上运行时，该字节码随后会由设备上的另一个 llvm 编译器即时编译为机器代码。该机器代码针对设备进行了优化，也进行了缓存，因此后续使用已启用 RenderScript 的应用时不会重新编译该字节码。

rs-字节码-机器码.png

rs字节码存放位置：和java反应层在同一包名下，名字为rs文件名+BitCode。例如demo.rs文件的java反应层为ScripC_demo，字节码为demoBitCode。

image.png

反应层

反映层是 Android 构建工具生成的一组类，可允许从 Android 框架访问 RenderScript 运行时。此层还提供了多种方法和构造函数，允许您为 RenderScript 代码中定义的指针分配和使用内存。以下列表介绍了反映的主要组件：

• 您创建的每个 .rs 文件都会生成到名为 project_root/gen/package/name/ScriptC_*renderscript_filename* 且类型为ScriptC 的类中。此文件是您的 .rs 文件的 .java 版本，您可以从 Android 框架中调用它。
• struct 将反映到其自己名为 project_root/gen/package/name/ScriptField_struct_name 的类中，该类扩展了Script.FieldBase。此类表示 struct 的数组，允许您为此 struct 的一个或多个实例分配内存。