Android 当背景为黑色时，位图设置像素将丢失alpha通道

我正在尝试用Android绘制一个自定义视图，使用

canvas.drawBitmap（）

方法。但是，我发现如果在本机JNI代码中执行此操作，并且背景为黑色，则alpha通道将丢失。总之，情况如下：

调用java

bitmap.setPixels（）

并在NDK中设置位图像素颜色，当背景为白色时，两个位图都能正确显示

调用java

bitmap.setPixels（）

并在NDK中设置位图像素颜色当背景为黑色时，只有java API绘制的位图显示正确，使用NDK绘制的位图丢失alpha通道

问题是为什么白色背景上的结果可以，而黑色背景上的结果不可以？我是否遗漏了什么或是做得不对

布局XML文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:padding="16dp" >

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:background="@android:color/black"
        android:orientation="horizontal"
        android:padding="16dp" >

        <com.example.android.TestView
            android:id="@+id/testview1"
            android:layout_width="320px"
            android:layout_height="320px"
            android:layout_margin="16dp" />

        <com.example.android.TestView
            android:id="@+id/testview2"
            android:layout_width="320px"
            android:layout_height="320px"
            android:layout_margin="16dp" />
    </LinearLayout>

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:background="@android:color/white"
        android:orientation="horizontal"
        android:padding="16dp" >

        <com.example.android.TestView
            android:id="@+id/testview3"
            android:layout_width="320px"
            android:layout_height="320px"
            android:layout_margin="16dp" />

        <com.example.android.TestView
            android:id="@+id/testview4"
            android:layout_width="320px"
            android:layout_height="320px"
            android:layout_margin="16dp" />
    </LinearLayout>

</LinearLayout>

package com.example.android;
import com.example.android.R;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;

public class MainActivity extends Activity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
        TestView tv2 = (TestView) findViewById(R.id.testview2);
        TestView tv4 = (TestView) findViewById(R.id.testview4);
        tv2.setDrawFromNative();
        tv4.setDrawFromNative();
    }
}

package com.example.android;

import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.Canvas;
import android.util.AttributeSet;
import android.view.View;

public class TestView extends View {
    private Bitmap mBitmap;
    private boolean mDrawFromNative;
    private static final int WIDTH = 320;
    private static final int HEIGHT = 320;

    static {
        System.loadLibrary("bitmaptest");
    }
    private native void nativeDrawBitmap(Object bitmap);

    private static void javaDrawBitmap(Bitmap bitmap) {
        int pixels[] = new int[WIDTH * HEIGHT];
        for (int i = 0; i < pixels.length; i++) {
            pixels[i] = 0x88FF0000;
        }
        bitmap.setPixels(pixels, 0, WIDTH, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
    }

    public TestView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        mBitmap = Bitmap.createBitmap(WIDTH, HEIGHT, Bitmap.Config.ARGB_8888);
    }

    public void setDrawFromNative() {
        mDrawFromNative = true;
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        if(mDrawFromNative) {
            nativeDrawBitmap(mBitmap);
        } else {
            javaDrawBitmap(mBitmap);
        }
        canvas.drawBitmap(mBitmap, 0, 0, null);
    }
}

#include <jni.h>
#include <android/bitmap.h>
#include <android/Log.h>

#define LOGD(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,LOG_TAG,__VA_ARGS__)
#define LOGW(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN,LOG_TAG,__VA_ARGS__)
#define LOGE(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,LOG_TAG,__VA_ARGS__)

#define LOG_TAG "BMPTEST"

extern "C" {
void Java_com_example_android_TestView_nativeDrawBitmap(JNIEnv* env, jobject thiz, jobject bitmap) {

    AndroidBitmapInfo info;
    void* dst_pixels;
    int   ret;

    if((ret = AndroidBitmap_getInfo(env, bitmap, &info)) < 0) {
        LOGE("AndroidBitmap_getInfo() failed ! error=%d", ret);
        return;
    }
    if ((ret = AndroidBitmap_lockPixels(env, bitmap, &dst_pixels)) < 0) {
        LOGE("AndroidBitmap_lockPixels() failed ! error=%d", ret);
        return;
    }

    unsigned int *dst = (unsigned int *)dst_pixels;
    for(int i=0; i< info.width * info.height; i++) {
            *(dst+i) = (0x88<<24 | 0xff | 0x00<<8 | 0x00<<16); //(ARGB->ABGR)
    }
    AndroidBitmap_unlockPixels(env, bitmap);
}
}

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := libbitmaptest
LOCAL_SRC_FILES := \
    TestNative.cpp
LOCAL_LDLIBS += -llog -ljnigraphics
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

TestView.java:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    android:padding="16dp" >

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:background="@android:color/black"
        android:orientation="horizontal"
        android:padding="16dp" >

        <com.example.android.TestView
            android:id="@+id/testview1"
            android:layout_width="320px"
            android:layout_height="320px"
            android:layout_margin="16dp" />

        <com.example.android.TestView
            android:id="@+id/testview2"
            android:layout_width="320px"
            android:layout_height="320px"
            android:layout_margin="16dp" />
    </LinearLayout>

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:background="@android:color/white"
        android:orientation="horizontal"
        android:padding="16dp" >

        <com.example.android.TestView
            android:id="@+id/testview3"
            android:layout_width="320px"
            android:layout_height="320px"
            android:layout_margin="16dp" />

        <com.example.android.TestView
            android:id="@+id/testview4"
            android:layout_width="320px"
            android:layout_height="320px"
            android:layout_margin="16dp" />
    </LinearLayout>

</LinearLayout>

package com.example.android;
import com.example.android.R;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;

public class MainActivity extends Activity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
        TestView tv2 = (TestView) findViewById(R.id.testview2);
        TestView tv4 = (TestView) findViewById(R.id.testview4);
        tv2.setDrawFromNative();
        tv4.setDrawFromNative();
    }
}

package com.example.android;

import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.Canvas;
import android.util.AttributeSet;
import android.view.View;

public class TestView extends View {
    private Bitmap mBitmap;
    private boolean mDrawFromNative;
    private static final int WIDTH = 320;
    private static final int HEIGHT = 320;

    static {
        System.loadLibrary("bitmaptest");
    }
    private native void nativeDrawBitmap(Object bitmap);

    private static void javaDrawBitmap(Bitmap bitmap) {
        int pixels[] = new int[WIDTH * HEIGHT];
        for (int i = 0; i < pixels.length; i++) {
            pixels[i] = 0x88FF0000;
        }
        bitmap.setPixels(pixels, 0, WIDTH, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
    }

    public TestView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        mBitmap = Bitmap.createBitmap(WIDTH, HEIGHT, Bitmap.Config.ARGB_8888);
    }

    public void setDrawFromNative() {
        mDrawFromNative = true;
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        if(mDrawFromNative) {
            nativeDrawBitmap(mBitmap);
        } else {
            javaDrawBitmap(mBitmap);
        }
        canvas.drawBitmap(mBitmap, 0, 0, null);
    }
}

#include <jni.h>
#include <android/bitmap.h>
#include <android/Log.h>

#define LOGD(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,LOG_TAG,__VA_ARGS__)
#define LOGW(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN,LOG_TAG,__VA_ARGS__)
#define LOGE(...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,LOG_TAG,__VA_ARGS__)

#define LOG_TAG "BMPTEST"

extern "C" {
void Java_com_example_android_TestView_nativeDrawBitmap(JNIEnv* env, jobject thiz, jobject bitmap) {

    AndroidBitmapInfo info;
    void* dst_pixels;
    int   ret;

    if((ret = AndroidBitmap_getInfo(env, bitmap, &info)) < 0) {
        LOGE("AndroidBitmap_getInfo() failed ! error=%d", ret);
        return;
    }
    if ((ret = AndroidBitmap_lockPixels(env, bitmap, &dst_pixels)) < 0) {
        LOGE("AndroidBitmap_lockPixels() failed ! error=%d", ret);
        return;
    }

    unsigned int *dst = (unsigned int *)dst_pixels;
    for(int i=0; i< info.width * info.height; i++) {
            *(dst+i) = (0x88<<24 | 0xff | 0x00<<8 | 0x00<<16); //(ARGB->ABGR)
    }
    AndroidBitmap_unlockPixels(env, bitmap);
}
}

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := libbitmaptest
LOCAL_SRC_FILES := \
    TestNative.cpp
LOCAL_LDLIBS += -llog -ljnigraphics
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

结果屏幕截图：

---

Android存储带有预乘alpha的位图。从Java调用

setPixels（）

时，RGB颜色值将自动乘以alpha值并存储在位图中。但是，当您从本机代码调用

Android\u lockPixels（）

，然后直接写入内存时，您需要自己进行预乘法，否则结果会出错。如果您将代码更改为：

 int premultipliedR = (0xff * 0x88) >> 8;
 for(int i=0; i< info.width * info.height; i++) {
        *(dst+i) = (0x88<<24 | premultipliedR | 0x00<<8 | 0x00<<16);

其中

dest

是背景像素，source是位图中的像素。预乘以alpha会将此更改为：

 dest.r = ((dest.r * (256 - source.a)) >> 8) + source.premultiplied_r;
 dest.g = ((dest.g * (256 - source.a)) >> 8) + source.premultiplied_g;
 dest.b = ((dest.b * (256 - source.a)) >> 8) + source.premultiplied_b;

这就节省了大量的乘数。结果都被钳制为255。我并不是说这是使用的精确公式，但它与之非常接近

插入数字，对于Java位图，预乘的r、g、b将为0x87（或0x88，取决于它们如何进行舍入等）、0x00和0x00。对于本机位图，它们将是0xff、0x00和0x00，因为您没有预乘。Alpha将其与黑色背景混合与仅添加零相同，因为

dest.

r

，

g

，

b

值均为零。所以结果看起来不同

在白色背景的情况下，

dest.g

和

dest.b

在这两种情况下都将以相同的结果结束，因为在Java位图和本机位图中预乘的

g

和

b

值都为零。对于

dest.r

，结果应为255。在本机位图的情况下，由于预乘的

r

的值错误，该值溢出，但它被钳制为255，因此结果看起来是一样的

---

简言之，预乘的

r

值对于本机位图来说太高，因此在结果应小于255的情况下，最终的

r

值太高。在结果应该是255的情况下，它是否太高并不重要，因为它会被钳制在255。

如果在本机代码中切换字节顺序如何？（即，

0x0000ff11

）在ARM平台上，我的代码中的字节顺序是正确的（带有字母0x11的红色）。使用0x0000ff11会使位图变成不透明的绿色矩形。我已经用详细的源代码和屏幕截图更新了问题。当你说PremultipledR时，你是指PremultipledAlpha，对吗？我按照你的建议更改了代码，结果是一样的。我仍然在黑色背景上得到一个不透明的红色矩形，与JavaAPI绘制的半透明矩形不同。还是我误解了你的答案，我应该改变*（dst+I）=？？？如果您可以使用我的代码并对其进行修改以获得正确的结果，那将是非常棒的。关于这个主题，还有一个问题，如果所有的R/G/B都存储为预乘，那么仍然需要将alpha保留在像素中吗？我的意思是，*（dst+I）=（无论什么值）是的，你仍然需要它，因为dest RGB被乘以256减去混合方程中的alpha值。非常感谢你在这个问题上救了我，我被困在这里两天。最后一个问题：有“官方”吗可以告诉框架当前像素缓冲区内容不是预乘的API，因此需要将其乘以，并且框架可能会使用比我的for{}循环更快的硬件加速？我尝试了bitmap.setPremultiplied（false）将导致崩溃…setPremultiplied是我知道的唯一一个。崩溃可能是调用createBitmap引起的运行时异常（请参阅文档：）。也许在调用createBitmap后尝试调用它？除此之外，我不知道。