谈一谈Flutter外接纹理
导言：这篇文章主要介绍在Android上SurfaceTexture的应用 - Flutter外接纹理，并给出了外接纹理的正确姿势，而阿里闲鱼的技术方案则是错误的姿势。
- 1 背景知识
- 2 实现原理
- 2.1 性能
- 2.2 应用
- 3 闲鱼技术方案
- 4 具体实现
- 4.1 流程图
- 4.2 关键代码
- 4.3 效果示意图
- 5 结语
1 背景知识
当我们用flutter做实时视频渲染时，往往是要对视频或者相机画面做滤镜处理的，如图：
如果我们要用flutter定义的消息通道机制来实现这个功能，就需要将摄像头采集的每一帧图片都要从原生传递到flutter中，这样做代价将会非常大，因为将图像或视频数据通过消息通道实时传输必然会引起内存和CPU的巨大消耗。为此，flutter提供了两种机制实现这一功能：
- PlatformView
- Texture Widget
PlatformView实质上是将原有的NativeView嵌入到Flutter中显示，虽然使用和移植很简单，但并不是性能最优的做法。
而Texture Widget是flutter提供的另一种机制，可以将native纹理共享给flutter进行渲染。但由于native纹理与flutter是两个OpenGL Context，如果直接使用的话，需要经过GPU -> CPU -> GPU的转换开销，这对于实时视频渲染是很难令人接受的。
所以解决方案就是共享纹理。
2 实现原理
在上篇文章谈一谈Android上的SurfaceTexture中，我们可以知道共享纹理有两种实现：
- ShareContext
- 共享内存
这两种方式均能实现共享纹理。
这里假设要共享纹理的是两个OpenGL环境A与B，A是自己的OpenGL环境，B是第三方的OpenGL环境。
当然A与B都是自己的OpenGL框架也可以。不过在实际开发中，B往往是第三方的OpenGL框架，不然干嘛要用共享纹理呢，直接在一个环境中开发就行了?
ShareContext比较适合A与B有大量交互的场景，方便互相使用，但由于共享了EGLContext，对B的侵入较多，很容易对B造成影响。
共享内存并不会侵入B原有的渲染环境，但有大量需要共享的场景时，就不够灵活了，对于OpenGL，共享内存通过EGLImageKHR来使用，在Android上，最简单的使用方式就是通过SurfaceTexture，具体原理不再说明，请看上篇文章。
2.1 性能
由于显卡驱动在实现ShareContext时，往往最终是通过地址映射与共享内存实现的，所以这两种方式其实性能上差别并不明显，基本一致。
2.2 应用
共享纹理在需要接入第三方渲染框架时是非常有用的。
比如在做滤镜开发中，有时要接入第三方的游戏引擎来渲染3D效果。
当接入Unity游戏引擎时，由于Unity是闭源的，并且只有SurfaceTexture的接口，所以只能使用共享内存实现。
而像开源的cocos2d，filament，gameplay等游戏引擎，这两种方式都可以使用，看应用场景即可。
3 闲鱼技术方案
在我调研flutter外接纹理的实现时，注意到阿里闲鱼团队的一篇文章：
文章地址：https://juejin.im/post/6844903662548942855
闲鱼的技术方案实质上是使用了第一种方式，ShareContext实现共享纹理。
EGL的ShareContext在苹果的EAGL框架中叫ShareGroup，实质是一个作用
由于flutter的engine并没有提供这种接口，所以他们需要修改engine的源代码，将两个OpenGL环境打通。确实这种方案能解决问题，但其实这种场景下，并没有大量交互的场景，只需要共享一个纹理就可以。
而这种方案将flutter的渲染环境直接暴露给外部，且不说以后升级flutter版本时痛苦的Merge过程，就是写代码时也大大增加了出bug的几率，一不小心就会误操作flutter渲染环境，给团队埋下了巨大的技术坑。
另外从性能上也并不会比共享内存更好，所以这是一种错误的姿势，在我看来，除了KPI这点，只会白白的增加工作量。
4 具体实现
由上面可以知道，flutter外接纹理的正确实现方式应该是使用共享内存，由于这里只涉及到OpenGL，因此在安卓这里就是使用SurfaceTexture的方式。
事实上，这也是官方所推荐的方式，官方也提供了SurfaceTexture相关的接口。
我这里写了一个Demo放在了github上，
地址是：https://github.com/KaelMa/external_plugin
4.1 流程图
4.2 关键代码
dart调用端
这里textureId的内容是native端传过来的
@override
Widget build(BuildContext context) {
return Container(
width: widget.width.toDouble(),
height: widget.height.toDouble(),
child: _externalPlugin.isInitialized
? Texture(textureId: _externalPlugin.textureId)
: Container(color: Colors.blue)
);
}android端
创建SurfaceTexture
override fun onMethodCall(@NonNull call: MethodCall, @NonNull result: Result) {
val arguments = call.arguments<Map<String,Int>>()
when (call.method) {
"create" -> {
val width = arguments["width"]
val height = arguments["height"]
// 调用flutter的接口，创建surfacetexture
surfaceEntry = textureRegistry.createSurfaceTexture()
val surfaceTexture = surfaceEntry.surfaceTexture().apply {
setDefaultBufferSize(width!!, height!!)
}
externalGLThread = ExternalGLThread(surfaceTexture, SimpleRenderer())
externalGLThread.start()
result.success(surfaceEntry.id())
}
"dispose" -> {
externalGLThread.dispose()
surfaceEntry.release()
}
else -> result.notImplemented()
}
}使用SurfaceTexture创建native端的EglContext
val eglConfig = chooseEglConfig()
val eglContext = createContext(egl, eglDisplay, eglConfig)
// 这里使用flutter框架创建的surfaceTexture创建windowSurface
val eglSurface = egl!!.eglCreateWindowSurface(eglDisplay, eglConfig, surfaceTexture, null)4.3 效果示意图
这个Demo中间的矩形是用native端的OpenGL绘制的，并且每秒变化2次颜色。
5 结语
这篇文章主要介绍了flutter外接纹理的正确姿势，这也是SurfaceTexture诸多应用中的一种。
按照这种外接纹理的方式，我们就可以使用flutter进行实时音视频开发，利用flutter跨平台的能力提高生产力，并将性能损失降到最小。