GCanvas 渲染引擎介绍

用户7293182

发布于 2022-01-20 14:16:01

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文章被收录于专栏：jQuery每日经典

GCanvas 提供了一套类似于 H5 Canvas 标准的 JavaScript API。基于这套 API 可以方便的去做图形绘制、动画渲染等，开发的体验与 H5 Canvas 是完全一样的。

GCanvas 介绍

GCanvas发展经历了两个阶段。

第一阶段，2014 年中到 2015 年底，解决 Android 平台 WebView Canvas 渲染性能差的问题。
第二阶段，2016 年 11 月到现在，为前端提供 Native 图形绘制能力。

用一句话来概括 GCanvas，即遵循 W3C 标准，移动端的跨平台的高性能图形渲染引擎。可以从三个方面来解释。

遵循 W3C 标准 GCanvas 提供了一套类似于 H5 Canvas 标准的 JavaScript API，开发人员基于这套 API 可以方便的去做图形绘制、动画渲染等。开发的体验与 H5 Canvas 是完全一样的。
跨平台 GCanvas 的内核基于 OpenGL ES，用 C++ 实现了一套用于描述 Canvas 标准 API 的接口实现。我们将其称为渲染引擎内核。并通过交叉编译，使得可以适配 Android、iOS 这两大主流移动平台，因而具有跨平台的特性。
高性能 早期移动平台上 H5 Canvas 去做一些复杂的动画或游戏，在 WebView 上的体验非常差。主要原因是 WebView 对 GPU 硬件加速的支持差。高性能则是充分利用了 GPU 硬件的渲染能力，主要体现两个方面：
- 对于 Android 3.0 以前的系统，Android 的渲染管线是不支持硬件加速的，WebView 中的 Canvas 不能获得 GPU 的图形渲染能力的支持。对于这类系统，通过 GCanvas 可以获得更底层的 OpenGL ES 的硬件加速能力提高渲染效率。
- 链路上来看，缩短了调用路径，提高了渲染性能。使用了 GCanvas 则不需要经过 WebView 内部的复杂逻辑处理和图层树渲染，而是让 JavaScript 通过桥接方式直接调用渲染引擎内核（OpenGL ES）。

GCanvas 组成

如上图所示 GCanvas 由三层组成 JavaScript 层、插件层、核心渲染库。

JavaScript 层 JavaScript 提供对外统一的 API，支持 Canvas 2D 和 WebGL 的功能接口。接口支持情况请参考 API 覆盖。
插件层插件层核心包含三部分。
- Bridge 桥接 JavaScript 到 Native 的桥接，比较主流的方式 JSBridge 和 JSBinding。JSBridge 实现方式，如 Cordva、WebviewJavascriptBridge 等。还可以用 JSBinding 方式来实现，如 V8、JavascriptCore 等。实际的应用场景中这两种桥接方式都有支持。
- 通用插件通用插件包含了通用插件接口与实现、GCanvas 的管理、渲染命令队列管理、纹理缓存等。支持不同类型桥接方式下的扩展。
- 系统适配系统适配涉及 Android 和 iOS 对 OpenGL ES 实现的差异，网络图片下载，字体渲染等方面。
核心渲染库核心渲染库包括对外统一的接口，以及 Contex2D 和 WebGL 模块，底层则是对 OpenGL ES API 等分装。

GCanvas 流程

上图是 JavaScript 层渲染核心库的概要流程，关键的两个流程是初始化和渲染。

初始化初始化，JavaSript 层获取配置判断运行环境，通过桥接层，插件层完成视图和 GCanvas 的创建。进一步完成对 OpenGL 环境的初始化。
渲染渲染，JavaScript 层将所有的API调用托管，并且转换成自定义的命令格式（命令类型 + 参数的组合）。渲染触发则由 JavaScript 定时器触发或者手动触发的方式，将这些命令下发到渲染核心库执行。

以 Weex 为例, 绘制图形和图片的测试代码如下。

<template>
	<div ref="test">
		<gcanvas ref="canvas_holder" style="width:750; height:750; background-color:rgba(0, 0, 0, 0.1)"></gcanvas>
	</div>
</template>
<script>
	var GCanvas=require('weex-gcanvas');
	var Image=require('weex-gcanvas/gcanvasimage');
	
	module.exports = {
		mounted: function () {
		  
		  //1、初始化 GCanvas
			var ref = this.$refs.canvas_holder;
			var gcanvas = GCanvas.start(ref);
			var ctx = gcanvas.getContext('2d');
			
			//2、执行渲染操作
			//rect
			ctx.fillStyle = 'red';
			ctx.fillRect(0, 0, 100, 100);

			//rect
			ctx.fillStyle = 'black';
			ctx.fillRect(100, 100, 100, 100);
			ctx.fillRect(25, 210, 700, 5);

			//circle
			ctx.arc(450, 200, 100, 0, Math.PI * 2, true);
			ctx.fill();

			//drawImage
			var image = new Image();
			image.onload = function(){
				ctx.drawImage(image, 100, 330);
				ctx.drawImage(image, 100+300, 330, 225, 75);
			}
			image.src = 'https://www.khronos.org/assets/uploads/ceimg/made/assets/uploads/apis/OpenGL-ES_100px_May16_225_75.png';
		}
	};
</script>

通过 Weex Playground 运行结果如下