Android提高之使用NDK把彩图转换灰度图的方法

一般而言在Android上使用JAVA实现彩图转换为灰度图，与J2ME上的实现方法类似，不过遇到频繁地转换或者是大图转换时，就必须使用NDK来提高速度了。本文主要通过JAVA和NDK这两种方式来分别实现彩图转换为灰度图，并给出速度的对比，供大家参考。

先来简单地介绍一下Android的NDK使用步骤：

以NDK r4为例，或许以后新版的NDK的使用方法略有不同。
1、下载支持C++的android-ndk-r4-crystax，支持C++的话可玩性更强。

2、下载cygwin，选择ftp://mirrors.kernel.org这个镜像，搜索  Devel Install 安装 gcc 和 make 等工具；

如图所示：

在搜索框里分别搜索gcc和make，必须是 Devel Install 栏的。

3、Cygwin安装目录下，找到home/username的目录下的.bash_profile文件，打开文件在最后加上：
    NDK=/cygdrive/d:cygwin/android-ndk-r4-crystax
   export NDK
PS：假设安装在D:/cygwin/android-ndk-r4-crystax。
4、运行cygwin，通过cd命令去到NDK/samples/例子目录/，运行$NDK/ndk-build来编译该目录下的Android.mk

以下是个人习惯

5、安装Eclipse的CDT，官方下载cdt安装包，解压缩后把plugins和feagures 复制覆盖到eclipse文件夹下即可

6、去到系统属性->环境变量->Path添加"D:/cygwin/bin"（假设cygwin安装在D:下）和"D:/cygwin/android-ndk-r4-crystax"，重启计算机，然后就可以在Eclipse里面建立基于cygwin的C/C++工程了，先通过这一步来验证NDK的程序能够编译成功，然后再通过第4步来生成SO文件。

接下来看看本文程序运行的效果：

从转换灰度图的耗时来说，NDK的确比JAVA所用的时间短不少。

main.xml源码如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
- <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:orientation="vertical" android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="fill_parent">
<Button android:layout_height="wrap_content" android:layout_width="fill_parent" android:id="@+id/btnJAVA" android:text="使用JAVA转换灰度图" />
<Button android:layout_height="wrap_content" android:layout_width="fill_parent" android:id="@+id/btnNDK" android:text="使用NDK转换灰度图" />
<ImageView android:id="@+id/ImageView01" android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="fill_parent" />
</LinearLayout>

主程序testToGray.java的源码如下：

package com.testToGray;
import android.app.Activity;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.Bitmap.Config;
import android.graphics.drawable.BitmapDrawable;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.ImageView;
public class testToGray extends Activity {
  /** Called when the activity is first created. */
  Button btnJAVA,btnNDK;
  ImageView imgView;
  @Override
  public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.main);
    this.setTitle("使用NDK转换灰度图---hellogv");
    btnJAVA=(Button)this.findViewById(R.id.btnJAVA);
    btnJAVA.setOnClickListener(new ClickEvent()); 

    btnNDK=(Button)this.findViewById(R.id.btnNDK);
    btnNDK.setOnClickListener(new ClickEvent());
    imgView=(ImageView)this.findViewById(R.id.ImageView01);
  }
  class ClickEvent implements View.OnClickListener{
    @Override
    public void onClick(View v) {
      if(v==btnJAVA)
      {
        long current=System.currentTimeMillis();
        Bitmap img=ConvertGrayImg(R.drawable.cat);
        long performance=System.currentTimeMillis()-current;
        //显示灰度图
        imgView.setImageBitmap(img);
        testToGray.this.setTitle("w:"+String.valueOf(img.getWidth())+",h:"+String.valueOf(img.getHeight())
            +" JAVA耗时 "+String.valueOf(performance)+" 毫秒");
      }
      else if(v==btnNDK)
      {
        long current=System.currentTimeMillis();
        //先打开图像并读取像素
        Bitmap img1=((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(R.drawable.cat)).getBitmap();
        int w=img1.getWidth(),h=img1.getHeight();
        int[] pix = new int[w * h];
        img1.getPixels(pix, 0, w, 0, 0, w, h);
        //通过ImgToGray.so把彩色像素转为灰度像素
        int[] resultInt=LibFuns.ImgToGray(pix, w, h);
        Bitmap resultImg=Bitmap.createBitmap(w, h, Config.RGB_565);
        resultImg.setPixels(resultInt, 0, w, 0, 0,w, h);
        long performance=System.currentTimeMillis()-current;
        //显示灰度图
        imgView.setImageBitmap(resultImg);
        testToGray.this.setTitle("w:"+String.valueOf(img1.getWidth())+",h:"+String.valueOf(img1.getHeight())
            +" NDK耗时 "+String.valueOf(performance)+" 毫秒");
      }
    }
  } 

  /**
   * 把资源图片转为灰度图
   * @param resID 资源ID
   * @return
   */
  public Bitmap ConvertGrayImg(int resID)
  {
    Bitmap img1=((BitmapDrawable) getResources().getDrawable(resID)).getBitmap(); 

    int w=img1.getWidth(),h=img1.getHeight();
    int[] pix = new int[w * h];
    img1.getPixels(pix, 0, w, 0, 0, w, h);
    int alpha=0xFF<<24;
    for (int i = 0; i < h; i++) {
      for (int j = 0; j < w; j++) {
        // 获得像素的颜色
        int color = pix[w * i + j];
        int red = ((color & 0x00FF0000) >> 16);
        int green = ((color & 0x0000FF00) >> 8);
        int blue = color & 0x000000FF;
        color = (red + green + blue)/3;
        color = alpha | (color << 16) | (color << 8) | color;
        pix[w * i + j] = color;
      }
    }
    Bitmap result=Bitmap.createBitmap(w, h, Config.RGB_565);
    result.setPixels(pix, 0, w, 0, 0,w, h);
    return result;
  }
}

封装NDK函数的JAVA类LibFuns.java的源码如下：

package com.testToGray;
public class LibFuns {
  static {
    System.loadLibrary("ImgToGray");
  }
  /**
  * @param width the current view width
  * @param height the current view height
  */
  public static native int[] ImgToGray(int[] buf, int w, int h);
}

彩图转换为灰度图的ImgToGray.cpp源码:

#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
extern "C" {
JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_testToGray_LibFuns_ImgToGray(
    JNIEnv* env, jobject obj, jintArray buf, int w, int h);
}
;
JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_com_testToGray_LibFuns_ImgToGray(
    JNIEnv* env, jobject obj, jintArray buf, int w, int h) {
  jint *cbuf;
  cbuf = env->GetIntArrayElements(buf, false);
  if (cbuf == NULL) {
    return 0; /* exception occurred */
  }
  int alpha = 0xFF << 24;
  for (int i = 0; i < h; i++) {
    for (int j = 0; j < w; j++) {
      // 获得像素的颜色
      int color = cbuf[w * i + j];
      int red = ((color & 0x00FF0000) >> 16);
      int green = ((color & 0x0000FF00) >> 8);
      int blue = color & 0x000000FF;
      color = (red + green + blue) / 3;
      color = alpha | (color << 16) | (color << 8) | color;
      cbuf[w * i + j] = color;
    }
  }
  int size=w * h;
  jintArray result = env->NewIntArray(size);
  env->SetIntArrayRegion(result, 0, size, cbuf);
  env->ReleaseIntArrayElements(buf, cbuf, 0);
  return result;
}

Android.mk的源码：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE  := ImgToGray
LOCAL_SRC_FILES := ImgToGray.cpp
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

感兴趣的读者可以动手调试一下本文所述代码，相信会对大家进行Android项目开发有一定的帮助。