OpenHarmony实战开发-如何实现自定义绘制 (XComponent)

XComponent组件作为一种绘制组件，通常用于满足开发者较为复杂的自定义绘制需求，例如相机预览流的显示和游戏画面的绘制。

其可通过指定其type字段来实现不同的功能，主要有两个"surface"和"component"字段可供选择。

对于"surface"类型，开发者可将相关数据传入XComponent单独拥有的"NativeWindow"来渲染画面。

对于"component"类型，主要用于实现动态加载显示内容的目的。

surface类型

XComponent设置为surface类型时，通常用于EGL/OpenGLES和媒体数据写入，并将其显示在XComponent组件上。

设置为"surface"类型时XComponent组件可以和其他组件一起进行布局和渲染。

同时XComponent又拥有单独的"NativeWindow"，可以为开发者在native侧提供native window用来创建EGL/OpenGLES环境，进而使用标准的OpenGL ES开发。

除此之外，媒体相关应用（视频、相机等）也可以将相关数据写入XComponent所提供的NativeWindow，从而呈现相应画面。

使用EGL/OpenGLES渲染

native侧代码开发要点

应用如果要通过js来桥接native，一般需要使用napi接口来处理js交互，XComponent同样不例外。

Native侧处理js逻辑的文件类型为so：

每个模块对应一个so
so的命名规则为 lib{模块名}.so

对于使用XComponent进行标准OpenGL ES开发的场景，CMAKELists.txt文件内容大致如下：

c 复制代码

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
project(XComponent) # 项目名称

set(NATIVERENDER_ROOT_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})
# 头文件查找路径
include_directories(${NATIVERENDER_ROOT_PATH}
                    ${NATIVERENDER_ROOT_PATH}/include
                    )

# 编译目标so，SHARED表示动态库
add_library(nativerender SHARED
            xxx.cpp
            )

# 查找相关库 (包括OpenGL ES相关库和XComponent提供的ndk接口)
find_library( EGL-lib
              EGL )

find_library( GLES-lib
              GLESv3 )

find_library( libace-lib
              ace_ndk.z )

# 编译so所需要的依赖
target_link_libraries(nativerender PUBLIC ${EGL-lib} ${GLES-lib} ${libace-lib} libace_napi.z.so libc++.a)
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
project(XComponent) # 项目名称

set(NATIVERENDER_ROOT_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})
# 头文件查找路径
include_directories(${NATIVERENDER_ROOT_PATH}
                    ${NATIVERENDER_ROOT_PATH}/include
                    )

# 编译目标so，SHARED表示动态库
add_library(nativerender SHARED
            xxx.cpp
            )

# 查找相关库 (包括OpenGL ES相关库和XComponent提供的ndk接口)
find_library( EGL-lib
              EGL )

find_library( GLES-lib
              GLESv3 )

find_library( libace-lib
              ace_ndk.z )

# 编译so所需要的依赖
target_link_libraries(nativerender PUBLIC ${EGL-lib} ${GLES-lib} ${libace-lib} libace_napi.z.so libc++.a)

Napi模块注册

c 复制代码

static napi_value Init(napi_env env, napi_value exports)
{
	// 定义暴露在模块上的方法
    napi_property_descriptor desc[] ={
        // 通过DECLARE_NAPI_FUNCTION宏完成方法名的映射，这里就是将native侧的PluginRender::NapiChangeColor方法映射到ets侧的changeColor方法
        DECLARE_NAPI_FUNCTION("changeColor", PluginRender::NapiChangeColor),
    };
    // 通过此接口开发者可在exports上挂载native方法（即上面的PluginRender::NapiChangeColor），exports会通过js引擎绑定到js层的一个js对象
    NAPI_CALL(env, napi_define_properties(env, exports, sizeof(desc) / sizeof(desc[0]), desc));
    return exports;
}

static napi_module nativerenderModule = {
    .nm_version = 1,
    .nm_flags = 0,
    .nm_filename = nullptr,
    .nm_register_func = Init, // 指定加载对应模块时的回调函数
    .nm_modname = "nativerender", // 指定模块名称，对于XComponent相关开发，这个名称必须和ArkTS侧XComponent中libraryname的值保持一致
    .nm_priv = ((void*)0),
    .reserved = { 0 },
};

extern "C" __attribute__((constructor)) void RegisterModule(void)
{
    // 注册so模块
    napi_module_register(&nativerenderModule);
}
c++
static napi_value Init(napi_env env, napi_value exports)
{
	// 定义暴露在模块上的方法
    napi_property_descriptor desc[] ={
        // 通过DECLARE_NAPI_FUNCTION宏完成方法名的映射，这里就是将native侧的PluginRender::NapiChangeColor方法映射到ets侧的changeColor方法
        DECLARE_NAPI_FUNCTION("changeColor", PluginRender::NapiChangeColor),
    };
    // 通过此接口开发者可在exports上挂载native方法（即上面的PluginRender::NapiChangeColor），exports会通过js引擎绑定到js层的一个js对象
    NAPI_CALL(env, napi_define_properties(env, exports, sizeof(desc) / sizeof(desc[0]), desc));
    return exports;
}

static napi_module nativerenderModule = {
    .nm_version = 1,
    .nm_flags = 0,
    .nm_filename = nullptr,
    .nm_register_func = Init, // 指定加载对应模块时的回调函数
    .nm_modname = "nativerender", // 指定模块名称，对于XComponent相关开发，这个名称必须和ArkTS侧XComponent中libraryname的值保持一致
    .nm_priv = ((void*)0),
    .reserved = { 0 },
};

extern "C" __attribute__((constructor)) void RegisterModule(void)
{
    // 注册so模块
    napi_module_register(&nativerenderModule);
}

解析XComponent组件的NativeXComponent实例

NativeXComponent为XComponent提供了在native层的实例，可作为js层和native层XComponent绑定的桥梁。XComponent所提供的的NDK接口都依赖于该实例。

可以在模块被加载时的回调内（即Napi模块注册中的Init函数）解析获得NativeXComponent实例

c 复制代码

{
    // ...
    napi_status status;
    napi_value exportInstance = nullptr;
    OH_NativeXComponent *nativeXComponent = nullptr;
    // 用来解析出被wrap了NativeXComponent指针的属性
    status = napi_get_named_property(env, exports, OH_NATIVE_XCOMPONENT_OBJ, &exportInstance);
    if (status != napi_ok) {
        return false;
    }
    // 通过napi_unwrap接口，解析出NativeXComponent的实例指针
    status = napi_unwrap(env, exportInstance, reinterpret_cast<void**>(&nativeXComponent));
    // ...
}
c++
{
    // ...
    napi_status status;
    napi_value exportInstance = nullptr;
    OH_NativeXComponent *nativeXComponent = nullptr;
    // 用来解析出被wrap了NativeXComponent指针的属性
    status = napi_get_named_property(env, exports, OH_NATIVE_XCOMPONENT_OBJ, &exportInstance);
    if (status != napi_ok) {
        return false;
    }
    // 通过napi_unwrap接口，解析出NativeXComponent的实例指针
    status = napi_unwrap(env, exportInstance, reinterpret_cast<void**>(&nativeXComponent));
    // ...
}

注册XComponent事件回调

依赖解析XComponent组件的NativeXComponent实例拿到的NativeXComponent指针，通过OH_NativeXComponent_RegisterCallback接口进行回调注册。一般的会在模块被加载时的回调内（即Napi模块注册中的Init函数）进行回调注册。

c 复制代码

{
    ...
    OH_NativeXComponent *nativeXComponent = nullptr;
    // 解析出NativeXComponent实例

    OH_NativeXComponent_Callback callback;
    callback->OnSurfaceCreated = OnSurfaceCreatedCB; // surface创建成功后触发，开发者可以从中获取native window的句柄
    callback->OnSurfaceChanged = OnSurfaceChangedCB; // surface发生变化后触发，开发者可以从中获取native window的句柄以及XComponent的变更信息
    callback->OnSurfaceDestroyed = OnSurfaceDestroyedCB; // surface销毁时触发，开发者可以在此释放资源
    callback->DispatchTouchEvent = DispatchTouchEventCB; // XComponent的touch事件回调接口，开发者可以从中获得此次touch事件的信息

    OH_NativeXComponent_RegisterCallback(nativeXComponent, callback);
    ...
}
c++
{
    ...
    OH_NativeXComponent *nativeXComponent = nullptr;
    // 解析出NativeXComponent实例

    OH_NativeXComponent_Callback callback;
    callback->OnSurfaceCreated = OnSurfaceCreatedCB; // surface创建成功后触发，开发者可以从中获取native window的句柄
    callback->OnSurfaceChanged = OnSurfaceChangedCB; // surface发生变化后触发，开发者可以从中获取native window的句柄以及XComponent的变更信息
    callback->OnSurfaceDestroyed = OnSurfaceDestroyedCB; // surface销毁时触发，开发者可以在此释放资源
    callback->DispatchTouchEvent = DispatchTouchEventCB; // XComponent的touch事件回调接口，开发者可以从中获得此次touch事件的信息

    OH_NativeXComponent_RegisterCallback(nativeXComponent, callback);
    ...
}

创建EGL/OpenGLES环境

在注册的OnSurfaceCreated回调中，开发者能拿到native window的句柄（其本质就是XComponent所单独拥有的NativeWindow），因此可以在这里创建应用自己的EGL/OpenGLES开发环境，由此开始具体渲染逻辑的开发。

c 复制代码

EGLCore* eglCore_; // EGLCore为封装了OpenGL相关接口的类
uint64_t width_;
uint64_t height_;
void OnSurfaceCreatedCB(OH_NativeXComponent* component, void* window)
{
    int32_t ret = OH_NativeXComponent_GetXComponentSize(component, window, &width_, &height_);
    if (ret === OH_NATIVEXCOMPONENT_RESULT_SUCCESS) {
        eglCore_->GLContextInit(window, width_, height_); // 初始化OpenGL环境
    }
}
c++
EGLCore* eglCore_; // EGLCore为封装了OpenGL相关接口的类
uint64_t width_;
uint64_t height_;
void OnSurfaceCreatedCB(OH_NativeXComponent* component, void* window)
{
    int32_t ret = OH_NativeXComponent_GetXComponentSize(component, window, &width_, &height_);
    if (ret === OH_NATIVEXCOMPONENT_RESULT_SUCCESS) {
        eglCore_->GLContextInit(window, width_, height_); // 初始化OpenGL环境
    }
}

ArkTS侧语法介绍

开发者在ArkTS侧使用如下代码，即可用XComponent组件进行利用EGL/OpenGLES渲染的开发。

c 复制代码

XComponent({ id: 'xcomponentId1', type: 'surface', libraryname: 'nativerender' })
  .onLoad((context) => {})
  .onDestroy(() => {})

id :与XComponent组件为一一对应关系，不建议重复。通常开发者可以在native侧通过OH_NativeXComponent_GetXComponentId接口来获取对应的id从而绑定对应的XComponent。

说明：

如果id重复，在native侧将无法对多个XComponent进行区分。

libraryname：加载模块的名称，必须与在native侧Napi模块注册时nm_modname的名字一致。

说明：

应用加载模块实现跨语言调用有两种方式：

1.使用NAPI的import方式加载：

c 复制代码

import nativerender from "libnativerender.so"

2.使用XComponent组件加载，本质也是使用了NAPI机制来加载。该加载方式和import加载方式的区别在于，在加载动态库时会将XComponent的NativeXComponent实例暴露到应用的native层中，从而让开发者可以使用XComponent的NDK接口。

onLoad事件
触发时刻：XComponent准备好surface后触发。
参数context：其上面挂载了暴露在模块上的native方法，使用方法类似于利用 import context2 from"libnativerender.so" 直接加载模块后获得的context2实例。
时序：onLoad事件的触发和Surface相关，其和native侧的OnSurfaceCreated的时序如下图：

onDestroy事件

触发时刻：XComponent组件被销毁时触发与一般ArkUI的组件销毁时机一致，其和native侧的OnSurfaceDestroyed的时序如下图：

媒体数据写入

XComponent所持有的NativeWindow符合"生产者-消费者"模型。

Camera、AVPlayer等符合生产者设计的部件都可以将数据写入XComponent持有的NativeWindow并通过XComponent显示。

开发者可通过绑定XComponentController获得对应XComponent的surfaceId（该id可以唯一确定一个surface），从而传给相应的部件接口。

c 复制代码

class suf{
  surfaceId:string = "";
  mXComponentController: XComponentController = new XComponentController();
  set(){
    this.surfaceId = this.mXComponentController.getXComponentSurfaceId()
  }
}
@State surfaceId:string = "";
mXComponentController: object = new XComponentController();
XComponent({ id: '', type: 'surface', controller: this.mXComponentController })
  .onLoad(() => {
    let sufset = new suf()
    sufset.set()
  })

component类型

XComponent设置为component类型时通常用于在XComponent内部执行非UI逻辑以实现动态加载显示内容的目的。

说明：

type为"component"时，XComponent作为容器，子组件沿垂直方向布局：

垂直方向上对齐格式：FlexAlign.Start
水平方向上对齐格式：FlexAlign.Center

不支持所有的事件响应。

布局方式更改和事件响应均可通过挂载子组件来设置。

内部所写的非UI逻辑需要封装在一个或多个函数内。

场景示例

c 复制代码

@Builder
function addText(label: string): void {
  Text(label)
    .fontSize(40)
}

@Entry
@Component
struct Index {
  @State message: string = 'Hello XComponent'
  @State messageCommon: string = 'Hello World'
  build() {
    Row() {
      Column() {
        XComponent({ id: 'xcomponentId-container', type: 'component' }) {
          addText(this.message)
          Divider()
            .margin(4)
            .strokeWidth(2)
            .color('#F1F3F5')
            .width("80%")
          Column() {
            Text(this.messageCommon)
              .fontSize(30)
          }
        }
      }
      .width('100%')
    }
    .height('100%')
  }
}