一文详细了解OpenHarmony新图形框架

原标题：新的图形框架可以带来什么？ 揭秘OpenHarmony新图形框架

3月30日，OpenHarmony v3.1 Release版本正式发布了。此版本为大家带来了全新的图形框架，实现了UI框架显示、多窗口、流畅动画等基础能力，夯实了OpenHarmony系统能力基座。下面就带大家详细了解新图形框架。

一、完整能力视图

新图形框架的能力在持续构建中，图1展示了新图形框架当前及未来提供的完整能力视图。

图1 OpenHarmony图形完整能力视图

按照分层抽象和轻模块化的架构设计原则，新图形框架分为接口层、架构层和引擎层。各层级说明如下：

● 接口层：提供图形NDK（native development kit，原生开发包）能力，包括OpenGL ES、Native Drawing等绘制接口能力。

● 框架层：由Render Service、Animation、Effect、Drawing、显示与内存管理等核心模块组成。框架层各模块说明如下：

● 引擎层：包括2D图形库和3D图形引擎两个模块。2D图形库提供2D图形绘制底层API，支持图形绘制与文本绘制底层能力。3D图形引擎能力尚在构建中。

二、新图形框架的亮点

经过上一节介绍，我们对新图形框架的完整能力有了基本的了解。那么，新图形框架有什么亮点呢？

新图形框架在渲染、动画流畅性、接口方面重点发力：

（1）渲染方面

通常来讲，UI界面显示分为两个部分：一是描述的UI元素在应用内部显示，二是多个应用的界面在屏幕上同时显示。对此，新图形框架从功能上做了相应的设计：控件级渲染和窗口级渲染。“控件级渲染”重点考虑如何跟UI框架前端进行对接，需要将ArkUI框架的控件描述转换成绘制指令，并提供对应的节点管理以及渲染能力。而“窗口级渲染”重点考虑如何将多个应用合成显示到同一个屏幕上。

（2）动画流畅性方面

我们深挖动画处理流程中的各个环节，对新图形框架进行了新的动画实现设计，提升动画的流畅性体验。

（3）接口方面

新图形框架在接口层提供了更丰富的接口能力。

下面为大家一一详细介绍新图形框架的亮点特性。

1. 控件级渲染

新图形框架实现了基于RenderService（简称RS）的控件级渲染功能，如图2所示。

图2 控件级渲染

控件级渲染功能具有以下特点：

● 支持GPU渲染，提升渲染性能。

● 动画逻辑从主线程中剥离，提供独立的步进驱动机制。

● 将渲染节点属性化，属性与内容分离。

2. 窗口级渲染

新图形框架实现了基于RenderService的窗口级渲染功能，如图3所示。

图3 窗口级渲染

窗口级渲染功能具有以下特点：

● 取代Weston合成框架，实现RS新合成框架。

● 支持硬件VSync/软件Vsync。

● 支持基于NativeWindow接入EGL/GLES的能力。

● 更灵活的合成方式，支持硬件在线合成/CPU合成/混合合成（GPU合成即将上线）。

● 支持多媒体图层在线overlay。

3. 更流畅的动画体验

动画流畅性是一项很基本、也很关键的特性，直接影响用户体验。为了提升动画的流畅性体验，我们深挖动画处理流程中的各个环节，对新图形框架进行了新的动画实现设计。

如图4所示，传统动画的实现流程如下：

（1） 应用创建动画，设置动画参数。

（2） 每帧回调，修改控件参数，重新测量、布局、绘制。

（3） 内容渲染。

图4 传统动画实现

经过深入分析，我们发现传统动画实现存在以下缺点：

（1）UI与动画一起执行，UI的业务阻塞会影响动画的执行，导致动画卡顿。

（2）每帧回调修改控件属性，会触发测量布局录制，导致耗时增加。

针对以上两点缺陷，我们对新图形框架进行了新的动画实现设计，如图5所示。

图5 新框架的动画实现

（1）动画与UI分离。

动画在渲染线程步进，与UI业务线程分离。

（2）动画仅测量、布局、绘制一次，降低动画负载。

通过计算最终界面属性值，对有改变的控件添加动画，动画过程中不测量、布局、绘制，提升性能。

4. 对外提供的接口

新图形框架提供了丰富的接口：

（1）SDK：支持WebGL 1.0、WebGL 2.0，满足JS开发者的3D开发的需求。

WebGL开发指导：

https://docs.openharmony.cn/pages/zh-cn/app/%E5%BA%94%E7%94%A8%E5%BC%80%E5%8F%91%E6%96%87%E6%A1%A3/%E5%BC%80%E5%8F%91/%E5%9F%BA%E7%A1%80%E5%8A%9F%E8%83%BD%E5%BC%80%E5%8F%91/WebGL/WebGL%E5%BC%80%E5%8F%91%E6%8C%87%E5%AF%BC/#:~:text=%23-,%E7%9D%80%E8%89%B2%E5%99%A8%E7%BB%98%E5%88%B6%E5%BD%A9%E8%89%B2%E4%B8%89%E8%A7%92%E5%BD%A2,-%E6%AD%A4%E5%9C%BA%E6%99%AF%E4%B8%BA

（2）NDK：支持OpenGL ES3.X，可以通过XComponent提供的nativewindow创建EGL/OPENGL绘制环境，满足游戏引擎等开发者对3D绘图能力的需求。

图6 OpenGL ES使用示例

新图形框架还处于不断完善过程中，我们将基于新框架提供更多的能力，相信以后会给大家带来更多的惊喜，敬请期待。

审核编辑：汤梓红