聽說你想寫個渲染引擎 - 繪制

大家好,我是微微笑的蝸牛器赞,??垢袱。

上一節(jié)我們講了如何確定節(jié)點布局信息,輸出了布局樹港柜。今天请契,將介紹最后一個環(huán)節(jié),繪制夏醉。內(nèi)容不多爽锥,相對也比較好理解。

附上前面幾節(jié)的鏈接畔柔,想了解的童靴可以先看看氯夷。

整體流程

整個過程如下:

  • 根據(jù)布局樹生成繪制命令列表
  • 光柵化,生成像素點信息
  • 將像素轉(zhuǎn)換為圖片
  • 顯示到屏幕

繪制命令是個啥靶擦?它描述了你該如何繪制一個圖形肠槽,比如位置大小擎淤、顏色、形狀等等秸仙。

這里嘴拢,我們只處理背景色和邊框的繪制,文字暫不涉及寂纪。所以只需支持矩形繪制席吴,知道矩形的位置大小、顏色就好捞蛋。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

繪制命令孝冒,定義為枚舉類型。暫且只支持矩形拟杉,關(guān)聯(lián)顏色和區(qū)域庄涡。

// 繪制命令,目前只支持顏色繪制
enum DisplayCommand {
    case SolidColor(Color, Rect)
}

畫布搬设,用來保存像素信息穴店。

// 畫布
struct Canvas {
    var width: Int
    var height: Int
    
    // 像素點,argb
    var pixels: [Color]
}

生成繪制命令

背景

背景的繪制命令比較好生成拿穴。從節(jié)點樣式表中取出背景色 background泣洞,再計算出背景區(qū)域就好。

背景區(qū)域包括「內(nèi)容區(qū)+內(nèi)邊距+邊框」默色。

image

代碼如下:

// 繪制背景
func renderBackground(list: inout [DisplayCommand], layoutBox: LayoutBox) {
    // 獲取背景色
    if let color = getColor(layoutBox: layoutBox, name: "background") {
        
        // 背景包括 padding + border + content
        let displayCommand = DisplayCommand.SolidColor(color, layoutBox.dimensions.borderBox())
        
        list.append(displayCommand)
    }
}

邊框

同樣球凰,首先從樣式表中取出邊框顏色 border-color

另外腿宰,邊框分為上下左右四個矩形區(qū)域呕诉,需分別計算出來。如下所示:

image

繪制命令的生成跟背景色差不多吃度,只是注意下矩形區(qū)域的計算甩挫。

總繪制列表

遞歸遍歷布局樹,將每個節(jié)點的繪制命令加入到數(shù)組规肴,即可得到總繪制命令列表捶闸。

// 生成總體繪制列表
func buildDisplayList(layoutRoot: LayoutBox) -> [DisplayCommand] {
    var list: [DisplayCommand] = []
    
    renderLayoutBox(list: &list, layoutBox: layoutRoot)
    
    return list
}

func renderLayoutBox(list: inout [DisplayCommand], layoutBox: LayoutBox) {
    // 繪制背景
    renderBackground(list: &list, layoutBox: layoutBox)
    
    // 繪制邊框
    renderBorder(list: &list, layoutBox: layoutBox)

    // 遍歷子節(jié)點夜畴,遞歸生成命令
    for child in layoutBox.children {
        renderLayoutBox(list: &list, layoutBox: child)
    }
}

光柵化

將繪制命令轉(zhuǎn)換為像素信息拖刃。

繪制命令中包含顏色和區(qū)域,將該區(qū)域中每個點的色值寫入像素數(shù)組就好贪绘。

// 生成像素點
mutating func genPixel(color: Color, rect: Rect) {
    // 將 rect 范圍內(nèi)的點填充為 color兑牡,不能超過畫布大小
        // clamp 主要是用于限制范圍
    let x0 = Int(rect.x.clamp(min: 0, max: Float(self.width)))
    let y0 = Int(rect.y.clamp(min: 0, max: Float(self.height)))

    let x1 = Int((rect.x + rect.width).clamp(min: 0, max: Float(self.width)))
    let y1 = Int((rect.y + rect.height).clamp(min: 0, max: Float(self.height)))
    
    // 遍歷所有點,橫向一行行填充
    for y in y0...y1  {
        for x in x0...x1 {
            let index = y * width + x
            pixels[index] = color
        }
    }
}

生成圖片

得到像素信息數(shù)組后税灌,使用 CoreGraphics 的 api 生成圖片均函。注意 color 的順序是 argb亿虽。

func imageFromARGB32Bitmap(pixels: [Color], width: Int, height: Int) -> UIImage? {
        guard width > 0 && height > 0 else { return nil }
        guard pixels.count == width * height else { return nil }

        let rgbColorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB()
        let bitmapInfo = CGBitmapInfo(rawValue: CGImageAlphaInfo.premultipliedFirst.rawValue)
        let bitsPerComponent = 8
        let bitsPerPixel = 32

        var data = pixels // Copy to mutable []
        guard let providerRef = CGDataProvider(data: NSData(bytes: &data,
                                length: data.count * MemoryLayout<PixelData>.size)
            )
            else { return nil }

        guard let cgim = CGImage(
            width: width,
            height: height,
            bitsPerComponent: bitsPerComponent,
            bitsPerPixel: bitsPerPixel,
            bytesPerRow: width * MemoryLayout<PixelData>.size,
            space: rgbColorSpace,
            bitmapInfo: bitmapInfo,
            provider: providerRef,
            decode: nil,
            shouldInterpolate: true,
            intent: .defaultIntent
            )
            else { return nil }

        return UIImage(cgImage: cgim)
    }

顯示

這步只需創(chuàng)建一個 ImageView 將 image 顯示出來。

測試數(shù)據(jù)

測試數(shù)據(jù)在工程目錄下的 Example 下面苞也,test.html 和 test.css洛勉。

效果如下圖所示:

image

完整代碼可點此查看:https://github.com/silan-liu/tiny-web-render-engine-swift

總結(jié)

這一節(jié)主要介紹了繪制的相關(guān)操作如迟,重點在于將布局信息生成繪制列表收毫,然后進行光柵化,轉(zhuǎn)換為像素點的過程殷勘。

至此此再,「聽說你想寫個渲染引擎」系列已全部完結(jié),感謝您的閱讀~

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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