SkCanvas Overview

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承接上文，SkCanvas是Skia的绘图上下文。它知道将图形往哪里进行绘制（例如，指向用于离屏渲染的像素），并维护矩阵和裁剪操作。但是请注意，与其他API（如postscript，cairo或awt）中的类似上下文不同，Skia不在上下文中存储任何其他图形属性（例如颜色，画笔大小）。而是在每个draw call中通过SkPaint明确指定这些。

SkCanvas的作用：

指向要绘制的实际像素
维护matrices （矩阵）和 clips（裁剪）等操作的栈

Detailed Description

SkCanvas提供了一个绘图接口，以及如何剪切和变换图形。

SkCanvas的状态

SkCanvas和SkPaint共同提供了在 SkSurface 或 SkBaseDevice 上绘制时所需要的状态。

SkCanvas 中的draw calls 会使用SkPaint提供的绘图状态，如颜色，SkTypeface，文字大小，笔划宽度，SkShader等进行绘制。

SkCanvas自身只包含了SkMatrix和clip参数的堆栈。

每个SkCanvas 中的draw calls 通过堆栈中所有SkMatrix值的串联来变换对象的几何形状，通过堆栈中所有裁剪区域的交集来裁剪变换后的几何图形。

Backend

前文提到，SkCanvas可以绘制到指定的像素上。给SkCanvas提供这种能力的是基于不同backends的 SkSurface 。

我们在创建 SkCanvas时，首先要先创建raster surface 或者 GPU surface，通过 SkSurface`生成 SkCanvas，从而得到绘制的接口。

不同的 SkSurface生成的 SkCanvas的差别很大：

raster surface 生成的 SkCanvas 会绘制到由CPU可见的内存中。
GPU surface 生成的 SkCanvas 会通过OpenGL 或者Vulkan 使用GPU进行绘制。

Skia提供的backends可以分为：

Raster - CPU-only.
GPU - Skia's GPU-accelerated backend.
SkPDF - PDF document creation.
SkPicture - Skia's display list format.
NullCanvas - Useful for testing only.
SkXPS - Experimental XPS backend.
SkSVG - Experimental SVG backend.

每个 backend 都有创建 SkCanvas 的独特方法。

Raster

Raster 会绘制到一块内存中。这个内存可以由 Skia 和 Client访问，对CPU可见。所有绘制操作都是由CPU完成。

创建 Raster 类型 SkCanvas 的方法是：

内存由Skia进行管理

创建 SkSurface 时，由Skia自己分配和管理内存

#include "SkData.h"
#include "SkImage.h"
#include "SkStream.h"
#include "SkSurface.h"
void raster(int width, int height,
            void (*draw)(SkCanvas*),
            const char* path) {
    sk_sp<SkSurface> rasterSurface =
            SkSurface::MakeRasterN32Premul(width, height);
    SkCanvas* rasterCanvas = rasterSurface->getCanvas();
    draw(rasterCanvas);
    sk_sp<SkImage> img(rasterSurface->makeImageSnapshot());
    if (!img) { return; }
    sk_sp<SkData> png(img->encode());
    if (!png) { return; }
    SkFILEWStream out(path);
    (void)out.write(png->data(), png->size());
}

内存由Client进行管理

创建SkSurface 时，显式的指明内存。

#include <vector>
#include "SkSurface.h"
std::vector<char> raster_direct(int width, int height,
                                void (*draw)(SkCanvas*)) {
    SkImageInfo info = SkImageInfo::MakeN32Premul(width, height);
    size_t rowBytes = info.minRowBytes();
    size_t size = info.getSafeSize(rowBytes);
    std::vector<char> pixelMemory(size);  // allocate memory
    sk_sp<SkSurface> surface =
            SkSurface::MakeRasterDirect(
                    info, &pixelMemory[0], rowBytes);
    SkCanvas* canvas = surface->getCanvas();
    draw(canvas);
    return pixelMemory;
}

GPU

GPU Surfaces 必须有一个 GrContext 对象用来管理GPU context （上下文）和纹理与字体相关的缓存。GrContext 跟OpenGL的上下文或者Vulkan device 一一对应。因此，所有使用相同 OpenGL 上下文或者Vulkan device的 SkSurface 共享一个 GrContext 。

Skia不会帮你创建 OpenGL context 或者 Vulkan device 。在使用OpenGL的时候，需要client自己保证当前的OpenGL上下文已经跟当前线程绑定。

#include "GrContext.h"
#include "gl/GrGLInterface.h"
#include "SkData.h"
#include "SkImage.h"
#include "SkStream.h"
#include "SkSurface.h"

void gl_example(int width, int height, void (*draw)(SkCanvas*), const char* path) {
    // You've already created your OpenGL context and bound it.
    const GrGLInterface* interface = nullptr;
    // Leaving interface as null makes Skia extract pointers to OpenGL functions for the current
    // context in a platform-specific way. Alternatively, you may create your own GrGLInterface and
    // initialize it however you like to attach to an alternate OpenGL implementation or intercept
    // Skia's OpenGL calls.
    sk_sp<GrContext> context = GrContext::MakeGL(interface);
    SkImageInfo info = SkImageInfo:: MakeN32Premul(width, height);
    sk_sp<SkSurface> gpuSurface(
            SkSurface::MakeRenderTarget(context, SkBudgeted::kNo, info));
    if (!gpuSurface) {
        SkDebugf("SkSurface::MakeRenderTarget returned null\n");
        return;
    }
    SkCanvas* gpuCanvas = gpuSurface->getCanvas();
    draw(gpuCanvas);
    sk_sp<SkImage> img(gpuSurface->makeImageSnapshot());
    if (!img) { return; }
    sk_sp<SkData> png(img->encode());
    if (!png) { return; }
    SkFILEWStream out(path);
    (void)out.write(png->data(), png->size());
}

SkPicture

SkPicture backend 使用 SkPictureRecorder 而不是 SkSurface 。

#include "SkPictureRecorder.h"
#include "SkPicture.h"
#include "SkStream.h"
void picture(int width, int height,
             void (*draw)(SkCanvas*),
             const char* path) {
    SkPictureRecorder recorder;
    SkCanvas* recordingCanvas = recorder.beginRecording(SkIntToScalar(width),
                                                        SkIntToScalar(height));
    draw(recordingCanvas);
    sk_sp<SkPicture> picture = recorder.finishRecordingAsPicture();
    SkFILEWStream skpStream(path);
    // Open SKP files with `viewer --skps PATH_TO_SKP --slide SKP_FILE`
    picture->serialize(&skpStream);
}

参考文章：

https://api.skia.org/classSkCanvas.html#details