使用OpenGL在Android中进行动态图形绘制

Question

我想绘制来自蓝牙设备的实时数据。我有一个蓝牙设备，手机将连接并读取来自其的数据。该数据是一些传感器的电压水平，并具有每秒300个样本的采样率。大多数绘图库（如aiChart、Androidplot、achartengine等）都无法处理这么多的数据和重新绘制图形。因此，我研究了openGL和Android NDK，似乎可以使用其中之一来绘制具有我要求的采样率的图形。是否有人有在android / Java中绘制openGL线条图的示例代码和/或NDK代码示例？

- JPM

Answer 1

我们可以通过创建一个带有多个页面的点数组类，并在OpenGL中使用偏移量绘制来实现类似的功能，以便当前点始终处于相同位置。

这个想法是使用固定大小的数组和单独的计数器，以避免出现内存分配问题，从而导致垃圾回收启动。一旦一页已满，就循环到下一页并显示旧的一页。如果你有5页，你可以向其中一张写入数据，将另外3页显示出来，并将最后一张批量写入SD卡上的SQLite数据库中的另一个线程中，以便稍后可以将所有数据提取出来。

只要你只有一个线程写入数组，你就可以轻松地完成类似的操作。

arrayPoint[] p;
....
int currentPos = 0;
arrayPoint current = p[currentPos];

..... 
while(....

if(current.end < current.max)
{
      .... get datax and datay
     current.end++;
     current.x[current.end] = datax;
     current.y[current.end] = datay;
}
else
{
     currentPos = getNextPos();
     current = p[currentPos];
     current.end = -1; // truncate the array without actually freeing or allocating mem
     ..... flip volatile bool to let other thread know its ok to get exclusive access to its data etc      
}

这个工具非常快，并且可以满足您的需求。您可以在画布上输出为一个点，或者在OpenGL ES中进行绘制。

希望对您有所帮助。

- Kactus

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你的想法很有道理，关于写入5页数据...实际上最后一页可以被抛到一个侧面的进程/线程中去写入SD卡。虽然你的代码方法我不会采用，因为那似乎太慢了。由于数据可能是可变大小和速率，并且在你有10个新数据点时推送一个数组并重新索引会非常慢。这就是为什么如果我们谈论的是Java代码，我会使用LinkedLists。 - JPM

你的OpenGL代码中有一个问题，你是用Android/Java还是C/NDK编写的？ - JPM

嗨，JPM。我选择静态数组的原因是为了避免gc成为我的主要瓶颈。我从个人经验中发现，动态类会创建成千上万个对象，这会杀死保持快速数据流畅的任何机会。使用带有索引到末尾的静态数组意味着只需一次操作即可将其重置（通过将end设置为-1），并且随着添加而覆盖数据。玩一下DDMS，您可以跟踪您正在创建对象的位置。我用Android Java写了所有内容，一旦去除了GC，它就足够快了。 - Kactus

我应该提到，设备处理opengl的能力因设备而异，但您可以通过减少重复调用来进行优化。例如，每帧一组启用，然后执行所有的翻译和DrawElements，最后一组禁用。不要绑定更多的内容。如果您的数据集比较小，那么您需要测试是否最好为每个数据集绘制点，还是重新创建一个页面的顶点缓冲区，但在我的案例中，我使用了单个点与翻译。再次使用DDMS进行方法分析，看看您在哪里可以获得收益。 - Kactus

我对OpenGL还很陌生，不太明白你在说什么，但我相信你。我只是想找出实时数据动态折线图绘制的最佳方法。 - JPM

这种数组回收（可以这么说）似乎是一个很好的想法，可以保护免受GC暂停的影响。我在类似数据速率的FFT中使用了类似的方法，它起作用了。总之，首先优化您的对象创建，然后再进行绘制调用优化。第一步会让它工作，第二步只会让它更快。 - Igor Čordaš