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Android NDKを使う(アプリの高速化) の項目において、NDKのセットアップとサンプルの実行方法を紹介しました。

今回は、実際にNDKを使用する手法を紹介します。

Sampleとして作成するのは、用意した画像データからRedの色データを消去するものです。

1ピクセル毎に処理が必要になるため、Nativeで処理を行うことで高速化を狙っています。

＃画像データは初期データと処理後データを見比べた物

詳細な実装方法は続きをご覧ください。

NDKを使用する時に必要なこと

• JNIフォルダの追加
• Application.mk   Android.mk  (ヘッダファイル）の追加
• NativeSourceの追加
• JavaSourceでのStaticLibraryの呼び出し

以上の4点が必要です。

追加するファイルの場所等は以下、今回のプロジェクト構成を参考にしてください。

Android.mkとApplication.mk

Android.mkとApplication.mkを作成します。

これらは一から作成するよりは、既存のサンプルプロジェクトからコピーしてくるのがよいと思います。

＃今回は ndk/samples/native_activity/jni/ からコピーし作成しました。

コピーしてきたものを修正します。

Android.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := native_sample
LOCAL_SRC_FILES := native_sample.c

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

LOCAL_SRC_FILESにはソースコードを指定、LOCAL_MODULEにはモジュール名(任意)を指定します。

Application.mk

APP_PLATFORM := android-8

同じ様に、赤字が修正箇所です。

Androidのプラットフォームバージョンを指定します。

＃今回はAndoid-8(ver 2.2) 向けに作成

Java側のソースコードの記述

先にJavaソースコードにおいて、native-Methodを記述することで

ヘッダファイルをコマンドから作成することができます。
まず、以下の様にLibraryの呼び出し部分を記述します。
ここで引数に渡す値は、LOCAL_MODULEに指定した値と同じにしておきます。

public class Main extends Activity {
   static {
        System.loadLibrary("native_sample");
   }
    ......

次に、native-Methodを記載します。
今回は、bitmapのピクセルデータをNativeへ受け渡すため、int-arrayを引数に持っています。

    public native void nativeBinarization(int[] pixels, int x, int y);

最後に、Methodの呼び出し部分を記載します。
本サンプルでの流れは、 リソースから取得したBitmapオブジェクトを複製し、（AndroidはデフォルトではRGB_565を使用しています）
ピクセル毎のintデータを作成、Native-Methodへ受け渡します。
その後、初期データと改変後データを並べて表示しています。

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    ......
        Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.sample);
        Bitmap subbmp = bmp.copy(Bitmap.Config.RGB_565, true);

        int width = subbmp.getWidth();
        int height = subbmp.getHeight();

        int pixels[] = new int[width * height];
        int cnt = 0;
        subbmp.getPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height);

        nativeBinarization(pixels,subbmp.getWidth(),subbmp.getHeight());
        subbmp.setPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height);
        LinearLayout llayout = (LinearLayout)findViewById(R.id.llayout);

        ImageView binarizeBmp = new ImageView(this);
        binarizeBmp.setImageBitmap(subbmp);
        ImageView normalBmp = new ImageView(this);
        normalBmp.setImageBitmap(bmp);

        llayout.addView(normalBmp);
        llayout.addView(binarizeBmp);

    }

ヘッダファイルの作成

ヘッダファイルの作成を行います。

＃win環境では、cygwinを用いて下さい。

＃また、javah に対してPATHを通す必要があるかもしれません。

プロジェクトのトップディレクトリ（Eclipse-workspace/<Project名>/)

において、以下コマンドを実行することで、ヘッダを作成することができます。

$ javah -classpath bin -o jni/<header名.h> org.jpn.techbooster.sample.nativesample2.Main

変更が必要な部分はheader名と、最後の引数です。

org.jpn.techbooster.sample.nativesample2.Main は、

org.jpn.techbooster.sample.nativesample パッケージの Main クラスにあるNative-Methodを探しに行ってね！

という意味合いです。

これで、jniフォルダにヘッダが作成されています。

NativeCodeを記述する

最後に、Native部分を実装します。

まず、Android.mkにおいて LOCAL_SRC_FILES に記載したファイルを作成します。

内部のソースコードは以下の通りです。

まずは、関数の書き出しまで、

#include <jni.h>
#include <android/log.h>
#include "native_sample.h"

JNIEXPORT void JNICALL Java_org_jpn_techbooster_sample_nativesample2_Main_nativeBinarization
(JNIEnv *env, jobject thiz, jintArray colors, jint w, jint h)
{

jniヘッダは必ずincludeする必要があります。
関数の名称ですが、作成したヘッダファイルからコピーし、作成します。
＃また、自作した引数の他に２つ引数が増えていますが、JNIの仕様だと思ってください。
＃詳しくはJNIについて調べると良いです。

続いて処理の部分について、

 int r, g, b;
 int cnt;
 jint* bmpColors = (*env)->GetIntArrayElements(env,colors,0);

 for(cnt=0; cnt < (w * h); cnt++){
 /* rgb 抽出 */
 r = (bmpColors[cnt] & 0x0000F800) >> 11;
 g = (bmpColors[cnt] & 0x000007E0) >> 5;
 b = (bmpColors[cnt] & 0x0000001F);

 /* 色データ組み換え */
 bmpColors[cnt] = (r<<11) | (g << 5) | b;

 }
 (*env)->ReleaseIntArrayElements(env, colors, bmpColors, 0);

}

以下二行に関しては、JNIでの特殊な書き方になります。 対になっており、cでのmalloc-freeと同様に、使用後は必ずReleaseするようにします。

<pre>jint* bmpColors = (*env)->GetIntArrayElements(env,colors,0);
<pre>(*env)->ReleaseIntArrayElements(env, colors, bmpColors, 0);

残りの部分はRGB_565に則り、各色のデータを取得し、
Redデータのみを返さない様な形で実装しています。

NativeCodeをコンパイルする

</div>
<div>$ndk-build</div>
<div>