AndroidStudio3.0+ 配置Ndk和OpenCV4.0

我这个人喜欢没事就去招聘网站刷刷招聘信息，也不全是为了找工作，因为我个人觉得从招聘信息中，我可以了解到行业的大方向，了解现在市场上的用人单位都需要一个 程序员 具备什么样的素质和技能，程序员这个职业，一辈子都需要学习和进步，如果技术固步自封，不深入底层或者不拓展技术视野，那么成为一个 十年开发一年经验 的程序员就不远了，于是我打开了招聘网站，随便刷了刷就发现了问题。

问题就是，对于初级程序员，市面上的公司要求不多，除了BAT，基本上回写bug就行，但是如果到了一定岁数，你想找一些中高级的Android程序员的工作时，市面上的公司就会有一些特殊的需求了，这需求其实就是门槛，现在我贴几张招聘简章的截图，大家看看：

需求各式各样，但是我发现一个共同的问题，都需要NDK或者C/C++的技能，看来NDK是未来一个学习的热点和趋势，不仅音视频、各种硬件的调用、核心算法的实现以及一些照片的处理都需要用到JNI开发。

可能你会问了，我是个 Java 程序员，学这C++开发相当于跨行了，其实也对，Android都没整明白呢，就跑去弄什么NDK,但是还是那句老话，技多不压身，多学习学习接触一下肯定没坏处，最起码简单的NDK开发框架会搭建，知道一些基本的配置和用法，就算以后项目里用到了基础的配置和调试也能用得到啊。

开始搭建NDK

我用的AndroidStudio的版本是3.2.1，在创建Project时如果选中了支持C++，AndroidStudio就会自动去网上帮我们下载NDK的开发环境，具体情况可以通过File->Setting->Appearance & Behavior->System Setting ->Android SDK->SDK Tools查看，主要看的就是NDK和CMake两项是否安装：

之后就新建项目，选择C++选项：

然后选择SDK版本，这个随意：

在向导的 Customize C++ Support 部分，您可以使用下列选项自定义项目：

• C++ Standard：使用下拉列表选择您希望使用哪种 C++ 标准。选择 Toolchain Default 会使用默认的 CMake 设置。

• Exceptions Support：如果您希望启用对 C++ 异常处理的支持，请选中此复选框。如果启用此复选框，Android Studio 会将 -fexceptions 标志添加到模块级 build.gradle 文件的 cppFlags 中，Gradle 会将其传递到 CMake。

• Runtime Type Information Support：如果您希望支持 RTTI，请选中此复选框。如果启用此复选框，Android Studio 会将 -frtti 标志添加到模块级 build.gradle 文件的 cppFlags 中，Gradle 会将其传递到 CMake。

  

之后就可以看到自己项目的目录结构和平时的Android项目有所不同：

仔细观察可以发现，多了一个cpp包，而且还多了个CMakeLists.txt，打开local.properties还会发现多了个参数，其实就是ndk的指向路径：

## This file must *NOT* be checked into Version Control Systems,
# as it contains information specific to your local configuration.
#
# Location of the SDK. This is only used by Gradle.
# For customization when using a Version Control System, please read the
# header note.
#Wed Apr 03 09:21:33 CST 2019
ndk.dir=E\:\\AndroidSDK\\adt-bundle-windows-x86_64-20140321\\sdk\\ndk-bundle
sdk.dir=E\:\\AndroidSDK\\adt-bundle-windows-x86_64-20140321\\sdk
复制代码

• 在 cpp 组中，您可以找到属于项目的所有原生源文件、标头和预构建库。对于新项目，Android Studio 会创建一个示例 C++ 源文件 native-lib.cpp，并将其置于应用模块的 src/main/cpp/ 目录中。本示例代码提供了一个简单的 C++ 函数 stringFromJNI()，此函数可以返回字符串“Hello from C++”。

• 在 External Build Files 组中，您可以找到 CMake 或 ndk-build 的构建脚本。与 build.gradle 文件指示 Gradle 如何构建应用一样，CMake 和 ndk-build 需要一个构建脚本来了解如何构建您的原生库。对于新项目，Android Studio 会创建一个 CMake 构建脚本 CMakeLists.txt，并将其置于模块的根目录中。

我们来看看这个文件：

# 有关使用CMake在Android Studio的更多信息,请阅读文档:https://d.android.com/studio/projects/add-native-code.html

# 设置CMake的最低版本构建本机所需库
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# 创建并命名库，将其设置为静态的
# 或共享，并提供其源代码的相对路径。
# 你可以定义多个library库，并使用CMake来构建。
# Gradle会自动将包共享库关联到你的apk程序。

add_library( # 设置库的名称
             native-lib
             # 将库设置为共享库。
             SHARED
             # 为源文件提供一个相对路径。
             src/main/cpp/native-lib.cpp )
# 搜索指定预先构建的库和存储路径变量。因为CMake包括系统库搜索路径中默认情况下,只需要指定想添加公共NDK库的名称，在CMake验证库之前存在完成构建
find_library( # 设置path变量的名称
              log-lib
              # 在CMake定位前指定的NDK库名称
              log )
# 指定库CMake应该链接到目标库中，可以链接多个库，比如定义库，构建脚本，预先构建的第三方库或者系统库
target_link_libraries( # 指定目标库
                       native-lib
                       # 目标库到日志库的链接 包含在NDK
                       ${log-lib} )
复制代码

好了，至此，我们的NDK就算是配置完成了，现在开始尝试加入OpenCV。

引入OpenCV

OpenCV是一个基于BSD许可（开源）发行的跨平台计算机视觉库，可以运行在 Linux 、Windows、Android和Mac OS操作系统上。它轻量级而且高效——由一系列 C 函数和少量 C++ 类构成，同时提供了 Python 、 Ruby 、MATLAB等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。

知道了概念，现在我们来引入它

第一步：下载OpenCV的Android包

下载地址

最新版是4.0.1，然后我们点击那个Android pack，会下载好一个压缩包，解压缩后是这样的：

include文件

在下载好的OpenCV压缩包中，打开路径下的 OpenCV-android-sdk\sdk\native\jni 有一个include文件夹，把这个文件夹复制粘贴至我们的OpenCVTest项目中，路径为src/main/cpp

jni文件

然后是动态库(.so文件)，打开路径下的 OpenCV-android-sdk\sdk\native ，有一个libs 文件夹，这个文件夹里面是所有版本的abi的so文件。复制粘贴到我们的项目中，路径为 src/main/jniLibs 这个文件夹需要自己手动去创建。 注意：

1. 无论是include还是libs的路径都可以自定义，习惯上是这样放，但其实只要在之后的CMakeList配置文件里面设置正确就没有问题。 2. 值得一提的是，OpenCV在最新版本中把动态库和静态库分开了，分别放在libs和staticlbs两个文件夹中，之前是放在一个文件夹里的。我们测试Demo仅需要动态库和头文件即可。

最后配置好之后文件结构如图所示（注意，这是Project方式看的）：

配置Gradle

最终的配置文件如下：

apply plugin: 'com.android.application'

android {
    compileSdkVersion 28
    defaultConfig {
        applicationId "com.dhcc.www.ndkapplication"
        minSdkVersion 21
        targetSdkVersion 28
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags "-std=c++11 -frtti -fexceptions"
                abiFilters 'armeabi-v7a'
            }
        }
        ndk{
            abiFilters 'armeabi-v7a'
        }
    }
    sourceSets{
        main{
            jniLibs.srcDirs = ['src/main/jniLibs/libs']
        }
    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
            ndk{
                abiFilters 'armeabi-v7a'
            }
        }
    }
    externalNativeBuild {
        cmake {
            path "CMakeLists.txt"
        }
    }
}

dependencies {
    implementation fileTree(include: ['*.jar'], dir: 'libs')
    implementation 'com.android.support:appcompat-v7:28.0.0'
    implementation 'com.android.support.constraint:constraint-layout:1.1.3'
}

复制代码

这里有几点要讲一下：

externalNativeBuild {
            cmake {
                cppFlags "-std=c++11 -frtti -fexceptions"
                abiFilters 'armeabi-v7a'
            }
        }
        ndk{
            abiFilters 'armeabi-v7a'
        }
复制代码

abiFilters 'x86', 'x86_64', 'armeabi-v7a', 'arm64-v8a'
复制代码

cppFlags是配置预处理的设置，abiFilters是控制系统查找.SO的文件类型的过滤器，不同的CPU架构对应不同的.so文件，abiFilters关键字能够指定Android 所支持的CPU架构，一般是以上4种，最终这些.so文件会被打包进APK，所以可以根据自己的项目进行选择，比如在AS模拟器上开发APP选一个 x86 就可以了，如果是手机端，一般是arm架构，选 armeabi-v7a 即可。

然后同步项目即可。

CMakeList.txt文件

这个文件也是NDK开发最最最关键的文件，AS采用CMake脚本语法配置C编译器的环境，如果你之前有过使用CMAKE的经验，或许这并非难题，但对于初学者而言，CMAKE的脚本语法，还是略过于生涩，而且AS对该文件的配置并不友好，居然没有代码提示，于是不得不查很多文档。但好在，NDK的开发大多不是大型的C++项目，也不太需要过于复杂的设置（比如OpenCV源代码的CMAKE文件，大约有几千行的样子 Orz~）

OpenCV配置CMakeList文件的方式如下：

# For more information about using CMake with Android Studio, read the
# documentation: https://d.android.com/studio/projects/add-native-code.html

# 设置CMAKE的版本号
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# 设置include文件夹的地址
include_directories(${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/cpp/include)

# 设置opencv的动态库
add_library(libopencv_java4 SHARED IMPORTED)
set_target_properties(libopencv_java4 PROPERTIES IMPORTED_LOCATION
            ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/libs/${ANDROID_ABI}/libopencv_java4.so)

add_library( # Sets the name of the library.
             native-lib

             # Sets the library as a shared library.
             SHARED

             # Provides a relative path to your source file(s).
             src/main/cpp/native-lib.cpp )

find_library( # Sets the name of the path variable.
              log-lib

              # Specifies the name of the NDK library that
              # you want CMake to locate.
              log )

target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       native-lib libopencv_java4

                       # Links the target library to the log library
                       # included in the NDK.
                       ${log-lib} )
复制代码

include_directories函数设置了include文件夹的路径 add_library 函数设置库名和类型，其中libopencv_java3 是用户自定义的变量名，前后保持一致即可， SHARE 表示引入的库是动态链接库 set_target_properties 设置了OpenCV的动态链接库的路径 target_link_libraries 具有依赖关系的动态库链接到指定目标上，链接顺序需符合 gcc 链接规则，这里我们把 libopencv_java4 和 log 链接到了 native-lib 上。 更详细的CMAKE配置语法，可以参考CMAKE官方文档，我们这里仅配置动态链接库，以上四个函数足够了。

放入指定图片

将上图存储后放入路径：src/main/res/drawable 下进行测试

编写测试Demo

• MainActivity.java

  package com.dhcc.www.ndkapplication;
  
  import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
  import android.os.Bundle;
  import android.graphics.Bitmap;
  import android.graphics.BitmapFactory;
  import android.view.View;
  import android.widget.Button;
  import android.widget.ImageView;
  
  public class MainActivity extends AppCompatActivity  implements View.OnClickListener{
  
      // Used to load the 'native-lib' library on application startup.
      static {
          System.loadLibrary("native-lib");
      }
  
      private Button btn_1;
      private Button btn_2;
      private ImageView imageView;
      private Bitmap bitmap;
  
      @Override
      protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
          super.onCreate(savedInstanceState);
          setContentView(R.layout.activity_main);
          btn_1 = (Button)findViewById(R.id.button_1);
          imageView = (ImageView)findViewById(R.id.image);
          bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.lufei);
          imageView.setImageBitmap(bitmap);
          btn_1.setOnClickListener(this);
  
          btn_2 = (Button)findViewById(R.id.button_2);
          btn_2.setOnClickListener(this);
      }
      public void showImage(){
          bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.lufei);
          imageView.setImageBitmap(bitmap);
      }
  
      public void gray(){
          int w = bitmap.getWidth();
          int h = bitmap.getHeight();
          int[] piexls = new int[w*h];
          bitmap.getPixels(piexls,0,w,0,0,w,h);
          int[] resultData =Bitmap2Grey(piexls,w,h);
          Bitmap resultImage = Bitmap.createBitmap(w,h, Bitmap.Config.ARGB_8888);
          resultImage.setPixels(resultData,0,w,0,0,w,h);
          imageView.setImageBitmap(resultImage);
      }
  
      @Override
      public void onClick(View view){
          switch(view.getId()){
              case R.id.button_1:showImage();break;
              case R.id.button_2:gray();break;
          }
      }
  
      /**
       * A native method that is implemented by the 'native-lib' native library,
       * which is packaged with this application.
       */
      public native int[] Bitmap2Grey(int[] pixels,int w,int h);
  
      @Override
      public void onResume(){
          super.onResume();
      }
  }
  
  复制代码

  • native-lib.cpp文件

    #include <jni.h>
    #include<opencv2/opencv.hpp>
    #include<iostream>
    using namespace cv;
    using namespace std;
    
    extern "C" JNIEXPORT jintArray
    
    JNICALL
    Java_com_dhcc_www_ndkapplication_MainActivity_Bitmap2Grey(
            JNIEnv *env,
            jobject /* this */,jintArray buf,jint w,jint h) {
        jint *cbuf;
        jboolean ptfalse = false;
        cbuf = env->GetIntArrayElements(buf, &ptfalse);
        if(cbuf == NULL){
            return 0;
        }
    
        Mat imgData(h, w, CV_8UC4, (unsigned char*)cbuf);
        // 注意，Android的Bitmap是ARGB四通道,而不是RGB三通道
        cvtColor(imgData,imgData,COLOR_BGRA2GRAY);
        cvtColor(imgData,imgData,COLOR_GRAY2BGRA);
    
        int size=w * h;
        jintArray result = env->NewIntArray(size);
        env->SetIntArrayRegion(result, 0, size, (jint*)imgData.data);
        env->ReleaseIntArrayElements(buf, cbuf, 0);
        return result;
    }
    复制代码

    这里要注意：Java_com_dhcc_www_ndkapplication_MainActivity_Bitmap2Grey 这个名字每个项目的包名不同，写法也不同，其主要是 “Java包名Activity名方法名”的组合方式，这里一定要写对了，不然会报错：

    

    这个错其实就是引入失败或者找不到方法的错误报告，我一开始复制的是别人的代码，找了半天才发现是这里的问题，没办法，谁让自己不懂呢.....

  • activity_main.xml

    <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
    <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
        xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
        xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:orientation="vertical"
        tools:context=".MainActivity">
    
        <LinearLayout
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_weight="1"
            android:orientation="vertical">
    
            <ImageView
                android:id="@+id/image"
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_height="match_parent"
                android:layout_weight="1"
                app:srcCompat="@drawable/lufei" />
        </LinearLayout>
    
        <LinearLayout
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:orientation="horizontal">
    
            <Button
                android:id="@+id/button_2"
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_height="wrap_content"
                android:layout_weight="1"
                android:text="灰度图" />
    
            <Button
                android:id="@+id/button_1"
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_height="wrap_content"
                android:layout_weight="1"
                android:text="色图" />
        </LinearLayout>
    
    </LinearLayout>
    复制代码