Renderscript in Android 3.x

Dominik Helleberg / Inovex GmbH

RenderScript in Android 3.x

http://twitter.com/_cirrus_

Ziele / Agenda
•  Konzepte / Vor- und Nachteile von RenderScript
•  Entscheidung für den Einsatz von RS im nächsten Projekt

•  Überblick RS -> APIs, Architektur, Tools
•  RS Basics -> Datenstrukturen, Funktionen
•  Berechnungen mit RS -> Beispiel / Performance
•  OpenGL refresh
•  Grafik mit RS -> Beispiel / Demo
•  Grafik & Berechnungen kombinieren
•  RS im Context von Canvas, NDK & co.
•  Ausblick

RS -> The claim
„RenderScript offers a high performance 3D graphics
rendering and compute API at the native level“

Pros Cons

•  Portabilität •  Complexity
•  Performance •  Debugging / Tools
•  Usability •  less Features

http://developer.android.com/guide/topics/renderscript/index.html

RS Intro / Overview
•  Neue Sprache (basierend auf C99 mit Erweiterungen)
•  Neue APIs (im Java-SDK und in RenderScript)
•  Tools
•  RS in Android 2.1

RS Intro / Overview
•  Seid Android 3.0 öffentlich verfügbar (API LEVEL 11)

RS Basics: Compiler -> Offline
sepia.bc

sepia.rs LLVM-RS-CC SciptC_sepia.java

http://events.linuxfoundation.org/slides/2011/lfcs/lfcs2011_llvm_liao.pdf

RS Basics: Compiler -> Online

libbcc GPU
sepia.bc s

SciptC_sepia.class

Dalvik JIT CPU
s

http://events.linuxfoundation.org/slides/2011/lfcs/lfcs2011_llvm_liao.pdf

RS Basics: APIs
•  Java -> android.renderscript.*

•  RS -> *.rsh (RenderScriptHeader)
$ANDROID_SDK/platforms/android-11/renderscript/include/

•  rs_cl.rsh -> tan, cos, pow
•  rs_core.rsh -> Utility Funktionen: rsDebug
•  rs_graphics.rsh -> Grafik Funktionen (optional): rsgDrawMesh
•  rs_math.rsh -> Basis Funktionen: rand, rsForEach
•  rs_time.rsh -> rsUptimeMillis
•  rs_types.rsh -> Datentypen: rs_matrix4x4

RS Basics: Datastructures
• Element Repräsentiert eine Speicherstelle einer
Allocation, zum Beispiel uchar4

• Type Dimension(en) von Elementen

• Allocation Repräsentiert den allokierten Speicher

Elements und Types können auf SDK und RS level
definiert werden, Allocations nur auf SDK level

RS Basics: functions / Syntax
#pragma version(1)
#pragma rs java_package_name(de.inovex.mobi.rsdemos)

void init() Grafik -> Initialisierung
int root(int launchID) Grafik -> wird für jede Aktualisierung
des Screens aufgerufen

void root(...) Berechnungen -> Wird für jedes zu
berechnende Element aufgerufen

void rsForEach(...) Ruft root(..) für jedes zu
berechnende Element auf

RS Calculation: Sepia Filter
700
605
600

500
milliseconds

400 344 350 RenderScript
300 Java
Java Threaded
200

100

0
Sepia Filter

RS Calculation: Mandelbrot
12000 11080

10000

8000
milliseconds

6912
6116 RenderScript
6000
Java
4000 Java Threaded

2000

0
Mandelbrot

RS Graphics: OpenGL Refresh
Vertex Fragment
Blending
Shader Shader

OpenGL

RenderScript

Program Program Program
Vertex Fragment Store

RS Graphics: Basics
RSSurfaceView

bindRoot onTouch
Script() Event()

Java
MessageQueue
RenderScript

int root(int launchID) {

//draw things

}

RS Graphics and Calculations

root() { rsForEach(...); rsgDrawMesh(...); return 10; }

CPU CPU
1 2

root(...) { root(...) {

doCrazyStuff(); doCrazyStuff();

} }

RS Summary: Android Graphic APIs
•  NDK -> C Code Portierung, low level C programming
•  SDK
•  Canvas API -> 2D Graphics
•  OpenGL wrappers -> Simple 3D Graphics
•  RenderScript -> High performance 3D
Graphics / Computations

RS Summary: Experience & Claims
Pros
•  Portabilität
•  Performance
•  Usability
Cons
•  Complexity
•  Debugging / Tools
•  less Features
•  Documentation
•  Reach

RS Summary: Experience & Claims
INFO/DEBUG(85): *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** ***
INFO/DEBUG(85): Build fingerprint: 'motorola/tervigon/wingray:3.2/HTJ85B/140714:user/release-keys'
INFO/DEBUG(85): pid: 8462, tid: 8479 >>> de.inovex.mobi.rsdemos <<<
INFO/DEBUG(85): signal 7 (SIGBUS), code 128 (?), fault addr 00000000
INFO/DEBUG(85): r0 00000001 r1 433a4266 r2 001aecf0 r3 433a425a
INFO/DEBUG(85): r4 00000001 r5 433a4266 r6 00000000 r7 599cce08
INFO/DEBUG(85): r8 000013b0 r9 000013b0 10 599cce08 fp 00000001
INFO/DEBUG(85): ip a9d43910 sp 599ccd08 lr af9d7acc pc af9d7acc cpsr 00000010
INFO/DEBUG(85): d0 477fff800000ffff d1 3ef99342477fff00
INFO/DEBUG(85): d2 3fa5b5e89f667c0b d3 3fa55553e1053a42
INFO/DEBUG(85): d4 3fa5b5e89f667c0b d5 bf56ab7707e82c56
INFO/DEBUG(85): d6 3f80000026a7f65f d7 3f80000000000000
INFO/DEBUG(85): d8 4334000040490fdb d9 c44f0000444f0000
INFO/DEBUG(85): d10 0000000000000000 d11 0000000000000000
INFO/DEBUG(85): d12 0000000000000000 d13 0000000000000000
INFO/DEBUG(85): d14 0000000000000000 d15 0000000000000000
INFO/DEBUG(85): scr 60000013
INFO/DEBUG(85): #00 pc 00004acc /system/lib/libcutils.so (android_atomic_add)
INFO/DEBUG(85): #01 pc 0001f5be /system/lib/libRS.so
(_ZNK7android12renderscript10ObjectBase9incSysRefEv)
INFO/DEBUG(85): #02 pc 00017d44 /system/lib/libRS.so
INFO/DEBUG(85): #03 pc 0001a7ba /system/lib/libRS.so
(_ZN7android12renderscript7Context16setProgramVertexEPNS0_13ProgramVertexE)
INFO/DEBUG(85): #04 pc 0001a7d2 /system/lib/libRS.so
(_ZN7android12renderscript28rsi_ContextBindProgramVertexEPNS0_7ContextEPv)
INFO/DEBUG(85): #05 pc 00025e68 /system/lib/libRS.so
INFO/DEBUG(85): libc base address: afdd3000
INFO/DEBUG(85): code around pc:
INFO/DEBUG(85): af9d7aac e1853f92 e3530000 1afffffa e8bd8070
INFO/DEBUG(85): af9d7abc e92d4070 e1a04000 e1a05001 ebffffd1
INFO/DEBUG(85): af9d7acc e1950f9f e0802004 e1853f92 e3530000
INFO/DEBUG(85): af9d7adc 1afffffa e8bd8070 e1a01000 e3e00000
INFO/DEBUG(85): af9d7aec eafffff2 e1a01000 e3a00001 eaffffef
INFO/DEBUG(85): stack:
INFO/DEBUG(85): 599cccc8 599cccec

RS Summary: Ausblick
•  GPU Beschleunigung
•  Vereinfachung der RS APIs mit Android 4
•  Dokumentation & Tools mit Android 4
•  Portabilität und Emulator-Unterstützung

RS Summary: Infos & Links
•  http://marakana.com/forums/android/general/381.html
•  http://graphics-geek.blogspot.com/
•  http://blog.iangclifton.com/2011/08/24/renderscript-101-
part-2-renderscript-interaction/
•  http://events.linuxfoundation.org/slides/2011/lfcs/
lfcs2011_llvm_liao.pdf
•  http://code.google.com/p/renderscript-examples/
•  http://github.com/dhelleberg/RenderScriptDemos

RS Summary: Infos & Links

DANKE!

http://bit.ly/mtc2011-dh

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