Skia绘制代码分析

原文出处：http://blog.csdn.net/hgl868/article/details/45584187

路径绘制尽管使用频率相对于图像绘制、文本绘制低，但却是非常重要的一个基本特性。所有不规则图形（椭圆、圆角矩形、三角形、简单的文字），最后都避不开路径绘制。

而且，若自己实现一个2D引擎，这块内容是很具有参考意义的，用OpenGL的话，图像采样等都很少关注了，对对坐标就好。但菱角、圆弧、曲线等如何绘制仍然是一个难题，这时就可以参考Skia中drawPath的实现。
由于涉及较多的图形学知识，本章就不讲相关公式了，只讲讲基本的流程。
一、SkPath类
在之前的图像绘制并没有介绍SkBitmap，因为SkBitmap相对而言比较容易理解，网上文章也多。但这次的SkPath不同，研究它怎么用是需要一点精力的，因此在这里先做介绍。
1、SkPath结构

去除成员函数之后，我们看到SkPath包括这几个成员，注释中补充了说明：

class SK_API SkPath {
    //SkPath中的主要内容，SkAutoTUnref是自解引用，之所以这么设计，是为了复制SkPath时，省去份量较多的点复制（只复制引用）。
    //由一系列线段组成
    SkAutoTUnref<SkPathRef> fPathRef;
    int                 fLastMoveToIndex;
    uint8_t             fFillType;//如下四种类型之一
    /*enum FillType {
        kWinding_FillType,//绘制所有线段包围成的区域
        kEvenOdd_FillType,//绘制被所有线段包围奇数次的区域）
        kInverseWinding_FillType,//kWinding_FillType取反，即绘制不在该区域的点
        kInverseEvenOdd_FillType//第二种type取反
        }*/
    mutable uint8_t     fConvexity;//凹凸性，临时计算
    mutable uint8_t     fDirection;//方向，顺时针/逆时针，临时计算
#ifdef SK_BUILD_FOR_ANDROID
    const SkPath*       fSourcePath;//Hwui中使用，暂不关注
#endif
};

关于 fFillType中 kWinding_FillType和 kEvenOdd_FillType的区别，可看SkPath::contains。这是判断点是否在不规则几何体内的经典代码()，很有参考意义。

SkPathRef的内容如下：

class SkPathRef
{
private:
    mutable SkRect      fBounds;//边界，临时计算
    uint8_t             fSegmentMask;//表示这个Path含有哪些种类的形状
    mutable uint8_t     fBoundsIsDirty;//缓存fBounds使用，表示 fBounds是否需要重新计算
    mutable SkBool8     fIsFinite;    // only meaningful if bounds are valid
    mutable SkBool8     fIsOval;
    /*skia不使用stl库而采用的一套容器方案，具体不细说，可看下 SkPath::Iter 的实现*/
    SkPoint*            fPoints; // points to begining of the allocation
    uint8_t*            fVerbs; // points just past the end of the allocation (verbs grow backwards)
    int                 fVerbCnt;
    int                 fPointCnt;
    size_t              fFreeSpace; // redundant but saves computation
    SkTDArray<SkScalar> fConicWeights;
    mutable uint32_t    fGenerationID;
};

2、SkPath的主要类型：

kMove_Verb：表示需要移动起点
kLine_Verb：直线
kQuad_Verb：二次曲线
kConic_Verb：圆锥曲线
kCubic_Verb：三次曲线
kClose_Verb：表闭合到某点
kDone_Verb：表结束

#include "SkPath.h"
#include "SkCanvas.h"
#include "SkBitmap.h"

int main()
{
    SkBitmap dst;
    dst.allocN32Pixels(1000, 1000);
    SkCanvas c(dst);
    SkPath path;
    /*一个三角形*/
    path.moveTo(300,0);
    path.lineTo(400,100);
    path.lineTo(200,100);
    path.close();
    /*椭圆*/
    SkRect oval;
    oval.set(0, 0, 500, 600);
    path.addOval(oval);
    c.drawPath(path);
    return 1;
}

二、drawPath流程

填充算法说明
我们跟进最重要的函数 sk_fill_path，如下为代码：

void sk_fill_path(const SkPath& path, const SkIRect* clipRect, SkBlitter* blitter,
                  int start_y, int stop_y, int shiftEdgesUp,
                  const SkRegion& clipRgn) {
    SkASSERT(&path && blitter);
    SkEdgeBuilder   builder;
    int count = builder.build(path, clipRect, shiftEdgesUp);
    SkEdge**    list = builder.edgeList();
    if (count < 2) {
        if (path.isInverseFillType()) {
            /*
             *  Since we are in inverse-fill, our caller has already drawn above
             *  our top (start_y) and will draw below our bottom (stop_y). Thus
             *  we need to restrict our drawing to the intersection of the clip
             *  and those two limits.
             */
            SkIRect rect = clipRgn.getBounds();
            if (rect.fTop < start_y) {
                rect.fTop = start_y;
            }
            if (rect.fBottom > stop_y) {
                rect.fBottom = stop_y;
            }
            if (!rect.isEmpty()) {
                blitter->blitRect(rect.fLeft << shiftEdgesUp,
                                  rect.fTop << shiftEdgesUp,
                                  rect.width() << shiftEdgesUp,
                                  rect.height() << shiftEdgesUp);
            }
        }
        return;
    }
    SkEdge headEdge, tailEdge, *last;
    // this returns the first and last edge after they're sorted into a dlink list
    SkEdge* edge = sort_edges(list, count, &last);
    headEdge.fPrev = NULL;
    headEdge.fNext = edge;
    headEdge.fFirstY = kEDGE_HEAD_Y;
    headEdge.fX = SK_MinS32;
    edge->fPrev = &headEdge;
    tailEdge.fPrev = last;
    tailEdge.fNext = NULL;
    tailEdge.fFirstY = kEDGE_TAIL_Y;
    last->fNext = &tailEdge;
    // now edge is the head of the sorted linklist
    start_y <<= shiftEdgesUp;
    stop_y <<= shiftEdgesUp;
    if (clipRect && start_y < clipRect->fTop) {
        start_y = clipRect->fTop;
    }
    if (clipRect && stop_y > clipRect->fBottom) {
        stop_y = clipRect->fBottom;
    }
    InverseBlitter  ib;
    PrePostProc     proc = NULL;
    if (path.isInverseFillType()) {
        ib.setBlitter(blitter, clipRgn.getBounds(), shiftEdgesUp);
        blitter = &ib;
        proc = PrePostInverseBlitterProc;
    }
    if (path.isConvex() && (NULL == proc)) {
        walk_convex_edges(&headEdge, path.getFillType(), blitter, start_y, stop_y, NULL);
    } else {
        walk_edges(&headEdge, path.getFillType(), blitter, start_y, stop_y, proc);
    }
}

不考虑 Inverse 的情况，主要就是两步：
（1）生成一系列边：SkEdge
（2）遍历渲染各边所围出来的区域

凸集的渲染比较简单，因为可以保证，任意两条边+闭合线所围成区域一定需要渲染：
（1）取初始的两条边，分别为：左和右。
（2）渲染左右边+闭合边所围成的区域（一般为三角，当两边平行时取矩形）

（3）迭代刷新左右两边（如果是曲线需要刷新多次）

static void walk_convex_edges(SkEdge* prevHead, SkPath::FillType,
                              SkBlitter* blitter, int start_y, int stop_y,
                              PrePostProc proc) {
    validate_sort(prevHead->fNext);


    SkEdge* leftE = prevHead->fNext;
    SkEdge* riteE = leftE->fNext;
    SkEdge* currE = riteE->fNext;
#if 0
    int local_top = leftE->fFirstY;
    SkASSERT(local_top == riteE->fFirstY);
#else
    // our edge choppers for curves can result in the initial edges
    // not lining up, so we take the max.
    int local_top = SkMax32(leftE->fFirstY, riteE->fFirstY);
#endif
    SkASSERT(local_top >= start_y);
    for (;;) {
        SkASSERT(leftE->fFirstY <= stop_y);
        SkASSERT(riteE->fFirstY <= stop_y);
        if (leftE->fX > riteE->fX || (leftE->fX == riteE->fX &&
                                      leftE->fDX > riteE->fDX)) {
            SkTSwap(leftE, riteE);
        }
        int local_bot = SkMin32(leftE->fLastY, riteE->fLastY);
        local_bot = SkMin32(local_bot, stop_y - 1);
        SkASSERT(local_top <= local_bot);
        SkFixed left = leftE->fX;
        SkFixed dLeft = leftE->fDX;
        SkFixed rite = riteE->fX;
        SkFixed dRite = riteE->fDX;
        int count = local_bot - local_top;
        SkASSERT(count >= 0);
        if (0 == (dLeft | dRite)) {
            int L = SkFixedRoundToInt(left);
            int R = SkFixedRoundToInt(rite);
            if (L < R) {
                count += 1;
                blitter->blitRect(L, local_top, R - L, count);
                left += count * dLeft;
                rite += count * dRite;
            }
            local_top = local_bot + 1;
        } else {
            do {
                int L = SkFixedRoundToInt(left);
                int R = SkFixedRoundToInt(rite);
                if (L < R) {
                    blitter->blitH(L, local_top, R - L);
                }
                left += dLeft;
                rite += dRite;
                local_top += 1;
            } while (--count >= 0);
        }
        leftE->fX = left;
        riteE->fX = rite;
        if (update_edge(leftE, local_bot)) {
            if (currE->fFirstY >= stop_y) {
                break;
            }
            leftE = currE;
            currE = currE->fNext;
        }
        if (update_edge(riteE, local_bot)) {
            if (currE->fFirstY >= stop_y) {
                break;
            }
            riteE = currE;
            currE = currE->fNext;
        }
        SkASSERT(leftE);
        SkASSERT(riteE);
        // check our bottom clip
        SkASSERT(local_top == local_bot + 1);
        if (local_top >= stop_y) {
            break;
        }
    }
}

凹集或者判断不了凹凸性就比较复杂，需要一条线一条线去渲染，每次渲染还得判断奇偶性：

代码如下，不分析了：

static void walk_edges(SkEdge* prevHead, SkPath::FillType fillType,
                       SkBlitter* blitter, int start_y, int stop_y,
                       PrePostProc proc) {
    validate_sort(prevHead->fNext);


    int curr_y = start_y;
    // returns 1 for evenodd, -1 for winding, regardless of inverse-ness
    int windingMask = (fillType & 1) ? 1 : -1;


    for (;;) {
        int     w = 0;
        int     left SK_INIT_TO_AVOID_WARNING;
        bool    in_interval = false;
        SkEdge* currE = prevHead->fNext;
        SkFixed prevX = prevHead->fX;


        validate_edges_for_y(currE, curr_y);


        if (proc) {
            proc(blitter, curr_y, PREPOST_START);    // pre-proc
        }


        while (currE->fFirstY <= curr_y) {
            SkASSERT(currE->fLastY >= curr_y);


            int x = SkFixedRoundToInt(currE->fX);
            w += currE->fWinding;
            if ((w & windingMask) == 0) { // we finished an interval
                SkASSERT(in_interval);
                int width = x - left;
                SkASSERT(width >= 0);
                if (width)
                    blitter->blitH(left, curr_y, width);
                in_interval = false;
            } else if (!in_interval) {
                left = x;
                in_interval = true;
            }


            SkEdge* next = currE->fNext;
            SkFixed newX;


            if (currE->fLastY == curr_y) {    // are we done with this edge?
                if (currE->fCurveCount < 0) {
                    if (((SkCubicEdge*)currE)->updateCubic()) {
                        SkASSERT(currE->fFirstY == curr_y + 1);


                        newX = currE->fX;
                        goto NEXT_X;
                    }
                } else if (currE->fCurveCount > 0) {
                    if (((SkQuadraticEdge*)currE)->updateQuadratic()) {
                        newX = currE->fX;
                        goto NEXT_X;
                    }
                }
                remove_edge(currE);
            } else {
                SkASSERT(currE->fLastY > curr_y);
                newX = currE->fX + currE->fDX;
                currE->fX = newX;
            NEXT_X:
                if (newX < prevX) { // ripple currE backwards until it is x-sorted
                    backward_insert_edge_based_on_x(currE  SkPARAM(curr_y));
                } else {
                    prevX = newX;
                }
            }
            currE = next;
            SkASSERT(currE);
        }


        if (proc) {
            proc(blitter, curr_y, PREPOST_END);    // post-proc
        }


        curr_y += 1;
        if (curr_y >= stop_y) {
            break;
        }
        // now currE points to the first edge with a Yint larger than curr_y
        insert_new_edges(currE, curr_y);
    }
}

drawPath是绘制所有不规则形体的函数，带入Bitmap的Shader，可以制作不规则形体的图片。对于凸集，Skia的渲染主要也是切成三角片后渲染，和OpenGL类似。而对于凹集，则是扫描线了。渲染的实现和绘制图片一样，构建Blitter，调用Blitter的blit函数族渲染。

文字绘制

文字绘制主要包括编码转换（主要是中文）、字形解析（点线或image）和实际渲染三个步骤。在这个过程中，字形解析和实际渲染均是耗时步骤。Skia对文字解析的结果做了一套缓存机制。在中文字较多，使用多种字体，绘制的样式（粗/斜体）有变化时，这个缓存会变得很大，因此Skia文字缓存做了内存上的限制。

1、SkPaint

文字绘制与SkPaint的属性相关很大，先回头看下SkPaint相关的属性

class SkPaint
{
private
    SkTypeface*     fTypeface;//字体
    SkPathEffect*   fPathEffect;//路径绘制效果
    SkShader*       fShader;//取色器
    SkXfermode*     fXfermode;//混合模式，类似OpenGL里面的Blend设置
    SkColorFilter*  fColorFilter;//图像绘制时，自定义图像采样函数时使用
    SkMaskFilter*   fMaskFilter;//路径绘制时，按有无像素做进一步自定义改进处理时使用
    SkRasterizer*   fRasterizer;//路径绘制时自定义生成像素点的算法时使用
    SkDrawLooper*   fLooper;//循环绘制，SkCanvas里面的第二重循环，一般不用关注
    SkImageFilter*  fImageFilter;//SkCanvas的第一重循环，绘制后做后处理用，一般不用关注
    SkAnnotation*   fAnnotation;//暂时没用到的属性


    SkScalar        fTextSize;//文字大小


    SkScalar        fTextScaleX;//文字水平方向上的拉伸，仅用于PDF绘制
    SkScalar        fTextSkewX;//文字横向扭曲度，仅用于PDF绘制


    SkColor         fColor;//纯色，在fShader为空时使用
    SkScalar        fWidth;//带边界时（kStroke_Style/kStrokeAndFill_Style）生效，边界的宽度 
    SkScalar        fMiterLimit;//drawPath时，连接各个path片断时，要求的圆滑连接阈值，Join 类型为默认的kMiter_Join时无效
    /*一组不超过32位的属性*/
    union {
        struct {
            // all of these bitfields should add up to 32
            unsigned        fFlags : 16;//包含所有的0/1二值属性:
            /*
               kAntiAlias_Flag       = 0x01,//是否抗锯齿
               kDither_Flag          = 0x04,//是否做抖动处理
               kUnderlineText_Flag   = 0x08,//是否绘制文字下划线
               kStrikeThruText_Flag  = 0x10,//目前未看到其作用
               kFakeBoldText_Flag    = 0x20,
               kLinearText_Flag      = 0x40,
               kSubpixelText_Flag    = 0x80,//文字像素精确采样
               kDevKernText_Flag     = 0x100
               kLCDRenderText_Flag   = 0x200
               kEmbeddedBitmapText_Flag = 0x400,
               kAutoHinting_Flag     = 0x800,
               kVerticalText_Flag    = 0x1000,//是否竖向绘制文字
               kGenA8FromLCD_Flag    = 0x2000,
               kDistanceFieldTextTEMP_Flag = 0x4000,
               kAllFlags = 0xFFFF
             */


            unsigned        fTextAlign : 2;//文字对齐方式，取值如下：
            /*
            enum Align {
                kLeft_Align,//左对齐
                kCenter_Align,//居中
                kRight_Align,//右对齐
            };
            */


            unsigned        fCapType : 2;//边界连接类型，分无连接，圆角连接，半方形连接
            unsigned        fJoinType : 2;//Path片断连接类型
            
            unsigned        fStyle : 2;//绘制模式，填充边界/区域
            /*
               enum Style {
               kFill_Style, //填充区域
               kStroke_Style,//绘制边界
               kStrokeAndFill_Style,//填充区域并绘制边界
               };
             */


            unsigned        fTextEncoding : 2;//文字编码格式，支持如下几种
            enum TextEncoding {
                kUTF8_TextEncoding,//utf-8，默认格式
                kUTF16_TextEncoding,
                kUTF32_TextEncoding,
                kGlyphID_TextEncoding
            };


            unsigned        fHinting : 2;
            unsigned        fFilterLevel : 2;//在图像绘制时提到的采样质量要求
            //unsigned      fFreeBits : 2;
        };
        uint32_t fBitfields;
    };
    uint32_t fDirtyBits;//记录哪些属性被改变了，以便更新相关的缓存
};

SkCanvas
绘制文字和下划线

SkDraw

两种绘制方式：

（1）将文字解析为路径，然后绘制路径，缓存路径（drawText_asPaths）。

void SkDraw::drawText_asPaths(const char text[], size_t byteLength,
                              SkScalar x, SkScalar y,
                              const SkPaint& paint) const {
    SkDEBUGCODE(this->validate();)
    SkTextToPathIter iter(text, byteLength, paint, true);
    SkMatrix    matrix;
    matrix.setScale(iter.getPathScale(), iter.getPathScale());
    matrix.postTranslate(x, y);
    const SkPath* iterPath;
    SkScalar xpos, prevXPos = 0;
    while (iter.next(&iterPath, &xpos)) {
        matrix.postTranslate(xpos - prevXPos, 0);
        if (iterPath) {
            const SkPaint& pnt = iter.getPaint();
            if (fDevice) {
                fDevice->drawPath(*this, *iterPath, pnt, &matrix, false);
            } else {
                this->drawPath(*iterPath, pnt, &matrix, false);
            }
        }
        prevXPos = xpos;
    }
}

将文字解析为Mask（32*32的A8图片），然后绘制模板，缓存模板。

    SkDrawCacheProc glyphCacheProc = paint.getDrawCacheProc();
    SkAutoGlyphCache    autoCache(paint, &fDevice->fLeakyProperties, fMatrix);
    SkGlyphCache*       cache = autoCache.getCache();
    // transform our starting point
    {
        SkPoint loc;
        fMatrix->mapXY(x, y, &loc);
        x = loc.fX;
        y = loc.fY;
    }


    // need to measure first
    if (paint.getTextAlign() != SkPaint::kLeft_Align) {
        SkVector    stop;


        measure_text(cache, glyphCacheProc, text, byteLength, &stop);


        SkScalar    stopX = stop.fX;
        SkScalar    stopY = stop.fY;


        if (paint.getTextAlign() == SkPaint::kCenter_Align) {
            stopX = SkScalarHalf(stopX);
            stopY = SkScalarHalf(stopY);
        }
        x -= stopX;
        y -= stopY;
    }


    const char* stop = text + byteLength;


    SkAAClipBlitter     aaBlitter;
    SkAutoBlitterChoose blitterChooser;
    SkBlitter*          blitter = NULL;
    if (needsRasterTextBlit(*this)) {
        blitterChooser.choose(*fBitmap, *fMatrix, paint);
        blitter = blitterChooser.get();
        if (fRC->isAA()) {
            aaBlitter.init(blitter, &fRC->aaRgn());
            blitter = &aaBlitter;
        }
    }


    SkAutoKern          autokern;
    SkDraw1Glyph        d1g;
    SkDraw1Glyph::Proc  proc = d1g.init(this, blitter, cache, paint);


    SkFixed fxMask = ~0;
    SkFixed fyMask = ~0;
    if (cache->isSubpixel()) {
        SkAxisAlignment baseline = SkComputeAxisAlignmentForHText(*fMatrix);
        if (kX_SkAxisAlignment == baseline) {
            fyMask = 0;
            d1g.fHalfSampleY = SK_FixedHalf;
        } else if (kY_SkAxisAlignment == baseline) {
            fxMask = 0;
            d1g.fHalfSampleX = SK_FixedHalf;
        }
    }


    SkFixed fx = SkScalarToFixed(x) + d1g.fHalfSampleX;
    SkFixed fy = SkScalarToFixed(y) + d1g.fHalfSampleY;


    while (text < stop) {
        const SkGlyph& glyph = glyphCacheProc(cache, &text, fx & fxMask, fy & fyMask);


        fx += autokern.adjust(glyph);


        if (glyph.fWidth) {
            proc(d1g, fx, fy, glyph);
        }


        fx += glyph.fAdvanceX;
        fy += glyph.fAdvanceY;
    }

cacheProc是翻译字符编码的函数，由SkPaint::getDrawCacheProc产生：

SkDrawCacheProc SkPaint::getDrawCacheProc() const {
    static const SkDrawCacheProc gDrawCacheProcs[] = {
        sk_getMetrics_utf8_00,
        sk_getMetrics_utf16_00,
        sk_getMetrics_utf32_00,
        sk_getMetrics_glyph_00,


        sk_getMetrics_utf8_xy,
        sk_getMetrics_utf16_xy,
        sk_getMetrics_utf32_xy,
        sk_getMetrics_glyph_xy
    };


    unsigned index = this->getTextEncoding();
    if (fFlags & kSubpixelText_Flag) {
        index += 4;
    }


    SkASSERT(index < SK_ARRAY_COUNT(gDrawCacheProcs));
    return gDrawCacheProcs[index];
}

SkGlyphCache：

字形解析的结果缓存。

SkScalerContext：

负责字形的解析，有多种实现。Android中是用FreeType：SkScalerContext_FreeType。主要是generateImage和generatePath两个方法：

generateImage：

void SkScalerContext_FreeType::generateImage(const SkGlyph& glyph) {
    SkAutoMutexAcquire  ac(gFTMutex);
    FT_Error    err;
    if (this->setupSize()) {
        goto ERROR;
    }
    err = FT_Load_Glyph( fFace, glyph.getGlyphID(fBaseGlyphCount), fLoadGlyphFlags);
    if (err != 0) {
        SkDEBUGF(("SkScalerContext_FreeType::generateImage: FT_Load_Glyph(glyph:%d width:%d height:%d rb:%d flags:%d) returned 0x%x\n",
                    glyph.getGlyphID(fBaseGlyphCount), glyph.fWidth, glyph.fHeight, glyph.rowBytes(), fLoadGlyphFlags, err));
    ERROR:
        memset(glyph.fImage, 0, glyph.rowBytes() * glyph.fHeight);
        return;
    }


    emboldenIfNeeded(fFace, fFace->glyph);
    generateGlyphImage(fFace, glyph);
}
void SkScalerContext_FreeType_Base::generateGlyphImage(FT_Face face, const SkGlyph& glyph) {
    const bool doBGR = SkToBool(fRec.fFlags & SkScalerContext::kLCD_BGROrder_Flag);
    const bool doVert = SkToBool(fRec.fFlags & SkScalerContext::kLCD_Vertical_Flag);


    switch ( face->glyph->format ) {
        case FT_GLYPH_FORMAT_OUTLINE: {
            FT_Outline* outline = &face->glyph->outline;
            FT_BBox     bbox;
            FT_Bitmap   target;


            int dx = 0, dy = 0;
            if (fRec.fFlags & SkScalerContext::kSubpixelPositioning_Flag) {
                dx = SkFixedToFDot6(glyph.getSubXFixed());
                dy = SkFixedToFDot6(glyph.getSubYFixed());
                // negate dy since freetype-y-goes-up and skia-y-goes-down
                dy = -dy;
            }
            FT_Outline_Get_CBox(outline, &bbox);
            /*
                what we really want to do for subpixel is
                    offset(dx, dy)
                    compute_bounds
                    offset(bbox & !63)
                but that is two calls to offset, so we do the following, which
                achieves the same thing with only one offset call.
            */
            FT_Outline_Translate(outline, dx - ((bbox.xMin + dx) & ~63),
                                          dy - ((bbox.yMin + dy) & ~63));


            if (SkMask::kLCD16_Format == glyph.fMaskFormat) {
                FT_Render_Glyph(face->glyph, doVert ? FT_RENDER_MODE_LCD_V : FT_RENDER_MODE_LCD);
                SkMask mask;
                glyph.toMask(&mask);
                if (fPreBlend.isApplicable()) {
                    copyFT2LCD16<true>(face->glyph->bitmap, mask, doBGR,
                                       fPreBlend.fR, fPreBlend.fG, fPreBlend.fB);
                } else {
                    copyFT2LCD16<false>(face->glyph->bitmap, mask, doBGR,
                                        fPreBlend.fR, fPreBlend.fG, fPreBlend.fB);
                }
            } else {
                target.width = glyph.fWidth;
                target.rows = glyph.fHeight;
                target.pitch = glyph.rowBytes();
                target.buffer = reinterpret_cast<uint8_t*>(glyph.fImage);
                target.pixel_mode = compute_pixel_mode( (SkMask::Format)fRec.fMaskFormat);
                target.num_grays = 256;


                memset(glyph.fImage, 0, glyph.rowBytes() * glyph.fHeight);
                FT_Outline_Get_Bitmap(face->glyph->library, outline, &target);
            }
        } break;


        case FT_GLYPH_FORMAT_BITMAP: {
            FT_Pixel_Mode pixel_mode = static_cast<FT_Pixel_Mode>(face->glyph->bitmap.pixel_mode);
            SkMask::Format maskFormat = static_cast<SkMask::Format>(glyph.fMaskFormat);


            // Assume that the other formats do not exist.
            SkASSERT(FT_PIXEL_MODE_MONO == pixel_mode ||
                     FT_PIXEL_MODE_GRAY == pixel_mode ||
                     FT_PIXEL_MODE_BGRA == pixel_mode);


            // These are the only formats this ScalerContext should request.
            SkASSERT(SkMask::kBW_Format == maskFormat ||
                     SkMask::kA8_Format == maskFormat ||
                     SkMask::kARGB32_Format == maskFormat ||
                     SkMask::kLCD16_Format == maskFormat);


            if (fRec.fFlags & SkScalerContext::kEmbolden_Flag &&
                !(face->style_flags & FT_STYLE_FLAG_BOLD))
            {
                FT_GlyphSlot_Own_Bitmap(face->glyph);
                FT_Bitmap_Embolden(face->glyph->library, &face->glyph->bitmap,
                                   kBitmapEmboldenStrength, 0);
            }


            // If no scaling needed, directly copy glyph bitmap.
            if (glyph.fWidth == face->glyph->bitmap.width &&
                glyph.fHeight == face->glyph->bitmap.rows &&
                glyph.fTop == -face->glyph->bitmap_top &&
                glyph.fLeft == face->glyph->bitmap_left)
            {
                SkMask dstMask;
                glyph.toMask(&dstMask);
                copyFTBitmap(face->glyph->bitmap, dstMask);
                break;
            }


            // Otherwise, scale the bitmap.


            // Copy the FT_Bitmap into an SkBitmap (either A8 or ARGB)
            SkBitmap unscaledBitmap;
            unscaledBitmap.allocPixels(SkImageInfo::Make(face->glyph->bitmap.width,
                                                         face->glyph->bitmap.rows,
                                                         SkColorType_for_FTPixelMode(pixel_mode),
                                                         kPremul_SkAlphaType));


            SkMask unscaledBitmapAlias;
            unscaledBitmapAlias.fImage = reinterpret_cast<uint8_t*>(unscaledBitmap.getPixels());
            unscaledBitmapAlias.fBounds.set(0, 0, unscaledBitmap.width(), unscaledBitmap.height());
            unscaledBitmapAlias.fRowBytes = unscaledBitmap.rowBytes();
            unscaledBitmapAlias.fFormat = SkMaskFormat_for_SkColorType(unscaledBitmap.colorType());
            copyFTBitmap(face->glyph->bitmap, unscaledBitmapAlias);


            // Wrap the glyph's mask in a bitmap, unless the glyph's mask is BW or LCD.
            // BW requires an A8 target for resizing, which can then be down sampled.
            // LCD should use a 4x A8 target, which will then be down sampled.
            // For simplicity, LCD uses A8 and is replicated.
            int bitmapRowBytes = 0;
            if (SkMask::kBW_Format != maskFormat && SkMask::kLCD16_Format != maskFormat) {
                bitmapRowBytes = glyph.rowBytes();
            }
            SkBitmap dstBitmap;
            dstBitmap.setInfo(SkImageInfo::Make(glyph.fWidth, glyph.fHeight,
                                                SkColorType_for_SkMaskFormat(maskFormat),
                                                kPremul_SkAlphaType),
                              bitmapRowBytes);
            if (SkMask::kBW_Format == maskFormat || SkMask::kLCD16_Format == maskFormat) {
                dstBitmap.allocPixels();
            } else {
                dstBitmap.setPixels(glyph.fImage);
            }


            // Scale unscaledBitmap into dstBitmap.
            SkCanvas canvas(dstBitmap);
            canvas.clear(SK_ColorTRANSPARENT);
            canvas.scale(SkIntToScalar(glyph.fWidth) / SkIntToScalar(face->glyph->bitmap.width),
                         SkIntToScalar(glyph.fHeight) / SkIntToScalar(face->glyph->bitmap.rows));
            SkPaint paint;
            paint.setFilterLevel(SkPaint::kMedium_FilterLevel);
            canvas.drawBitmap(unscaledBitmap, 0, 0, &paint);


            // If the destination is BW or LCD, convert from A8.
            if (SkMask::kBW_Format == maskFormat) {
                // Copy the A8 dstBitmap into the A1 glyph.fImage.
                SkMask dstMask;
                glyph.toMask(&dstMask);
                packA8ToA1(dstMask, dstBitmap.getAddr8(0, 0), dstBitmap.rowBytes());
            } else if (SkMask::kLCD16_Format == maskFormat) {
                // Copy the A8 dstBitmap into the LCD16 glyph.fImage.
                uint8_t* src = dstBitmap.getAddr8(0, 0);
                uint16_t* dst = reinterpret_cast<uint16_t*>(glyph.fImage);
                for (int y = dstBitmap.height(); y --> 0;) {
                    for (int x = 0; x < dstBitmap.width(); ++x) {
                        dst[x] = grayToRGB16(src[x]);
                    }
                    dst = (uint16_t*)((char*)dst + glyph.rowBytes());
                    src += dstBitmap.rowBytes();
                }
            }


        } break;


        default:
            SkDEBUGFAIL("unknown glyph format");
            memset(glyph.fImage, 0, glyph.rowBytes() * glyph.fHeight);
            return;
    }


// We used to always do this pre-USE_COLOR_LUMINANCE, but with colorlum,
// it is optional
#if defined(SK_GAMMA_APPLY_TO_A8)
    if (SkMask::kA8_Format == glyph.fMaskFormat && fPreBlend.isApplicable()) {
        uint8_t* SK_RESTRICT dst = (uint8_t*)glyph.fImage;
        unsigned rowBytes = glyph.rowBytes();


        for (int y = glyph.fHeight - 1; y >= 0; --y) {
            for (int x = glyph.fWidth - 1; x >= 0; --x) {
                dst[x] = fPreBlend.fG[dst[x]];
            }
            dst += rowBytes;
        }
    }
#endif
}

generatePath：

void SkScalerContext_FreeType::generatePath(const SkGlyph& glyph,
                                            SkPath* path) {
    SkAutoMutexAcquire  ac(gFTMutex);


    SkASSERT(&glyph && path);


    if (this->setupSize()) {
        path->reset();
        return;
    }


    uint32_t flags = fLoadGlyphFlags;
    flags |= FT_LOAD_NO_BITMAP; // ignore embedded bitmaps so we're sure to get the outline
    flags &= ~FT_LOAD_RENDER;   // don't scan convert (we just want the outline)


    FT_Error err = FT_Load_Glyph( fFace, glyph.getGlyphID(fBaseGlyphCount), flags);


    if (err != 0) {
        SkDEBUGF(("SkScalerContext_FreeType::generatePath: FT_Load_Glyph(glyph:%d flags:%d) returned 0x%x\n",
                    glyph.getGlyphID(fBaseGlyphCount), flags, err));
        path->reset();
        return;
    }
    emboldenIfNeeded(fFace, fFace->glyph);


    generateGlyphPath(fFace, path);


    // The path's origin from FreeType is always the horizontal layout origin.
    // Offset the path so that it is relative to the vertical origin if needed.
    if (fRec.fFlags & SkScalerContext::kVertical_Flag) {
        FT_Vector vector;
        vector.x = fFace->glyph->metrics.vertBearingX - fFace->glyph->metrics.horiBearingX;
        vector.y = -fFace->glyph->metrics.vertBearingY - fFace->glyph->metrics.horiBearingY;
        FT_Vector_Transform(&vector, &fMatrix22);
        path->offset(SkFDot6ToScalar(vector.x), -SkFDot6ToScalar(vector.y));
    }
}

3、字体缓存管理
SkTypeface是Skia中的字体类，对应可有多种字体库解析实现。
由于Android上面使用的是FreeType，因此也只讲FreeType分支。

SkTypeface* SkTypeface::CreateFromStream(SkStream* stream) {
    return SkFontHost::CreateTypefaceFromStream(stream);
}


bool find_name_and_attributes(SkStream* stream, SkString* name,
                              SkTypeface::Style* style, bool* isFixedPitch) {
    FT_Library  library;
    if (FT_Init_FreeType(&library)) {
        return false;
    }


    FT_Open_Args    args;
    memset(&args, 0, sizeof(args));


    const void* memoryBase = stream->getMemoryBase();
    FT_StreamRec    streamRec;


    if (NULL != memoryBase) {
        args.flags = FT_OPEN_MEMORY;
        args.memory_base = (const FT_Byte*)memoryBase;
        args.memory_size = stream->getLength();
    } else {
        memset(&streamRec, 0, sizeof(streamRec));
        streamRec.size = stream->getLength();
        streamRec.descriptor.pointer = stream;
        streamRec.read  = sk_stream_read;
        streamRec.close = sk_stream_close;


        args.flags = FT_OPEN_STREAM;
        args.stream = &streamRec;
    }


    FT_Face face;
    if (FT_Open_Face(library, &args, 0, &face)) {
        FT_Done_FreeType(library);
        return false;
    }


    int tempStyle = SkTypeface::kNormal;
    if (face->style_flags & FT_STYLE_FLAG_BOLD) {
        tempStyle |= SkTypeface::kBold;
    }
    if (face->style_flags & FT_STYLE_FLAG_ITALIC) {
        tempStyle |= SkTypeface::kItalic;
    }


    if (name) {
        name->set(face->family_name);
    }
    if (style) {
        *style = (SkTypeface::Style) tempStyle;
    }
    if (isFixedPitch) {
        *isFixedPitch = FT_IS_FIXED_WIDTH(face);
    }


    FT_Done_Face(face);
    FT_Done_FreeType(library);
    return true;
}

当绘制字体只绘边界或者位图缓存机制不好处理时，将字体解析成点线，构成SkPath，也做缓存。