[原创] Android 编译并使用 libyuv 对 YUV 数据进行格式转换、缩放、旋转、镜像、裁剪

编译环境

操作系统：macOS 11.6
NDK：22.1.7171670
libyuv：Version: 1815 (截止 2022/03/24)
cmake: 3.20.3

gcc:

Configured with: --prefix=/Library/Developer/CommandLineTools/usr --with-gxx-include-dir=/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include/c++/4.2.1
Apple clang version 13.0.0 (clang-1300.0.29.3)
Target: x86_64-apple-darwin20.6.0
Thread model: posix
InstalledDir: /Library/Developer/CommandLineTools/usr/bin

编译 libyuv

下载 libyuv

由于是编译 Android 中使用的 libyuv，所以需要创建一个 Android 工程。读者可以创建自己的示例工程，会使用下文中作者的开源工程。

说明：为了能够让 Android 编译 Native 代码，因此需要将下载的 libyuv 放到 jni 目录中。

（可以从官网下载 libyuv 库，若读者无法下载，也可直接使用作者已经下载好的源代码 libyuv-20220324.tar.gz 。为了减少文件大小，该压缩文件中仅移除了 .git 文件夹。）

% cd /Users/yhz61010/AndroidStudioProjects/LeoAndroidBaseUtilProject-Kotlin/  
% mkdir -p libyuv/jni  
% cd libyuv/jni  
% git clone https://chromium.googlesource.com/libyuv/libyuv .  
// or unzip `libyuv-20220324.tar.gz` file  
% tar xvzf ../../yuv-sdk/libyuv-20220324.tar.gz --strip-components 1

修改 Android.mk 文件

注意：由于此文的目的不需要 JPEG 功能，因此编译 libyuv 时禁用了相关的 JPEG 依赖。
修改 ./libyuv/jni/Android.mk 文件，禁用 JPEG 依赖：
在 LOCAL_CPP_EXTENSION := .cc 之前，添加如下常量：

1	LIBYUV_DISABLE_JPEG := "yes"

之后，将原代码（86 至 87 行）：

1 2	LOCAL_STATIC_LIBRARIES := libyuv_static LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libjpeg

替换成：

LOCAL_STATIC_LIBRARIES := libyuv_static  
ifneq ($(LIBYUV_DISABLE_JPEG), "yes")  
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libjpeg  
endif

编译

在如下路径执行 ndk-build 命令，开始编译源代码：

1 2	% cd /Users/yhz61010/AndroidStudioProjects/LeoAndroidBaseUtilProject-Kotlin/libyuv/jni % ndk-build

编译成功后，可以在 /Users/yhz61010/AndroidStudioProjects/LeoAndroidBaseUtilProject-Kotlin/libyuv/libs 目录中找到生成的各个平台所需的 libyuv.so 文件。

使用 libyuv

将源代码中的 libyuv/jni/include 文件夹，拷贝到需要使用 libyuv 的项目中，例如作者用到的 yuv-sdk 模块。需要将 include 文件夹，拷贝到 yuv-sdk/main/cpp 文件夹中。并将刚刚生成的不同平台的 so 文件，拷贝到 yuv-sdk/libs 中。

创建 CMakeLists.txt 文件，并修改 build.gradle 文件。

下面就可以开始在自己的 Native 代码中，使用 libyuv 库了。具体代码详见我的开源项目。

写完自己的 Native 代码后，就可以开始编译自己的 libyuv 库了。

使用 gradlew 命令编译

1 2	% cd /Users/yhz61010/AndroidStudioProjects/LeoAndroidBaseUtilProject-Kotlin/ % ./gradlew yuv-sdk:assemble

使用 Gradle 侧边栏编译
在 Android Studio 中，点击右侧的侧边栏 Gradle -> LeoAndroidBaseUtil -> yuv-sdk -> build -> assemble。
使用 Build 菜单编译
在 Android Studio 中，选中 yuv-sdk 模块，然后点击 Build 菜单：Build -> Make Module 'LeoAndroidBaseUtil.yuv-sdk’
注意：可以在 Build Variants 中修改编译选项。

编译完自己的 libyuv 后，使用起来就非常简单了，具体的可以查看 YuvUtil 工具类。下面是一些示例：

val nv21Bytes = YuvUtil.i420ToNv21(i420Bytes, width, height)
val nv12Bytes = YuvUtil.i420ToNv12(i420Bytes, width, height)
val rotateI420Bytes = YuvUtil.rotateI420(i420Bytes, width, height, YuvUtil.Rotate_90)
val mirrorI420Bytes = YuvUtil.mirrorI420(i420Bytes, width, height)
val convertToI420Bytes = YuvUtil.convertToI420(yuvData, YuvUtil.I420, width, height, verticallyFlip = true, YuvUtil.Rotate_270)

性能分析

以下是使用 libyuv 库与使用 Kotlin 直接对 YUV420 数据进行操作的性能分析：

视频尺寸（1920x1080）	旋转	镜像	同时进行旋转与镜像
libyuv	5.5ms	4.6ms	6.9ms
Kotlin	26.9ms	17.3ms	35.7ms

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