在之前的文章中介绍了 stb_image 图像库，还顺带提到了 libpng 和 libjpeg ，这篇文章就是介绍如何在 Android 平台上用 CMake 编译 libpng 动态库以及 libpng 使用实践。
libpng 介绍
libpng 的官方介绍网站如下：
下载地址网站如下：
博客中使用的版本是 1.6.37 ，也是目前最新的版本了。
关于 libpng 的编译网上已经有不少博客教程了，但有的是基于 Linux，有的是基于 Android.mk 的，本文会介绍如何在 Android Studio 上通过 CMake 来编译 Android 的动态库。
CMake 编译 libpng 动态库
neon 相关编译
在 libpng 的源代码中，就提供了 CMakeLists.txt 文件用以说明如何编译，但是却不能直接用在 Android 平台上，不过可以借鉴其源码作为参考。
由于 CMake 跨平台编译的特性，一般大型项目代码编译都会针对平台做适配，常见代码结构如下：
if (CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR MATCHES "^arm" OR
CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR MATCHES "^aarch64")
set(libpng_arm_sources
arm/arm_init.c
arm/filter_neon.S
arm/filter_neon_intrinsics.c
arm/palette_neon_intrinsics.c)
// 定义宏
add_definitions(-DPNG_ARM_NEON_OPT=2)
endif ()
这段代码就是判断系统处理器平台，不同平台所需要编译的代码不一样。而 libpng 会有这样的适配，主要是因为它用到了 neon 相关优化，该优化主要是用在 filter 操作方面。
// libpng 使用 neon 优化加速的方法
void
png_read_filter_row_up_neon(png_row_infop row_info, png_bytep row,
png_const_bytep prev_row)
{
png_bytep rp = row;
png_bytep rp_stop = row + row_info->rowbytes;
png_const_bytep pp = prev_row;
png_debug(1, "in png_read_filter_row_up_neon");
for (; rp < rp_stop; rp += 16, pp += 16)
{
uint8x16_t qrp, qpp;
qrp = vld1q_u8(rp);
qpp = vld1q_u8(pp);
qrp = vaddq_u8(qrp, qpp);
vst1q_u8(rp, qrp);
}
}
通过查看 libpng 源代码，要启用 neon 优化，还必须通过 add_definitions 方法定义 DPNG_ARM_NEON_OPT 宏的值为 2 ，否则在源码中会认为不需要使用 neon 。
要使用 neon 编译，还需要指定编译器相关参数：
set_property(SOURCE ${libpng_arm_sources}
APPEND_STRING PROPERTY COMPILE_FLAGS " -mfpu=neon")
不过看到网上一些 libpng 编译文章，基本没提到 neon 相关东西，估计这个优化加速功能用不上吧。
但是，可以在我的 Demo 上看到如何启用 neon 去编译，以后也会写专门的文章来介绍 neon 的使用~~
zlip 库依赖
libpng 动态库编译还依赖 zlip 库，要是在其他平台上需要单独下载这个库，但是 Android 上就不需要了，因为 Android 编译环境本身就提供了这个库，就像我们使用 log 库一样。
// 指定要编译的 so 依赖哪些其他的 so , z 就是 zlib 库
target_link_libraries(png z log )
Android 编译环境中 z 就是 zlip 库了。
源码编译
其他的就是源码编译了，主要是 add_library 方法的使用，要指定好需要编译的源文件。
具体有哪些源文件需要添加到编译中，还是请参考如下链接，就不贴具体代码了，减少文章篇幅。
完成上述三个过程后，就能够编译出 libpng 的动态库了，实际编译过程还是参考项目代码吧。
libpng 的使用实践
编译是小事，重点在使用~~~
以解码 png 图片获取像素内容为例：
linpng 初始化
首先是初始化 libpng ，得到 png_structp 结构体。它可以说是代表了 libpng 上下文，在方法调用时都需要把它作为第一个参数传入。
// 传 nullptr 的参数是用来自定义错误处理的，这里不需要
png_structp png = png_create_read_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING, nullptr, nullptr, nullptr);
由于是读取，方法名中带有 read ,如果是写入，那就是 png_create_write_struct 方法了。
设置错误返回点
由于在创建 png 变量时，用来自定义错误处理的参数都传了 nullptr，所以需要设置错误返回点，这样当 libpng 发生错误时，程序将回到这个调用点，这时候可以做一些清理工作：
if (setjmp(png_jmpbuf(png))) {
png_destroy_read_struct(&png, nullptr, nullptr);
fclose(fp);
return;
}
判断文件是否是 png 格式
libpng 提供了 png_sig_cmp 方法来检查文件是否 png 格式。
#define PNG_BYTES_TO_CHECK 4
char buf[PNG_BYTES_TO_CHECK];
// 读取 buffer
if (fread(buf, 1, PNG_BYTES_TO_CHECK, fp) != PNG_BYTES_TO_CHECK) {
return;
}
// 判断
if (!png_sig_cmp(reinterpret_cast<png_const_bytep>(buf), 0, PNG_BYTES_TO_CHECK)) {
// 返回值不等于 0 则是 png 文件格式
}
如果调用了该方法，需要通过 png_set_sig_bytes 方法告诉 libpng 该跳过相应的数据，否则会出现黑屏，或者通过 rewind 方法重置文件指针。
获取图像信息
首先创建 png_infop 结构体来代表图像信息：
png_infop infop = png_create_info_struct(png);
然后是设置图像的数据源，前提是要得到文件路径：
// 根据文件路径打开文件
FILE *fp = fopen(mFileName.c_str(), "rb");
// 设置图像数据源
png_init_io(png, fp);
接下来是读取信息：
png_read_png(png, infop,
(PNG_TRANSFORM_STRIP_16 | PNG_TRANSFORM_PACKING | PNG_TRANSFORM_EXPAND),
通过如下方法，能得到图像具体某方面信息：
mWidth = png_get_image_width(png, info);
mHeight = png_get_image_height(png, info);
mColorType = png_get_color_type(png, info);
mBitDepth = png_get_bit_depth(png, info);
当然也可以通过 png_get_IHDR 方法去获得信息
png_get_IHDR(png, infop, &mWidth, &mHeight, &mBitDepth, &mColorType, &mInterlaceType,
&mCompressionType, &mFilterType);
获取像素内容
通过 png_get_rows 方法按行获取所有的数据，然后赋值到像素指针上去。
// 代表像素内容的指针
unsigned char *mPixelData;
// 获取每行的字节数量
unsigned int row_bytes = png_get_rowbytes(png, infop);
mPixelData = new unsigned char[row_bytes * mHeight];
png_bytepp rows = png_get_rows(png, infop);
// 逐行读取，并填充到像素指针上去
for (int i = 0; i < mHeight; ++i) {
memcpy(mPixelData + (row_bytes * i), rows[i], row_bytes);
}
其实在前面的 png_read_png 方法中就已经得到了所有的像素内容，保存在 infop 变量的 row_pointers 中，具体的实现如下：
通过 png_read_image 方式读取像素内容：
// row_pointers 当成了一维指针数组
png_bytep *row_pointers;
row_pointers = (png_bytep *) malloc(sizeof(png_bytep) * mHeight);
for (int y = 0; y < mHeight; y++) {
row_pointers[y] = (png_byte *) malloc(png_get_rowbytes(png, info));
}
png_read_image(png, row_pointers);
最后，别忘了调用 png_read_end 方法结束读取。
有了像素内容，就可以做一个常见的渲染操作了，将像素内容渲染绘制到纹理上。
保存图片
最后介绍如何根据像素内容去保存图片，在 libpng 中也提供了相应的方法调用，流程就是如下方法：
png = png_create_write_struct()
infop = png_create_info_struct()
// 关联数据源，png 和要写入的文件
png_init_io(png,fp)
// 设置 infop 相关参数，代表最好要生成的图片文件相关信息
png_set_IHDR()
// 写入图片信息
png_write_info(png, infop);
// 写入图片像素内容
png_write_image(png, row_pointers);
// 结束写入
png_write_end(png, NULL);
流程和读取像素内容恰好相反。
其中 png 变量要通过 png_create_write_struct 创建。
infop 变量还是 png_create_info_struct 方法创建。
接下来就是设置图片信息，写入图片信息，写入像素内容，具体的代码实践可以参考我的代码示例。
参考
最后，在 libpng 的源代码中，也提供了丰富的示例，一般这种开源库都会提供相应的 test 代码，通过 test 代码基本都能找到相应的函数调用。
libpng 的官网示例地址如下：
有疑问的话，基本都可以在这个上面找到答案。
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