Mtk's Blog: 8月 2011

2011年8月27日土曜日

[AV] コンポーネント端子がついてないテレビにPS2や古いDVDプレイヤーを接続する

How to connect component terminal to D terminal?

テレビも液晶ディスプレイも故障したため新しいテレビを買を買ったのですが、このテレビにはコンポーネント端子がついていません。（承知の上で買いました）
今までのテレビが10年以上前に買った製品だったので、ゲーム機もDVDプレイヤーもコンポーネント端子でつなげていました。

テレビ背面の端子。コンポーネント端子やS端子がありません。

左がプレステ2用、左が汎用

綺麗な映像を見たいのでコンポジット端子は使いたくありません。
このテレビにはD端子がついてるのでD端子ケーブルを買えばいいのですが、機器に合わせて全部そろえるとしたら大きな出費です。
HDMIの時代に、アナログ規格のケーブルに投資するのは気が引けてしまいます。

そこで、1780円前後で売られているコンポーネント端子をD端子に変換するケーブルを買いました。
富士パーツD端子コンポーネント変換ケーブル AD-513　0.1m（D端子・オス－コンポーネント端子・メス）

AVケーブルD端子⇔コンポーネント端子変...
価格：1,785円（税込、送料別）

富士パーツ0.1mD端子コンポーネント変換ケーブル ...
価格：1,780円（税込、送料別）

これで綺麗に映りました。

私事ですが、プレステ用のAVケーブルはコンポーネント端子ケーブルの他、21ピンアナログRGBケーブルやS端子ケーブルも持ってます。
過去にいろいろなAV規格があったのに、デジタル時代の今ではHDMI、DisplayPort、Thunderboltといった異なる規格が乱立してます。
日本のメーカーのノートパソコンにはHDMIがついてますが、HP製にDisplayPort、アップル製にThunderboltといった別の規格がついてます。
ノートパソコンの映像を外部出力するにはそれぞれの規格に対応した装置が必要になってしまいます。
規格争いはいい加減にして欲しいですね。

2011年8月20日土曜日

[Android] ThumbモードとARMモード、どちらが速いのか？

Which is faster, Thumb or ARM?

多くのAndroid端末に使われているARM系CPUは16ビットのThumbモードと32ビットのARMモードとがあります。
「ARMモードの方が速い」という意見がある一方、「Thumbモードはプログラムサイズが小さい分メモリーアクセスが少ない」という意見があり、どちらが効率がいいのかよくわかりません。
そこで、ThumbモードとARMモードを比較してみました。

Activityのソース(Main.java)

package jp.fujiu.NdkBench;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.widget.Toast;

public class Main extends Activity {
 static {
  System.loadLibrary("ndk");
 }
 native private void ndkBenchInt(int arg);
 native private void ndkBenchFloat(float arg);
 native private void ndkBenchAtan2(double arg);
 
 @Override
 public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  super.onCreate(savedInstanceState);
  long t1;
  long t2;
  String result;
  
  //(1)int型(32ビット)の検証
  t1 = System.currentTimeMillis();
  
  ndkBenchInt(100);
  ndkBenchInt(1000);
  ndkBenchInt(10000);
  
  t2 = System.currentTimeMillis();
  
  result = "ndkBenchInt: " + (t2 - t1) + "ms";
  Log.d("result", result);
  Toast.makeText(getApplicationContext(), result, Toast.LENGTH_LONG).show();
  
  
  //(2)float型(64ビット)の検証
  t1 = System.currentTimeMillis();
  
  ndkBenchFloat(0.01f);
  ndkBenchFloat(0.001f);
  ndkBenchFloat(0.0001f);
  
  t2 = System.currentTimeMillis();
  
  result = "ndkBenchFloat: " + (t2 - t1) + "ms";
  Log.d("result", result);
  Toast.makeText(getApplicationContext(), result, Toast.LENGTH_LONG).show();
  
  
  //(3)atan2関数(複雑な計算)の検証
  t1 = System.currentTimeMillis();
  
  ndkBenchAtan2(0.1);
  ndkBenchAtan2(1.0);
  ndkBenchAtan2(10.0);
  
  t2 = System.currentTimeMillis();
  
  result = "ndkBenchAtan2: " + (t2 - t1) + "ms";
  Log.d("result", result);
  Toast.makeText(getApplicationContext(), result, Toast.LENGTH_LONG).show();
 }
}

jni/nck.cpp

#include <jni.h>
#include <math.h>

extern "C" JNIEXPORT
void JNICALL Java_jp_fujiu_NdkBench_Main_ndkBenchInt (JNIEnv *, jobject, jint arg){
 const unsigned int SIZE = 0x008fffff;
 unsigned int i;
 
 int *p = new int[SIZE];
 for (i=0; i<SIZE; i++){
  p[i] = arg;
 }
 delete [] p;
}

extern "C" JNIEXPORT
void JNICALL Java_jp_fujiu_NdkBench_Main_ndkBenchFloat (JNIEnv *, jobject, jfloat arg){
 const unsigned int SIZE = 0x004fffff;
 unsigned int i;
 
 float *p = new float[SIZE];
 for (i=0; i<SIZE; i++){
  p[i] = arg;
 }
 delete [] p;
}

extern "C" JNIEXPORT
void JNICALL Java_jp_fujiu_NdkBench_Main_ndkBenchAtan2 (JNIEnv *, jobject, jdouble arg){
 const unsigned int SIZE = 0x004fffff;
 unsigned int i;
 
 double *p = new double[SIZE];
 for (i=0; i<SIZE; i++){
  p[i] = atan2(arg, (double)i);
 }
 delete [] p;
}

Android.mk(Thumbモードの場合)

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE    := ndk
LOCAL_SRC_FILES := ndk.cpp
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

Android.mk(ARMモードの場合)

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE    := ndk
LOCAL_SRC_FILES := ndk.cpp
LOCAL_ARM_MODE := arm
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

結果
(1)int型(32ビット)の検証
エミュレーター・実機(IS01)とも、Thumbモードの方が速い。

(2)float型(64ビット)の検証
エミュレーターではARMモードの方が速く、実機(IS01)ではthumbモードの方が速い。

(3)atan2関数(複雑な計算)の検証
エミュレーターではARMモードの方が速く、実機(IS01)ではthumbモードの方が速い。

結論
Thumbモードの方が速い場合がある。
ARMモードが常に速いとは限らないようです。Android-NDKを使ったアプリケーションを公開する時は機種ごと・アプリごとにベンチマークを取って比較した方がいいようです。

以上、参考になれば幸いです。

2011年8月13日土曜日

[Android] 自身をタスクキルするアプリケーションを作るには

How to kill the application's own self

Androidアプリケーションは終了すると、何の処理をしなくてもRAM(メモリー)に残ります。
（終了してもバックグランドで処理を続けるプリケーションもあります）
他のアプリケーションが起動するなど、空きメモリーが必要になったときにOSがRAMから消します。
アプリケーションがRAMに残っていた方が速く起動できるし、バッテリーやフラッシュROMの寿命も長持ちします。

ただ、アプリケーションが終了後もRAMに残ることに不安を覚えるユーザーも少なからずいらっしゃるようです。
そこでActivityを終了したらRAMから消える（タスクキル）サンプルを作ってみました。

ソースです。
Activityのソース用（Main.java）

package jp.fujiu.AndroidApp.ProcessKiller;

import android.app.Activity;
import android.os.Process;

public class Main extends Activity {
 @Override
 protected void onDestroy() {
  super.onDestroy();
  Process.killProcess(Process.myPid());
 }
}

※パーミッション不要のため、マニフェストは省略

onDestroyメソッドの最後に Process.killProcess(Process.myPid()); を書くだけです。

アプリケーションを起動するとタスクリスト（※）にパッケージ名が表示されます。
（※正式名称は不明ですがここでは「タスクリスト」と呼びます）
一度起動したアプリケーションは、RAMに十分な空き容量があれば終了してもタスクリストから消えないのが普通です。

Process.killProcess(Process.myPid()); が実行されると直ちにタスクリストから消えます。

ちなみにタスクキルすると
INFO/ActivityManager(**): Process jp.fujiu.AndroidApp.ProcessKiller (pid ***) has died.
というログが残ります。異常終了したときと同じ内容なので、あまりいい気分ではありません。
タスクキルのメリットを強いて上げるならメモリーリークを解放してくれるようですが、メモリーリークを起こしているならタスクキルに頼らずコードを直すべきです。
本当にタスクキルするかどうかをユーザーに確認する画面を用意した方がいいと思います。

以上、参考になれば幸いです。

2011年8月6日土曜日

[Android] Android-NDKでテクスチャを表示するには

How to draw textures in Android-NDK

Havaは大きいソースが扱えないので、[Android] 頂点の多いポリゴンを扱うにはでは頂点数の多いポリゴンをAndroid-NDKを使ってJNIからJavaに大きい配列を渡す方法でバナナを表示しました。この方法はFloatBufferの作成に時間がかかるという問題がありました。
今回は、頂点とテクスチャの機能もJNIで書いてみます。

JNIで画像を扱うには？
テクスチャを表示するためglTexImage2Dを使います。
glTexImage2Dで表示できるテクスチャ画像はunsigned char型配列のビットマップデータです。配列の内容は1ピクセルごとにRGBAの順に1バイトずつです。
このブログを作成している時点ではJNIからres/drawableフォルダーやassetsフォルダーのファイルを扱う方法が見当たりませんでした。
そこで、JNIで画像データを扱うために次のようにしました。

Javaでres/drawableフォルダーの画像をint型配列に変換してJNIに渡す
JNIでJavaから渡されたint型配列をunsigned char型配列に変換しテクスチャ表示する

以下ソースです。
ndk.cpp

#include <jni.h>
#include <GLES/gl.h>
#include <GLES/glext.h>
#include "glu.h"
#include "banana.h"

//テクスチャの各定義
GLuint textures[1];
unsigned char *texData;

//テクスチャのサイズ
int texWidth;
int texHeight;

//回転
float xrot = 0.0;
float yrot = 0.0;

extern "C" JNIEXPORT 
void JNICALL Java_jp_fujiu_NdkTexture_Main_setNdkPixels (JNIEnv *env, jobject, jintArray pixels, jint width, jint height, jint size){
 texWidth = width;
 texHeight = height;
 
 // jintArrayをjint配列に変換
 jint* arr = env->GetIntArrayElements(pixels, NULL);
 
 // int型(4バイト)ARGBのピクセル情報を1バイトごとにRGBAに並べ替えてunsigned char型配列に格納
 texData = new unsigned char[size * 4];
 for (int i=0; i<size; i++){
  int j = i * 4;
  texData[j + 2] = arr[i]; //Blue
  arr[i] >>= 8;
  texData[j + 1] = arr[i]; //Green
  arr[i] >>= 8;
  texData[j + 0] = arr[i]; //Red
  arr[i] >>= 8;
  texData[j + 3] = arr[i]; //Alpha
 }
 
 // jint配列を解放
 env->ReleaseIntArrayElements(pixels, arr, 0);
}

extern "C" JNIEXPORT 
void JNICALL Java_jp_fujiu_NdkTexture_Main_setNdkRotate (JNIEnv *, jobject, jfloat x, jfloat y){
 xrot = x;
 yrot = y;
}

extern "C" JNIEXPORT 
void JNICALL Java_jp_fujiu_NdkTexture_Main_onNdkCreated (JNIEnv *, jobject){
 //背景の色
 glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
 glClearDepthf(1.0);

 //片面スムーズシェーディング
 glShadeModel(GL_SMOOTH);

 //深度テスト
 glEnable(GL_DEPTH_TEST);

 //モデルビュー変換
 glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 glLoadIdentity();
 
 //テクスチャ処理
 glGenTextures(1, textures);
 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[0]);
 glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, texWidth, texHeight, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, texData);
 glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
 glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
}

extern "C" JNIEXPORT 
void JNICALL Java_jp_fujiu_NdkTexture_Main_onNdkChanged (JNIEnv *, jobject, jint width, jint height){
 glViewport(0, 0, width, height);

 //射影変換
 glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 glLoadIdentity();

 //視点
 gluPerspective(45, (float)width/(float)height, 0.1, 100);
 gluLookAt(0, 0, 3, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
}

extern "C" JNIEXPORT 
void JNICALL Java_jp_fujiu_NdkTexture_Main_onNdkDraw (JNIEnv *, jobject){
 glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

 glEnableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
 glEnableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
 glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
 glEnable(GL_TEXTURE_2D);
 
 //バナナを表示
 glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, textures[0]);
 glVertexPointer(3, GL_FLOAT, 0, bananaVerts);
 glNormalPointer(GL_FLOAT, 0, bananaNormals);
 glTexCoordPointer(2, GL_FLOAT, 0, bananaTexCoords);
 glPushMatrix();
 glRotatef(xrot, 0, 1, 0);
 glRotatef(yrot, 1, 0, 0);
 glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, bananaNumVerts);
 glPopMatrix();
 
 glDisable(GL_TEXTURE_2D);
 glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
 glDisableClientState(GL_NORMAL_ARRAY);
 glDisableClientState(GL_VERTEX_ARRAY);
}

extern "C" JNIEXPORT 
void JNICALL Java_jp_fujiu_NdkTexture_Main_ndkFinalize (JNIEnv *, jobject){
 delete [] texData;
}

glu.h （Android-NDKのsampleの com.example.SanAngeles から抜粋しました）

#include <math.h>
#define PI 3.1415926535897932f

/* Following gluLookAt implementation is adapted from the
 * Mesa 3D Graphics library. http://www.mesa3d.org
 */
static void gluLookAt(GLfloat eyex, GLfloat eyey, GLfloat eyez,
 GLfloat centerx, GLfloat centery, GLfloat centerz,
 GLfloat upx, GLfloat upy, GLfloat upz) {
 GLfloat m[16];
 GLfloat x[3], y[3], z[3];
 GLfloat mag;

 z[0] = eyex - centerx;
 z[1] = eyey - centery;
 z[2] = eyez - centerz;
 mag = (float)sqrt(z[0] * z[0] + z[1] * z[1] + z[2] * z[2]);
 if (mag) {
  z[0] /= mag;
  z[1] /= mag;
  z[2] /= mag;
 }

 y[0] = upx;
 y[1] = upy;
 y[2] = upz;

 x[0] =  y[1] * z[2] - y[2] * z[1];
 x[1] = -y[0] * z[2] + y[2] * z[0];
 x[2] =  y[0] * z[1] - y[1] * z[0];

 y[0] =  z[1] * x[2] - z[2] * x[1];
 y[1] = -z[0] * x[2] + z[2] * x[0];
 y[2] =  z[0] * x[1] - z[1] * x[0];

 mag = (float)sqrt(x[0] * x[0] + x[1] * x[1] + x[2] * x[2]);
 if (mag) {
  x[0] /= mag;
  x[1] /= mag;
  x[2] /= mag;
 }

 mag = (float)sqrt(y[0] * y[0] + y[1] * y[1] + y[2] * y[2]);
 if (mag) {
  y[0] /= mag;
  y[1] /= mag;
  y[2] /= mag;
 }

#define M(row,col)  m[col*4+row]
 M(0, 0) = x[0];
 M(0, 1) = x[1];
 M(0, 2) = x[2];
 M(0, 3) = 0.0;
 M(1, 0) = y[0];
 M(1, 1) = y[1];
 M(1, 2) = y[2];
 M(1, 3) = 0.0;
 M(2, 0) = z[0];
 M(2, 1) = z[1];
 M(2, 2) = z[2];
 M(2, 3) = 0.0;
 M(3, 0) = 0.0;
 M(3, 1) = 0.0;
 M(3, 2) = 0.0;
 M(3, 3) = 1.0;
#undef M
 {
  int a;
  GLfixed fixedM[16];
  for (a = 0; a < 16; ++a)
   fixedM[a] = (GLfixed)(m[a] * 65536);
  glMultMatrixx(fixedM);
 }

 glTranslatex((GLfixed)(-eyex * 65536),
     (GLfixed)(-eyey * 65536),
     (GLfixed)(-eyez * 65536));
}

static void gluPerspective(GLfloat fovy, GLfloat aspect,
                           GLfloat zNear, GLfloat zFar) {
 GLfloat xmin, xmax, ymin, ymax;

 ymax = zNear * (GLfloat)tan(fovy * PI / 360);
 ymin = -ymax;
 xmin = ymin * aspect;
 xmax = ymax * aspect;

 glFrustumx((GLfixed)(xmin * 65536), (GLfixed)(xmax * 65536),
      (GLfixed)(ymin * 65536), (GLfixed)(ymax * 65536),
      (GLfixed)(zNear * 65536), (GLfixed)(zFar * 65536));
}

Android.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE    := ndk
LOCAL_SRC_FILES := ndk.cpp
LOCAL_LDLIBS := -lGLESv1_CM
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

これら ndk.cpp、glu.h、Android.mk と、HBehrens-obj2opengl-a0f123e.zipのbanana.h をプロジェクトのjniフォルダーにインポートし、カレントフォルダーをjniに移してndk-buildを実行します。
HBehrens-obj2opengl-a0f123e.zipののbanana.jpgをres/drawableフォルダーにインポートします。

Activityのソース(Main.java)

package jp.fujiu.NdkTexture;

import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;

import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.opengl.GLSurfaceView.Renderer;
import android.os.Bundle;
import android.view.MotionEvent;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.Window;

public class Main extends Activity {
 static {
  System.loadLibrary("ndk");
 }
 
 native private void setNdkPixels(int[] pixels, int width, int height, int size);
 native private void setNdkRotate(float x, float y);
 native private void onNdkCreated();
 native private void onNdkChanged(int width, int height);
 native private void onNdkDraw();
 native private void ndkFinalize();
 
 private MainSurface surface = null;
 
 //タップの座標
 private float xtap = 0.0f;
 private float ytap = 0.0f;
 
 //回転角度
 private float xrot = 0.0f;
 private float yrot = 0.0f;
 
 @Override
 public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  super.onCreate(savedInstanceState);
  requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE); //タイトルバー非表示
 }
 
 @Override
 protected void onResume() {
  super.onResume();
  surface = new MainSurface(this);
  surface.setRenderer(surface);
  surface.setFocusable(true);
  surface.setKeepScreenOn(true);
  setContentView(surface);
 }
 
 @Override
 protected void onPause() {
  super.onPause();
  surface.setKeepScreenOn(false);
 }

 @Override
 public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
  switch(event.getAction()){
  case MotionEvent.ACTION_DOWN:
   xtap = event.getX();
   ytap = event.getY();
   break;
  case MotionEvent.ACTION_MOVE:
   xrot += (event.getX() - xtap);
   xtap = event.getX();
   yrot += (event.getY() - ytap);
   ytap = event.getY();
   setNdkRotate(xrot, yrot);
   break;
  }
  return true;
 }
 
 private class MainSurface extends GLSurfaceView implements Renderer{
  public MainSurface(Context context) {
   super(context);
  }

  @Override
  public void onSurfaceCreated(GL10 gl, EGLConfig config) {
   //画像ファイルをint型配列に変換してJNIに渡す
   final BitmapFactory.Options opts = new BitmapFactory.Options();
   opts.inScaled = false;
   opts.inPreferredConfig = Bitmap.Config.ARGB_8888;
   Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.banana, opts);
   int width = bmp.getWidth();
   int height = bmp.getHeight();
   int size = width * height;
   int pixels[] = new int[size];
   bmp.getPixels(pixels, 0, width, 0, 0, width, height);
   bmp.recycle();
   setNdkPixels(pixels, width, height, size);
   
   onNdkCreated();
  }
  
  @Override
  public void onSurfaceChanged(GL10 gl, int width, int height) {
   onNdkChanged(width, height);
  }
  
  @Override
  public void onDrawFrame(GL10 gl) {
   onNdkDraw();
  }

  @Override
  public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
   ndkFinalize();
   super.surfaceDestroyed(holder);
  }
 }
}

画面をフリックするとバナナが回転するようにしました。

これをエミュレーターで実行したら一瞬でバナナが表示されました。JavaでFloatBufferを作成する方法（エミュレーターで2分くらい）とは大違いの速さです。
テスト環境では、Heapを見比べたらJavaでFloatBufferを作成する方法に比べて1MBほどメモリーの節約になりました。
Android-NDKでビルドしたアプリケーションはARMの端末でしか動作しないのが玉に瑕です。

以上、参考になれば幸いです。