Extended A Study in Bitmap: Is NDK the fast Processing method by CPU?

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1. EXTENDED A Study in Bitmap: Is NDK the Fastest Processing Method by CPU? キクチコウダイ
2. 自己紹介 菊池 広大（キクチコウダイ） 2023年6月 株式会社マネーフォワードに入社 埼玉出身、Iターンで東京から福岡に引越し Androidエンジニア、たまにバックエンド Github: https://github.com/BigBackBoom
3. WE ARE HIRING!!!!
4. 概要 以前、モバチキで発表したものに 内容を肉付けしたものとなっています。
5. おさらい
6. 概要 C++で実行されるAndroidのNDKは 本当に実行速度最速なのか？ Bitmapファイルを処理して その速度を検証してみよう
7. NDKとは？
8. NDKとは？ • Kotlin/JavaからC/C++などのNativeコードでの開発 が可能にするツールセット • C/C++でしか提供されていないパワフルなライブラリ が利用可能になる • Nativeコードのロジックを再利用できる。
9. 検証内容
10. 検証内容 ４KのBMPファイルを アルファブレンディングして 処理時間を測る
11. パフォーマンス
12. パフォーマンス
13. パフォーマンス NDK： • Average: 50ms • Max: 75ms • Min: 33ms • Median: 45.5ms JVM: • Average: 63.3ms • Max: 90ms • Min: 59ms • Median: 60ms まとめ
14. 結論 • NDKだから早いとは限らない • ただ、ハードウェアアクセラレーションを利用すれば最強！ • とはいえ、【パフォーマンスチューニング】は大事だが、ゲームアプリ のフレームレート改善でもない限り、msレベルのチューニングは無駄
15. EXTENDED!
16. Extended なんでJVMとネイティブコードで そんなに処理速度に差が出てないの？
17. Extended JavaはJust in Time（JIT）コンパイラーを 内部的に利用しているため 実行直前にネイティブコードを生成している。
18. Extended ハードウェアアクセラレーションでの処理は 果たして高速なのだろうか？ OpenGL© ESで試してみた
19. Extended • クロスプラットフォームで動作するグラフィックライ ブラリ。 • 実装難易度は高いが、最高レベルのパフォーマンスで 描画可能 • Androidの描画ライブラリSkiaも裏はこいつ
20. Extended OpenGLのテクスチャに画像を貼り付けて シェーダーで高速 ブレンディング処理を実施する
21. Extended • テクスチャの色データを取 り出す GLSLの実装 #version 300 es precision mediump float; in vec2 v_texCoord; layout(location = 0) out vec4 outColor; uniform sampler2D s_texture; uniform vec3 rgb; uniform float alpha; void main() { // change color order since bitmap is BGR float filtering = 1.0 - alpha; vec4 texture = texture(s_texture , v_texCoord); float r = (texture.b * alpha) + (rgb.r * filtering) ; float g = (texture.g * alpha) + (rgb.g * filtering) ; float b = (texture.r * alpha) + (rgb.b * filtering) ; // change color order since bitmap is BGR outColor = vec4(r, g, b, 1.0f); }
22. Extended • テクスチャの色データを取 り出す • 取り出したデータでブレン ディング処理をする GLSLの実装 #version 300 es precision mediump float; in vec2 v_texCoord; layout(location = 0) out vec4 outColor; uniform sampler2D s_texture; uniform vec3 rgb; uniform float alpha; void main() { // change color order since bitmap is BGR float filtering = 1.0 - alpha; vec4 texture = texture(s_texture , v_texCoord); float r = (texture.b * alpha) + (rgb.r * filtering) ; float g = (texture.g * alpha) + (rgb.g * filtering) ; float b = (texture.r * alpha) + (rgb.b * filtering) ; // change color order since bitmap is BGR outColor = vec4(r, g, b, 1.0f); }
23. Extended • テクスチャの色データを取 り出す • 取り出したデータでブレン ディング処理をする • 普通のプログラミング言語 に近いが、if文を使うと劇 的に遅くなる😂 GLSLの実装 #version 300 es precision mediump float; in vec2 v_texCoord; layout(location = 0) out vec4 outColor; uniform sampler2D s_texture; uniform vec3 rgb; uniform float alpha; void main() { // change color order since bitmap is BGR float filtering = 1.0 - alpha; vec4 texture = texture(s_texture , v_texCoord); float r = (texture.b * alpha) + (rgb.r * filtering) ; float g = (texture.g * alpha) + (rgb.g * filtering) ; float b = (texture.r * alpha) + (rgb.b * filtering) ; // change color order since bitmap is BGR outColor = vec4(r, g, b, 1.0f); }
24. Extended
25. 結論
26. 結論 俺たちのGPUは最強なんだ！
27. 結論 • Javaも実は実処理はネイティブコード • GPUを使った処理はやっぱり早い。
28. 以上、ありがとうございました！
29. Sample Repository: ❖ Kotlin 2.0 ❖ Multi-Module with NDK ❖ Jetpack Compose https://github.com/BigBackBoom/hades