依据电子工业出版社第4版完整目录，覆盖32个本页节点：以Bitmap、Canvas、Paint、Path、Matrix、Shader、逐帧/补间/属性动画和SurfaceView完成图像流水线

第7章图形与图像处理

在《第7章图形与图像处理》中，本页依据电子工业出版社《疯狂Android讲义》第4版完整目录独立重构，不复制原文。版本锁定李刚、2019年3月、764页、ISBN 9787121360091，以Android 9 系列、Android Studio与Java为基线；现代项目必须另建迁移层，不能无说明地把Compose或最新targetSdk规则写回原书语境。

学习目标

能解释“第7章图形与图像处理”全部正式节点的组件所有者、生命周期、线程、权限和Android 9 系列版本边界。
能实现“以Bitmap、Canvas、Paint、Path、Matrix、Shader、逐帧/补间/属性动画和SurfaceView完成图像流水线”的最小垂直切片，并保存构建、设备操作、原始日志和断言。
能比较正常运行、旋转、后台、进程重建、权限拒绝与外部故障下的行为差异。
能设计推翻当前实现的反例，并凭像素输出、帧时间、内存预算、动画时间线、Surface生命周期和资源释放记录完成独立交接。

机制总览

第7章图形与图像处理：机制路径

1
从项目合同与生命周期开始
在《第7章图形与图像处理》中，第4版以近百个实例和两个综合项目组织知识，不是零散API列表。每个节点都要回答用户从哪里进入、哪个组件拥有工作、回调在哪个线程发生、哪些事实必须恢复、需要什么权限、外部系统如何失败，以及资源何时释放。
2
最小可执行切片
ScreenState reduce(ScreenState current, UiEvent event) return nextState(current, event);
3
线程、权限、状态与资源
在《第7章图形与图像处理》中，主线程负责输入、生命周期分发和UI；文件、SQLite、网络、图片解码、OpenGL准备与长计算不得阻塞帧。后台结果返回前确认所有者仍有效，Service并不自动拥有后台线程，Receiver也不能无限运行。每个实现列出入口、线程、事实源、权限、取消点、关闭责任和用户可见失败。

先按顺序建立机制，再进入实验切换阶段并检查失效证据。

章级决策实验

第7章图形与图像处理：机制与证据

切换《第7章图形与图像处理》的三个关键教学阶段，先解释机制，再用运行与失败证据验证结论。

选择推理阶段

当前阶段 · 从项目合同与生命周期开始

在《第7章图形与图像处理》中，第4版以近百个实例和两个综合项目组织知识，不是零散API列表。每个节点都要回答用户从哪里进入、哪个组件拥有工作、回调在哪个线程发生、哪些事实必须恢复、需要什么权限、外部系统如何失败，以及资源何时释放。

可核验证据

在 Android 9.x/Java 基线上复现「从项目合同与生命周期开始」，保存构建与设备指纹、操作、线程/生命周期轨迹、状态快照，并注入一个权限、重建或外部服务失败。

学完《第7章图形与图像处理》后，应能从输入和前置条件推导状态变化，并用可重复的构建、运行或边界测试证明结果。

失效—证据矩阵

第7章图形与图像处理：失效与核验

从项目合同与生命周期开始

典型失效

若学习「从项目合同与生命周期开始」只复制正常路径示例而不声明组件 owner、线程、状态、权限与外部失败，应用会在旋转、进程重建、拒权或弱网时丢失行为。

核验证据

最小可执行切片

典型失效

若学习「最小可执行切片」只复制正常路径示例而不声明组件 owner、线程、状态、权限与外部失败，应用会在旋转、进程重建、拒权或弱网时丢失行为。

核验证据

在 Android 9.x/Java 基线上复现「最小可执行切片」，保存构建与设备指纹、操作、线程/生命周期轨迹、状态快照，并注入一个权限、重建或外部服务失败。

线程、权限、状态与资源

典型失效

若学习「线程、权限、状态与资源」只复制正常路径示例而不声明组件 owner、线程、状态、权限与外部失败，应用会在旋转、进程重建、拒权或弱网时丢失行为。

核验证据

在 Android 9.x/Java 基线上复现「线程、权限、状态与资源」，保存构建与设备指纹、操作、线程/生命周期轨迹、状态快照，并注入一个权限、重建或外部服务失败。

每个判断都必须能落到观测、测试或产物，不能只凭代码表面推测。

从项目合同与生命周期开始

在《第7章图形与图像处理》中，第4版以近百个实例和两个综合项目组织知识，不是零散API列表。每个节点都要回答用户从哪里进入、哪个组件拥有工作、回调在哪个线程发生、哪些事实必须恢复、需要什么权限、外部系统如何失败，以及资源何时释放。连接Activity、Fragment、View、Service、Receiver、线程与媒体资源。

在《第7章图形与图像处理》中，界面字段和进程单例不是可靠事实源。要按大小和寿命放入Bundle、文件、SQLite或服务端。Intent、Provider、网络、定位、地图和系统服务构成，成功响应只是其中一个样本。

在《第7章图形与图像处理》中，本书准确反映Android 9时代。要求先复现原书机制，再迁移组件导出、分区存储、通知、后台启动、位置和废弃API。保证示例不是只在作者机器上可用。

最小可执行切片

先把业务状态转换与Android副作用分开，便于在设备之外验证不变量：

sealed interface ScreenState permits Loading, Ready, Failed {}
record Loading() implements ScreenState {}
record Ready(String key) implements ScreenState {}
record Failed(String reason, boolean retryable) implements ScreenState {}
 
ScreenState reduce(ScreenState current, UiEvent event) { return nextState(current, event); }

固定环境并从命令行保留构建和设备证据：

./gradlew --no-daemon clean test assembleDebug
adb install -r app/build/outputs/apk/debug/app-debug.apk
adb shell am force-stop org.example.app
adb shell monkey -p org.example.app 1
adb logcat -d -v threadtime > run.log

先写行为合同，再执行用户动作与故障注入：

Given a pinned JDK, SDK, Gradle build, device API, locale, permission state, and input
When the owner is recreated after state saving or process death
Then durable facts reconstruct the same user-visible state
And cancelled work cannot update a destroyed owner
And denied permission, offline input, malformed data, and missing hardware remain recoverable

在《第7章图形与图像处理》中，三段代码分别约束状态模型、环境重放和行为结果。第4版源码使用当时Java/Android API；这里的状态骨架只说明测试边界，不冒充原书代码。真实项目还需要静态检查、仪器测试、无障碍检查和发布构建。

线程、权限、状态与资源

在《第7章图形与图像处理》中，主线程负责输入、生命周期分发和UI；文件、SQLite、网络、图片解码、OpenGL准备与长计算不得阻塞帧。后台结果返回前确认所有者仍有效，Service并不自动拥有后台线程，Receiver也不能无限运行。每个实现列出入口、线程、事实源、权限、取消点、关闭责任和用户可见失败。

在《第7章图形与图像处理》中，Intent、Provider、WebView、JSON、文件URI、地图Key、位置和传感器样本都按不可信输入处理。在《第7章图形与图像处理》中，校验action、scheme、MIME、大小、授权、时效和响应者；导出组件最小授权；日志、截图与数据库不得泄露联系人、短信、位置、令牌或签名密钥。

在《第7章图形与图像处理》中，性能以用户任务衡量：界面看首帧和掉帧，列表看回收与分配，媒体和图形看帧时间与内存，网络看超时和取消，传感器看采样与耗电，后台工作看约束与重复调度。比较时固定设备、构建类型、数据规模和网络条件。

在《第7章图形与图像处理》中，现代迁移一次改变一个条件。在《第7章图形与图像处理》中，AsyncTask、IntentService、旧Fragment、外部存储、后台Service、隐式广播、HTTP明文、旧定位和地图SDK都需要查当前合同；先保存Android 9基线，再迁移并保留行为差异、测试和回滚。

本章回顾

本页从“第7章图形与图像处理”覆盖到“7.8 本章小结”，共32个正式目录条目。掌握标准是能沿“以Bitmap、Canvas、Paint、Path、Matrix、Shader、逐帧/补间/属性动画和SurfaceView完成图像流水线”解释组件与数据边界，运行正常、重建与失败实验，并让另一位开发者仅凭像素输出、帧时间、内存预算、动画时间线、Surface生命周期和资源释放记录重放结论。

练习

问题 1：“第7章图形与图像处理”覆盖哪些正式节点和主线？

问题 2：怎样建立本页最小可执行实验？

问题 3：为什么只在正常路径运行不能证明完成？

问题 4：怎样设计能推翻实现的反例？

问题 5：从Android 9迁移到现代targetSdk时如何控制变量？

问题 6：达到独立交接标准需要什么？

名词解释

本章出现的专业名词，用大白话再讲一遍。

生命周期所有者: 负责创建、取消并最终释放组件、任务或资源的明确作用域。
可恢复状态: 配置变化或进程重建后能从保存事实重新构造的最小用户状态。
外部合同: 跨组件或系统边界交换数据时必须验证的类型、权限、大小、时序与失败约束。
版本边界: Android版本、targetSdk、设备能力、权限与依赖共同限定的行为适用范围。
证据链: 由环境指纹、输入、操作、日志、状态快照和断言组成的可重放结论。

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原版目录概念补充核对

以下条目补齐官方目录中容易被示例主线掩盖的概念。它们不重复罗列目录，而是明确每项概念的机制、适用边界和验收证据。

7.1 使用简单图片：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.1 使用简单图片要在 Android 9 系列/Java 基线上写清入口、组件 owner、线程、可恢复状态、权限和外部失败。固定设备与输入，只改变一个生命周期或平台条件，用原始日志、状态快照和最终用户结果复核。

7.1.1 使用Drawable对象：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.1.1 使用Drawable对象要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

7.1.2 Bitmap和BitmapFactory：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.1.2 Bitmap和BitmapFactory要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

7.1.3 Android 9新增的ImageDecoder：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.1.3 Android 9新增的ImageDecoder要在 Android 9 系列/Java 基线上写清入口、组件 owner、线程、可恢复状态、权限和外部失败。固定设备与输入，只改变一个生命周期或平台条件，用原始日志、状态快照和最终用户结果复核。

7.2 绘图：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.2 绘图要在 Android 9 系列/Java 基线上写清入口、组件 owner、线程、可恢复状态、权限和外部失败。固定设备与输入，只改变一个生命周期或平台条件，用原始日志、状态快照和最终用户结果复核。

7.2.1 Android绘图基础：Canvas、Paint等：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.2.1 Android绘图基础：Canvas、Paint等要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

7.2.2 Path类：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.2.2 Path类要在 Android 9 系列/Java 基线上写清入口、组件 owner、线程、可恢复状态、权限和外部失败。固定设备与输入，只改变一个生命周期或平台条件，用原始日志、状态快照和最终用户结果复核。

7.2.3 绘制游戏动画：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.2.3 绘制游戏动画要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

实例：采用双缓冲实现画图板：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的实例：采用双缓冲实现画图板要在 Android 9 系列/Java 基线上写清入口、组件 owner、线程、可恢复状态、权限和外部失败。固定设备与输入，只改变一个生命周期或平台条件，用原始日志、状态快照和最终用户结果复核。

实例：弹球游戏：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的实例：弹球游戏应拆成用户任务、状态机、持久事实、并发/网络边界和可回滚交付，而不是把多个示例拼成“大项目”。固定一条端到端主路径，注入重复操作、断网、进程重建和数据冲突，用状态轨迹与服务端事实验收。

7.3 图形特效处理：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.3 图形特效处理要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

7.3.1 使用Matrix控制变换：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.3.1 使用Matrix控制变换要在 Android 9 系列/Java 基线上写清入口、组件 owner、线程、可恢复状态、权限和外部失败。固定设备与输入，只改变一个生命周期或平台条件，用原始日志、状态快照和最终用户结果复核。

7.3.2 使用drawBitmapMesh扭曲图像：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.3.2 使用drawBitmapMesh扭曲图像要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

实例：可揉动的图片：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的实例：可揉动的图片要在 Android 9 系列/Java 基线上写清入口、组件 owner、线程、可恢复状态、权限和外部失败。固定设备与输入，只改变一个生命周期或平台条件，用原始日志、状态快照和最终用户结果复核。

7.3.3 使用Shader填充图形：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.3.3 使用Shader填充图形要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

7.4 逐帧（Frame）动画：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.4 逐帧（Frame）动画要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

7.4.1 AnimationDrawable与逐帧动画：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.4.1 AnimationDrawable与逐帧动画要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

7.4.2 实例：在指定点爆炸：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.4.2 实例：在指定点爆炸要在 Android 9 系列/Java 基线上写清入口、组件 owner、线程、可恢复状态、权限和外部失败。固定设备与输入，只改变一个生命周期或平台条件，用原始日志、状态快照和最终用户结果复核。

7.5 补间（Tween）动画：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.5 补间（Tween）动画要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

7.5.1 Tween动画与Interpolator：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.5.1 Tween动画与Interpolator要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

7.5.2 位置、大小、旋转度、透明度改变的补间动画：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.5.2 位置、大小、旋转度、透明度改变的补间动画要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

实例：蝴蝶飞舞：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的实例：蝴蝶飞舞要在 Android 9 系列/Java 基线上写清入口、组件 owner、线程、可恢复状态、权限和外部失败。固定设备与输入，只改变一个生命周期或平台条件，用原始日志、状态快照和最终用户结果复核。

7.5.3 自定义补间动画：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.5.3 自定义补间动画要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

7.6 Android 8增强的属性动画：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.6 Android 8增强的属性动画要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

7.6.1 属性动画的API：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.6.1 属性动画的API要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

7.6.2 使用属性动画：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.6.2 使用属性动画要沿资源解码、内存布局、坐标变换、绘制命令和帧提交解释结果。使用固定图像和画布状态，比较缩放、裁剪、复用与释放，保存像素差、分配和帧时间，防止以 OOM 或失真换取表面速度。

实例：大珠小珠落玉盘：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的实例：大珠小珠落玉盘要在 Android 9 系列/Java 基线上写清入口、组件 owner、线程、可恢复状态、权限和外部失败。固定设备与输入，只改变一个生命周期或平台条件，用原始日志、状态快照和最终用户结果复核。

7.7 使用SurfaceView实现动画：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.7 使用SurfaceView实现动画由 View 树、MeasureSpec、布局结果、绘制、输入焦点和可恢复状态共同决定。固定屏幕、字体和数据后改变一个尺寸、配置或复用条件，保存层级、回调顺序、无障碍语义与帧结果，避免只看静态截图。

7.7.1 SurfaceView的绘图机制：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.7.1 SurfaceView的绘图机制由 View 树、MeasureSpec、布局结果、绘制、输入焦点和可恢复状态共同决定。固定屏幕、字体和数据后改变一个尺寸、配置或复用条件，保存层级、回调顺序、无障碍语义与帧结果，避免只看静态截图。

7.7.2 实例：基于SurfaceView开发示波器：机制、边界与证据

第7章图形与图像处理中的7.7.2 实例：基于SurfaceView开发示波器由 View 树、MeasureSpec、布局结果、绘制、输入焦点和可恢复状态共同决定。固定屏幕、字体和数据后改变一个尺寸、配置或复用条件，保存层级、回调顺序、无障碍语义与帧结果，避免只看静态截图。

第7章 图形与图像处理

第7章 图形与图像处理

学习目标

第7章 图形与图像处理：机制路径

第7章 图形与图像处理：失效与核验

从项目合同与生命周期开始

最小可执行切片

线程、权限、状态与资源

本章回顾

练习

名词解释

原版目录概念补充核对

7.1 使用简单图片：机制、边界与证据

7.1.1 使用Drawable对象：机制、边界与证据

7.1.2 Bitmap和BitmapFactory：机制、边界与证据

7.1.3 Android 9新增的ImageDecoder：机制、边界与证据

7.2 绘图：机制、边界与证据

7.2.1 Android绘图基础：Canvas、Paint等：机制、边界与证据

7.2.2 Path类：机制、边界与证据

7.2.3 绘制游戏动画：机制、边界与证据

实例：采用双缓冲实现画图板：机制、边界与证据

实例：弹球游戏：机制、边界与证据

7.3 图形特效处理：机制、边界与证据

7.3.1 使用Matrix控制变换：机制、边界与证据

7.3.2 使用drawBitmapMesh扭曲图像：机制、边界与证据

实例：可揉动的图片：机制、边界与证据

7.3.3 使用Shader填充图形：机制、边界与证据

7.4 逐帧（Frame）动画：机制、边界与证据

7.4.1 AnimationDrawable与逐帧动画：机制、边界与证据

7.4.2 实例：在指定点爆炸：机制、边界与证据

7.5 补间（Tween）动画：机制、边界与证据

7.5.1 Tween动画与Interpolator：机制、边界与证据

7.5.2 位置、大小、旋转度、透明度改变的补间动画：机制、边界与证据

实例：蝴蝶飞舞：机制、边界与证据

7.5.3 自定义补间动画：机制、边界与证据

7.6 Android 8增强的属性动画：机制、边界与证据

7.6.1 属性动画的API：机制、边界与证据

7.6.2 使用属性动画：机制、边界与证据

实例：大珠小珠落玉盘：机制、边界与证据

7.7 使用SurfaceView实现动画：机制、边界与证据

7.7.1 SurfaceView的绘图机制：机制、边界与证据

7.7.2 实例：基于SurfaceView开发示波器：机制、边界与证据

讨论

第7章图形与图像处理

第7章图形与图像处理

第7章图形与图像处理：机制路径

第7章图形与图像处理：失效与核验