ThorVG 1.0

Den 31 januari, efter mer än ett och ett halvt års kontinuerlig utveckling, släpptes version 1.0 av det lätta och portabla plattformsoberoende biblioteket för vektorgrafik ThorVG, avsett för visualisering av vektorscener och animationer. Stöd för uppladdning av filer i formaten Lottie och SVG Tiny 1.2 (en lista över de funktioner som implementerats i SVG Tiny finns på projektets Wiki).

Biblioteket erbjuder användarvänliga API:er för import, skapande och visning av vektorgrafik, såväl som för export till olika grafiska format, vilket gör det universellt för användning i olika programvaruplattformar och applikationer för visualisering av grafiskt innehåll. Även konsolverktygen lottie2gif och svg2png ingår.

ThorVG används för rendering av vektorgrafik i projekt som Tizen OS, Godot Engine, LVGL och spelare dotLottie.

Projektet är skrivet i C++ (standard C++14) och distribueras under MIT-licensen.

Detta är inte bara en uppdatering—det är en ombyggd grund för högpresterande, skalbar och bärbar 2D-vectorgrafik på alla plattformar och enheter. Under utvecklingen har ThorVG förvandlats till en mogen, produktionsklar grafikmotor som har visat beprövad kvalitet och prestanda i verkliga applikationer.

ThorVG har snabbt vunnit popularitet och mött ett växande intresse från communityn, vilket speglar dess utveckling från ett tidigt stadium till en välkänd och praktiskt använd vektorgrafikmotor redo för verkligt plattformsoberoende bruk.

Ändringslista:

• Utökade textrenderingsfunktioner, rika visuella effekter och stöd för exakt överlagring för förbättrad grafisk uttryck.
  • Stöd för horisontell och vertikal justering, vilket möjliggör precis kontroll över textens placering i olika användargränssnittskontexter.
  • Automatisk radbrytning med möjlighet att välja läge: per tecken, per ord, intelligent brytning och avkortning med ellips för att hantera överflöd.
  • Stöd för manuell radbrytning som gör att utvecklare kan kontrollera radbrytningar explicit med hjälp av ny rad-symboler som \n. Detta möjliggör exakt formatering av fleradensträngar, särskilt i dynamiska layouter eller textanimationer.
  • Stöd för anpassat avstånd mellan tecken, vilket möjliggör precis justering för att förbättra läsbarheten eller uppnå specifika typografiska stilar.
  • Stöd för textkontur, vilket gör att man kan skapa stilistiska effekter och förbättra kontrasten mot olika bakgrunder (skärmavel 1).
  • En mer komplex och konsekvent system för överläggningslägen har införts, vilket avsevärt förbättrar beteendet hos överläggningslägen och anpassar formler och logik för komposition till branschstandarder såsom Lottie, SVG och W3C:s specifikation för 'Compositing and Blending'. Dessa förbättringar säkerställer större visuell konsistens och plattformsoberoende kompatibilitet, särskilt inom webben och animationsarbetsflöden.
  • Följande överläggningslägen har implementerats och stöds: 'Nyans', 'Mättnad', 'Färg' och 'Ljushet' med användning av HSL-färgkomposition. Dessa lägen förbättrar kompatibiliteten med Lotties lager- och framtida stöd för SVG-blandning (skärmavel 2).
  • Betydande förbättringar och utvidgningar i visuella effekter på scenenivå, vilket gör vektorgrafik mer uttrycksfull och visuellt rik:
    • Skuggeffekt med Gaussisk oskärpa (videodemonstration).
    • Metoder för färgbyte som ändrar grafiken genom att omdefiniera hur färger appliceras, blandas eller matchas baserat på nyans (videodemonstration).
  • Nya hjälpfunktioner har lagts till för att utöka interaktiva möjligheter. Dessa inkluderar stöd för rumsliga informationsfrågor (demonstration) och detektering av träffar på visade objekt (videodemonstration).
• Utökade animationsmöjligheter för Lottie för plattformsoberoende uppspelning, inklusive modulära förinställningar för Web Player, optimerade för storlek, prestanda och renderingsläge (CPU/GPU)
  • Betydande förbättringar av stöd för Lottie-animationer med ökad kompatibilitet, flexibilitet och interaktivitet på alla plattformar. Inte bara har spektrumet av stödda Lottie-funktioner och uttryck utvidgats, utan också verktyg för utvecklare har tillhandahållits för att dynamiskt kontrollera animationsbeteendet under körning, vilket gör ThorVG till en av de mest kraftfulla Lottie-uppspelningsbiblioteken som finns på marknaden. Listan över implementerade funktioner i projektets Wiki.
  • Sedan idag är filändelsen .lot en ny officiell standard från IANA för Lottie-filer. ThorVG stödjer nu officiellt .lot som det standardfilformat för Lottie utöver den traditionella .json-filtillägget.
  • Tweening
    • Stöd för interpolation mellan icke-linjärt angränsande nyckelbilder har lagts till, vilket ger smidigare övergångar och mer exakt tidskontroll. Denna förbättring är särskilt effektiv vid användning med tillståndsbaserad animation (även känd som markeringsbaserad uppspelning) i Lottie. I många fall är animationer avsedda att övergå mellan tillstånd på komplexa, icke-linjära sätt. Traditionell Lottie, med sin strängt sekventiella tidsstruktur, har svårt att hantera sådana scenarier, vilket ofta leder till hastiga återställningar eller klumpiga hopp när man övergår mellan icke-sekventiella nyckelbilder: videodemonstration 1, videodemonstration 2.
    • Med hjälp av tweening kan utvecklare nu interpolera direkt mellan två separata nyckelbilder, även om de inte är linjärt angränsande på tidslinjen. Detta möjliggör mer naturliga och smidiga visuella effekter vid övergångar mellan tillstånd, vilket avsevärt ökar flexibiliteten och realism i interaktiva animationer: videodemonstration 1, videodemonstration 2.
  • Nu (som en experimentell funktion) stödjs överskrivning av värden för uttrycksvariabler under körning, vilket möjliggör dynamisk körning av skriptlogik baserat på användarinmatning. Detta gör det till ett särskilt kraftfullt verktyg för att skapa interaktiva animationer med hjälp av Lottie-resurser, vilket möjliggör skapande av skräddarsydda variationer som går bortom det ursprungliga designen.videodemonstration).
  • En anpassningsbar Asset Resolver-mekanism har lagts till, vilket ger större flexibilitet vid inladdning av externa resurser (t.ex. bilder) som refereras i Lottie-animationer.
  • Utökad stöd för Lottie LayerEffect-funktionen, som möjliggör rika visuella förbättringar direkt på animationslager med ovan beskrivna effekter.
  • Eftersom vissa effekter kan vara resurskrävande har ett alternativ för att justera kvalitet och prestanda för rendering av effekter föreslagits, vilket är perfekt för optimering på plattformar med begränsade CPU-resurser. Detta ger utvecklare möjlighet att styra renderingens noggrannhet och optimera prestanda beroende på målplattform.
  • Stödet för uttryck har utvidgats genom att lägga till följande nyckelfunktioner och egenskaper:
    • wiggle, temporalWiggle: tillämpning av slumpmässig rörelse beroende av tid.
    • pointOnPath: beräkning av position längs en väg.
    • propertyIndex, groupIndex: referens till indexet för egenskapen eller gruppen.
    • value, property, effect: åtkomst till värden för egenskaper och externa effekter.
  • Mer exakt överensstämmelse med specifikationerna:
    • TextFollowPath – en ny specifikation som gör att text kan följa godtyckliga vektorspråk (videodemonstration).
    • Textjusteringsalternativ – en mer exakt visning av textlager baserat på inställningar för deras horisontella och vertikala justering (videodemonstration).
    • Maskeringsutvidgning – en ny funktion som möjliggör mer exakt kontroll över hur maskens form påverkar den visuella kompositionen (videodemonstration).
• SVG
  • ThorVG ger nu åtkomst till individuella SVG-element och möjliggör ändringar med unika id-attribut definierade i den ursprungliga SVG-filen. Denna funktion gör det möjligt för utvecklare att direkt välja och manipulera specifika vektorgrafiker i den importerade SVG-scenen, vilket är perfekt för interaktiva eller dynamiska användningsscenarier (t.ex. tematisk design, markering).
  • Support Gaussisk suddighets-effekt.
• Intelligent rendering
  • Programvarumotorn ThorVG stödjer nu intelligent partiell rendering, vilket ger mer effektiva renderingprocesser genom att endast uppdatera de delar av vektorscenen som har ändrats. Genom inre spårning av ändrade områden minimerar den onödiga omritningar och optimerar den övergripande prestandan. Denna funktion erbjuder betydande fördelar i scenarier som användargränssnittsrendering, designverktyg eller applikationer där större delen av scenen förblir statisk och endast små element uppdateras mellan bilderna. I sådana fall kan avståendet från fullständig rendering av scenen avsevärt minska den beräkningsmässiga belastningen och öka energieffektiviteten, vilket är särskilt värdefullt för mobila och inbyggda system.
  • För att uppnå detta tillämpar ThorVG 1.0 en kombination av algoritmiska metoder som är speciellt utformade för partiell rendering. Nedan följer de grundläggande strategierna som ligger till grund för detta system:
    • Linjära genomgångsalgoritmer: Figurer sorteras efter x-koordinater, och en linjär genomgångsstrategi tillämpas för att minska onödiga kontroller av "smutsiga" områden. Detta minskar komplexiteten från O(N × M) till O(N + M + K + N log N), där N är antalet figurer, M är antalet "smutsiga" områden och K är antalet faktiska överlappningar.
    • Uppdelning och villkorlig sammanslagning: Finkornig uppdelning av delområden balanseras med intelligent sammanslagning för att undvika fragmentering. Här prioriteras horisontell sammanslagning för mer effektiv användning av cacheminnet.
    • Rumslig uppdelning (standard 4×4-gitter): Renderingsytan delas in i 16 områden, vilket möjliggör kontroll av endast de relevanta "smutsiga" områdena för figurer, vilket avsevärt minskar overhead vid komplexa uppdateringar av användargränssnittet.
  • Genom att arbeta tillsammans erbjuder dessa tekniker en smidigare och snabbare rendering, särskilt i inbyggda system eller realtidsystem där partiella uppdateringar ofta sker. Mer detaljerad information kommer att publiceras i ett separat inlägg. blogg.
  • Observera att i fallet med högdynamiskt innehåll, såsom dynamiska spel eller helskärmsanimationer, där nästan alla objekt ändras i varje bildruta, ger partiell rendering lite eller ingen prestandafördel och kan till och med leda till små overheadkostnader. I sådana fall är det vanligtvis bättre att välja fullständig rendering av scenen. Av denna anledning stöder ThorVG både partiell och fullständig rendering, vilket ger dig möjlighet att välja den optimala metoden för ditt användningsfall. Du kan analysera prestandan hos din produkt och fatta ett informerat beslut med hjälp av alternativet Meson -Dpartial=[true/false] och alternativet EngineOption::Smart i klassen SwCanvas:

  auto canvas = SwCanvas::gen(EngineOption::Smart);

• En ny era av integration av webbtekniker med WebGL, WebGPU och ett lättvikts WebCanvas för sömlös rendering i webbläsaren
  • WebGL- och WebGPU-backend är nu officiellt redo för produktionsanvändning. Dessa GPU-baserade renderare erbjuder nu full funktionell kompatibilitet med den traditionella CPU-backenden, med stöd för alla funktioner i ThorVG Canvas med samma bildkvalitet och stabilitet. Jämfört med version 0.15 har prestandan vid GPU-rendering ökat med mer än 150%, vilket ger en betydande förbättring av rendering av webbvektorgrafik i realtid.
• Betydande prestandaökning i miljöer med begränsad CPU/GPU-kraft och inbyggda miljöer
  • ThorVG 1.0 erbjuder förbättrad prestanda jämfört med version 0.15, med märkbar ökning både för CPU och GPU.
  • Nyckeloptimeringar:
    • Förbättrad effektivitet i renderingspipeline.
    • Minskade overheadkostnader för allokering av rambuffer.
    • Optimiserad analys av Lottie-kompositioner.
    • Förbättrad batch-rendering och GPU-caching.
  • ThorVG är optimerat för rasterisering baserat på CPU, med fokus på vektorvisualisering i miljöer där GPU-resurser är begränsade, otillgängliga eller medvetet inte används. I typiska CPU-test visar ThorVG i genomsnitt en 1,8 gånger högre prestanda jämfört med den allmänt använda vektor grafikmotorn Skia vid utförande av typiska vektorvisualiseringsuppgifter. Fördelen blir särskilt tydlig i scenarier med hög geometribruk, såsom visualisering av rektanglar, linjer, rotationer och cirklar (screenshot 3).
• ThorVG Janitor
  • Ett verkligt prestandademonstration av ThorVG:s rendering kan ses i projektet ThorVG Janitor – ett interaktivt spel som är utvecklat för att demonstrera CPU-prestanda under hög grafisk belastning. Scenen innehåller hundratals fiender skapade med partikelbaserad grafik, flerlagers bakgrunder av stjärnhimmel med fullstora rasterbilder, visuella effekter i realtid som DropShadow och Blur, samt upp till 25000 objekt som renderas samtidigt. Även vid maximal belastning vid 2K upplösning (2048×1152) visar projektet stabil prestanda över 120 FPS, vilket understryker ThorVG:s effektivitet och lämplighet för komplexa miljöer med många effekter (videodemonstration, skärmdump).
• Andra betydande ändringar
  • Exempel på integration av ThorVG i Godot. I denna video-demonstration ThorVG är integrerat med Godot i en webbmiljö för att rendera hundratals Lottie animationsobjekt med mer än 120 bilder per sekund. Denna demonstration visar ThorVG:s potential i webbmiljöer för smidig och högkvalitativ animation under körning.
  • Tillagd ett handledningsexempel för att använda ThorVG WebCanvas.
  • Interaktiv ThorVG Playground.
  • En wrapper för ThorVG för språket Swift har lagts till: https://github.com/thorvg/thorvg.swift.
  • Exempel på användning av ThorVG har flyttats till ett separat arkiv https://github.com/thorvg/thorvg.example.
  • Ett tillägg har publicerats thorvg.vscode för VSCode för att skapa, redigera och förhandsgranska ThorVG-resurser direkt i Visual Studio Code-miljön.
  • I version 1.0 har API:t genomgått en betydande omstrukturering som syftar till att öka prestanda, användarvänlighet, konsekvens och kompatibilitet med C.
  • Stödet för TVG Picture-formatet (TVG) har tagits bort. Detta beslut fattades för att förbereda det nya ThorVG Picture-formatet, som utvecklades med animation som huvudkoncept.
  • Många buggfixar och förbättrad stabilitet för produktionsanvändning.

Källa: linux.org.ru