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优麒麟缩放技术介绍

优麒麟

2020-11-28

首先让我们先了解几个概念：

分辨率：指给定的距离（或面积）内"点"或"像素"的数量。有时被称为"解析度"。常用的描述分辨率的单位有：DPI（点每英寸）和 PPI（像素每英寸）。
DPI (Dots Per Inch)：常用于描述打印图像上每英寸的墨点数量，可以理解为 dpi 是打印机通过墨粉成滴将图像呈现在纸张上的一种表达方式；每英寸上 dots 数会影响打印的细节和整体质量；当我们设计的图像要进行物理打印时，打印机将使用 DPI，不同型号和样式的打印机都会根据其设置产生自己的唯一 DPI。

图1 DPI图片

PPI (Pixels Per Inch)：通常用于描述数字图像的分辨率，表示屏幕可以显示的固定像素数和数字图像中像素的密度；PPI 计算公式 =√(x^2+y^2)/z，x为长度像素数，y为宽度像素数，z为屏幕尺寸；由于历史原因我们现在平时所说的软件像素应该是 PPI，中文意思是每英寸像素数，在系统中修改的 DPI 其实就是这个 PPI。

对于电脑而言，PPI 有三个层次：

1）显示器 PPI，这是硬件，其 PPI 是出厂固定的，不可以更改的；

2）操作系统 PPI，操作系统可以将显示器设置成自己的分辨率，作为用户，对我们视觉有影响的是这个分辨率；

3）图片 PPI，如下图。

图2 PPI图片

优麒麟高分屏解决方案

随着显示器质量的提高，高分屏逐渐增多，很多用户平时使用的机器都是2k屏甚至是4k屏，显示器分辨率变大后，同样的物理尺寸下可以表示更多的点。

图3 优麒麟高分屏下自研应用的显示效果

图4 优麒麟高分屏下第三方应用的显示效果

优麒麟系统上分别对于 Qt 与 GTK 这两平台上所写应用进行了适配工作。

Qt 平台

Qt 提供了以下方式来在应用程序中处理高DPI的支持:

QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR 根据显示器的像素密度启用自动缩放。这不会更改磅号字体的大小,多个屏幕可能会获得不同的比例因子。
QT_SCALE_FACTOR 定义整个应用程序的全局比例因子，包括字体的大小。
QT_SCREEN_SCALE_FACTORS 指定每个屏幕的比例因子，这不会更改字体的大小。
从 Qt 5.6 开始引入了 Qt::AA_EnableHighDpiScaling 属性，使得应用程序自动检测显示器的像素密度来实现自动缩放；而 Qt::AA_DisableHighDpiScaling 属性用于关闭应用程序的缩放，不管上述三个变量的值为如何。
从 Qt 5.14 引入了环境变量 QT_ENABLE_HIGHDPI_SCALING 替换旧有的 QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR，可以用来检测显示器的像素密度来实现自动缩放。

一个关于高DPI术语表:

术语	定义
Device Independent Pixels	应用程序使用像素，取决于操作系统获取Qt的缩放比例
Device Pixels	显示器的像素
Device Pixel Ratio	适用于操作系统或者Qt的比例系数
Logical DPI	将字体大小转换为以像素为单位的字体大小的分辨率，标准值为96，128,192...‍‍
Physical DPI	即显示器的物理分辨率

GTK 平台

对于 GTK 的程序，有以下两种环境变量用于生效：

Xresources

最后还需要介绍一些关于 Xresources 的知识，在 ~/.Xresources 文件中设置 xft.dpi 几乎可以缩放所有 Xorg 应用程序的字体，例如：xft.dpi: 192，这将会把字体放大两倍，系统中默认 dpi 为 96。

介绍以上三种缩放方式，每一种方式都有自己的作用（缩放UI或文本），因此我们需要将他们适当的结合起来，整理成如下的一个表格：