Высокочастотные дисплеи

Высокочастотные дисплеи

Высокочастотные дисплеи — это дисплеи с повышенной плотностью пикселей по сравнению со стандартными дисплеями с высокой плотностью пикселей.

Эта плотность пикселей измеряется в точках на дюйм (DPI) или пикселях на дюйм (PPI) и определяется количеством пикселей дисплея и его физическими размерами. Это означает, что количество пикселей само по себе недостаточно для определения, относится ли дисплей к категории высокочастотных.

4K-монитор имеет фиксированное количество пикселей (~8 млн), однако DPI варьируется от 185 (23 дюйма) до 110 (40 дюймов). Первый вариант примерно в 2 раза превышает стандартное разрешение рабочего стола 96 DPI, а второй — чуть больше.

Проблемы с высокочастотными дисплеями

Высокочастотные дисплеи вызывают ряд проблем для существующих приложений:

• Приложения, использующие интерфейсные элементы с фиксированными координатами, выглядят маленькими. Сочетание указания размера шрифта в пунктах и других размеров в пикселях особенно проблематично, поскольку пункты не зависят от разрешения монитора. Например, рамка размером 40x20 пикселей вокруг текста «hello» с шрифтом 12 пунктов выглядит правильно на мониторах с низким разрешением, но на мониторах с высокой частотой обновления она будет слишком мала, что приведет к обрезке текста.
• Приложения должны адаптироваться к ситуациям, когда пользователи имеют несколько дисплеев с различным разрешением. Например, они могут использовать 4K-монитор для окна документа в графическом редакторе и монитор с низким разрешением для инструментальной панели.

Традиционный подход к поддержке высокочастотных дисплеев заключался в автоматическом масштабировании шрифтов Qt и предоставлении значения DPI, которое код приложения мог использовать для масштабирования остальной части пользовательского интерфейса.

Обзор поддержки высокочастотных дисплеев в Qt

Qt поддерживает режим высокой частоты обновления, в котором основная система координат виртуализируется и делается независимой от плотности пикселей дисплея. Этот режим реализован в некоторых операционных системах (macOS, iOS). Кроме того, Qt содержит реализацию, которую можно использовать в случаях, когда поддержка операционной системы отсутствует.

Геометрия теперь задается в независимых от устройства пикселях. Это включает геометрию виджетов и элементов, геометрию событий, геометрию рабочего стола, окна и экрана, а также скорости анимации. Выводимый рендеринг выполняется в пикселях устройства, что соответствует разрешению дисплея. Отношение между системами координат независимых и пиксельных устройств — это devicePixelRatio.

Приложения в основном работают с независимыми от устройства пикселями. Заметными исключениями являются OpenGL и код, работающий с растровой графикой.

Поддержка операционных систем

Операционные системы, поддерживаемые Qt, обеспечивают следующую поддержку высокочастотных дисплеев:

macOS и iOS

Платформы Apple реализуют масштабирование и виртуализацию системы координат в операционной системе. Обычно специальная настройка не требуется.

Примечание: На macOS поддержка высокочастотных дисплеев активируется настройками в файле Info.plist. Убедитесь, что они присутствуют.

<key>NSPrincipalClass</key>
<string>NSApplication</string>
<key>NSHighResolutionCapable</key>
<string>True</string>

Более новые версии qmake будут генерировать Info.plist с ключом NSPrincipalClass, что достаточно, поскольку NSHighResolutionCapable по умолчанию имеет значение true.

Примечание: macOS и iOS могут применять дополнительную виртуализацию, так что пиксели устройства не соответствуют 1:1 пикселям дисплея. Это происходит на iPhone 6+ и на macOS, настроенной с включенным «масштабированием дисплея».

Microsoft Windows

Масштабирование

Пользователь может выбрать коэффициент масштабирования в панели управления или через контекстное меню. Это работает, заставляя функции запроса системных метрик возвращать разные значения для стандартных размеров шрифтов, размеров рамок окон и т. д. Это не выполняет никакого фактического масштабирования.

Осведомленность о DPI

Приложение в Windows может принять один из следующих уровней «осведомленности о DPI»:

Приложения Qt по умолчанию являются осведомленными о DPI каждого монитора в Windows 8.1 или осведомленными о DPI системы в более старых версиях Windows. Начиная с Qt 5.4, уровень можно указать, передав параметр плагину платформы (см. Использование qt.conf):

<application> -platform windows:dpiawareness=0,1,2

Поддержка высокочастотных дисплеев в Qt

• Возможность предоставления пиктограмм или графики для высококачественных дисплеев: см. Отрисовка высококачественных версий пиктограмм и изображений.
• Qt 5.6 поддерживает кроссплатформенное масштабирование высокочастотных дисплеев для устаревших приложений, аналогично масштабированию, выполняемому напрямую macOS. Это позволяет приложениям, написанным для экранов с низкой частотой обновления, работать без изменений на устройствах с высокой частотой обновления. Эта функция включается по умолчанию и может быть включена с помощью следующих переменных среды:
  • QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR [логическое значение] включает автоматическое масштабирование на основе плотности пикселей монитора. Это не изменит размер шрифтов, размер которых задается в пунктах, поскольку пункт — это физическая единица измерения. Несколько экранов могут получить разные коэффициенты масштабирования.
  • QT_SCALE_FACTOR [числовое значение] определяет глобальный коэффициент масштабирования для всего приложения, включая шрифты с размером в пунктах.
  • QT_SCREEN_SCALE_FACTORS [список] указывает коэффициенты масштабирования для каждого экрана. Это не изменит размер шрифтов, размер которых задается в пунктах. Эта переменная среды в основном полезна для отладки или для решения проблем с мониторами с неправильной информацией EDID(расширенные данные идентификации дисплея).

    Формат может быть либо списком, разделенным точкой с запятой, коэффициентов масштабирования в том же порядке, что и в QGuiApplication::screens(), или списком, разделенным точкой с запятой, name=value пар, где name совпадает с QScreen::name().

  Хотя стиль macOS полностью поддерживает высокочастотные дисплеи, настольный стиль Windows в настоящее время имеет некоторые ограничения при определенных коэффициентах масштабирования. В таких случаях рассмотрите возможность использования стиля Fusion вместо него, который нацелен на поддержку высокочастотных дисплеев во всех случаях.

  Примечание: Нецелочисленные коэффициенты масштабирования могут вызвать значительные артефакты масштабирования/рисования.

• Атрибут приложения Qt::AA_EnableHighDpiScaling, введенный в Qt 5.6, включает автоматическое масштабирование на основе плотности пикселей монитора.
• Атрибут приложения Qt::AA_DisableHighDpiScaling, введенный в Qt 5.6, отключает все масштабирование. Это предназначено для приложений, которым необходимо использовать фактические координаты систем окон независимо от переменных среды. Этот атрибут имеет приоритет над Qt::AA_EnableHighDpiScaling.
• Экспериментальная реализация масштабирования высокочастотных дисплеев была введена в Qt 5.4. Она была включена переменной среды QT_DEVICE_PIXEL_RATIO, которая могла быть задана как числовой коэффициент масштабирования или "auto". Эта переменная устарела в Qt 5.6.

Миграция существующих приложений

Чтобы быстро запустить приложение, разработанное для низких значений DPI, на мониторах с высоким разрешением, рассмотрите один из вариантов масштабирования (позвольте приложению работать как неосведомленным о DPI в Windows или задайте переменную среды QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR в значение "1". Однако эти варианты могут привести к некоторым артефактам масштабирования или рисования.

В долгосрочной перспективе приложение следует адаптировать, чтобы оно работало без изменений:

• Всегда используйте qreal-версии API рисования QPainter.
• Изменяйте размеры окон и диалоговых окон относительно размера экрана.
• Замените жестко закодированные размеры в макетах и коде рисования значениями, рассчитанными на основе метрик шрифтов или размера экрана.

Словарь терминов высокочастотных дисплеев