Дисплей с высокой плотностью пикселей

Дисплеи с высокой плотностью пикселей обладают большей плотностью пикселей по сравнению со стандартными дисплеями с высокой плотностью пикселей.

Плотность пикселей измеряется в точках на дюйм (DPI) или пикселях на дюйм (PPI) и определяется количеством пикселей дисплея и их размером. Следовательно, количество пикселей само по себе недостаточно для определения того, относится ли дисплей к категории дисплеев с высокой плотностью пикселей.

4K-монитор имеет фиксированное количество пикселей (~8 млн), однако его DPI варьируется от 185 (23 дюйма) до 110 (40 дюймов). Первый вариант примерно в два раза превышает стандартное разрешение рабочего стола 96 DPI; второй вариант лишь немного превышает это разрешение.

Проблемы с дисплеями высокой плотности пикселей

Дисплеи с высокой плотностью пикселей создают некоторые проблемы для существующих приложений:

• Приложения, использующие графические интерфейсы с фиксированными координатами, выглядят маленькими Сочетание задания размера шрифта в пунктах и других размеров в пикселях является особенно проблематичным, поскольку пункты не зависят от разрешения монитора. Например, предположим, что у нас есть рамка размером 40x20 пикселей вокруг текста «hello». Если мы используем шрифт размером 12 пунктов, он будет выглядеть правильно на мониторах с низким разрешением. Но на мониторах с высокой плотностью пикселей рамка будет слишком маленькой, что приведет к обрезанию текста.
• Приложения должны адаптироваться к ситуациям, когда пользователи используют несколько дисплеев с различным разрешением Например, пользователь может использовать 4K-монитор для окна документа в редакторе изображений, но монитор с низким разрешением для палитры инструментов.

Традиционно для поддержки высокой плотности пикселей Qt автоматически масштабирует шрифты и предоставляет значение DPI, которое приложение может использовать для масштабирования остальной части пользовательского интерфейса.

Поддержка высокой плотности пикселей на системном уровне

Qt поддерживает режим высокой плотности пикселей, в котором основная система координат виртуализируется и делается независимой от плотности пикселей дисплея. Некоторые операционные системы, такие как macOS и iOS, реализуют этот режим. Кроме того, если операционная система не поддерживает этот режим, Qt имеет реализацию для перехода к резервному варианту.

Теперь геометрия задается в независимых от устройства пикселях. Это включает в себя геометрию виджетов и элементов, геометрию событий, геометрию рабочего стола, окна и экрана, а также скорости анимации. Вывод рендерится в пикселях устройства, что соответствует разрешению дисплея. devicePixelRatio — это отношение между независимыми от устройства пикселями и системой координат пикселей устройства.

Как правило, большинство приложений работают с независимыми от устройства пикселями, за исключением OpenGL и кода для растровой графики.

Поддержка операционных систем

Поддерживаемые Qt операционные системы предлагают следующее для дисплеев высокой плотности пикселей:

macOS и iOS

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

В macOS поддержка высокой плотности пикселей включается настройками в файле Info.plist; поэтому убедитесь, что эти настройки присутствуют.

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

Более новые версии qmake будут генерировать файл Info.plist с ключом NSPrincipalClass; этого достаточно, так как NSHighResolutionCapable по умолчанию имеет значение true.

Примечание: macOS и iOS могут применять дополнительную виртуализацию, в результате чего пиксели устройства больше не соответствуют пикселям дисплея в соотношении 1:1. Это происходит на iPhone 6+ и на macOS, если включена функция «масштабирования дисплея».

Microsoft Windows

Масштабирование

Пользователи выбирают коэффициент масштабирования в Панели управления или через контекстное меню. Это работает путем изменения значений, которые функции для запроса системных метрик возвращают для стандартных размеров шрифтов, размеров границ окон и т. д. Реального масштабирования не происходит.

DPI Осознание

Приложение в Windows может использовать один из следующих уровней «Осознания DPI»:

По умолчанию приложения Qt настроены на осознающие DPI по монитору в Windows 8.1 или осознающие DPI системы в более старых версиях Windows. Начиная с Qt 5.4, этот уровень можно указать с помощью параметра плагина платформы:

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

Дополнительную информацию см. в Использование qt.conf.

Поддержка высокой плотности пикселей в Qt

Qt предоставляет следующие способы обработки поддержки высокой плотности пикселей в вашем приложении.

• Возможность предоставить пиксельмапы или графические элементы для высокого разрешения. Подробности см. в Рисование высококачественных версий пиксельмап и изображений.
• Qt 5.6 поддерживает кроссплатформенное масштабирование высокой плотности пикселей для устаревших приложений, аналогично тому, как это делается нативно в macOS. Это позволяет приложениям, написанным для экранов с низкой плотностью пикселей, работать без изменений на устройствах с высокой плотностью пикселей. Эта функция включена по выбору и может быть активирована с помощью следующих переменных среды:
  • QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR [boolean] включает автоматическое масштабирование, основанное на плотности пикселей монитора. Это не изменит размер шрифтов, заданных в пунктах, поскольку пункт является физической единицей измерения. Для нескольких экранов могут быть разные коэффициенты масштабирования.
  • QT_SCALE_FACTOR [числовой] определяет глобальный коэффициент масштабирования для всего приложения, включая шрифты, заданные в пунктах.
  • QT_SCREEN_SCALE_FACTORS [список] указывает коэффициенты масштабирования для каждого экрана. Это не изменит размер шрифтов, заданных в пунктах. Переменная среды полезна в основном для отладки или для работы с мониторами с неправильной информацией EDID(расширенные данные идентификации дисплея).

    Формат может быть либо список коэффициентов масштабирования, разделенных точкой с запятой, в том же порядке, что и в QGuiApplication::screens(), либо список пар name=value , разделенных точкой с запятой, где name такое же, как QScreen::name().

  Хотя стиль macOS полностью поддерживает высокую плотность пикселей, настольный стиль Windows в настоящее время имеет некоторые ограничения с определенными коэффициентами масштабирования. В этих случаях рассмотрите использование стиля Fusion вместо этого, который поддерживает высокую плотность пикселей во всех случаях.

  Примечание: Нецелочисленные коэффициенты масштабирования могут привести к существенным артефактам масштабирования/рисования.

• Атрибут приложения Qt::AA_EnableHighDpiScaling, введенный в Qt 5.6, включает автоматическое масштабирование, основанное на плотности пикселей монитора.
• Атрибут приложения Qt::AA_DisableHighDpiScaling, введенный в Qt 5.6, отключает все масштабирование. Это предназначено для приложений, которым требуются фактические координаты системы окон, независимо от переменных среды. Этот атрибут имеет приоритет над Qt::AA_EnableHighDpiScaling.
• Переменная среды QT_ENABLE_HIGHDPI_SCALING, введенная в Qt 5.14, включает автоматическое масштабирование, основанное на плотности пикселей монитора. Заменяет QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR.
• Переменная среды QT_SCALE_FACTOR_ROUNDING_POLICY и API QGuiApplication::highDpiScaleFactorRoundingPolicy, введенные в Qt 5.14, позволяют управлять тем, округляется ли коэффициент масштабирования пикселей устройства до ближайшего целого числа и как. Это актуально для конфигураций, таких как Windows с масштабированием 150%. Возможные значения: Round, Ceil, Floor, RoundPreferFloor, PassThrough. См. документацию перечисления Qt::HighDpiScaleFactorRoundingPolicy для полного описания вариантов.
• В Qt 5.4 была экспериментальная реализация масштабирования высокой плотности пикселей, реализованная через переменную среды QT_DEVICE_PIXEL_RATIO, которую вы могли установить на числовой коэффициент масштабирования или auto. Эта переменная была устаревшей в Qt 5.6.

Миграция существующих приложений

Чтобы быстро запустить приложение, разработанное для значений низкой плотности пикселей, на мониторах высокого разрешения, рассмотрите один из следующих вариантов:

• Позвольте приложению работать как не осознающее DPI в Windows
• Установите переменную среды QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR на 1.

Однако эти варианты могут привести к некоторым артефактам масштабирования или рисования.

В долгосрочной перспективе приложение должно адаптироваться для работы без изменений:

• Всегда используйте qreal-версии API рисования QPainter.
• Изменяйте размеры окон и диалоговых окон относительно соответствующего размера экрана.
• Заменяйте жестко заданные размеры в макетах и коде рисования значениями, вычисляемыми из метрик шрифтов или размера экрана.

Словарь терминов высокой плотности пикселей