Высокочастотные дисплеи

Высокочастотные дисплеи

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

Плотность пикселей измеряется в точках на дюйм (DPI) или пикселях на дюйм (PPI) и определяется количеством пикселей дисплея и его физическим размером. Это означает, что одного количества пикселей недостаточно для определения попадает ли дисплей в категорию 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 графические интерфейсы с фиксированными координатами, выглядят маленькими. Особенно проблематично сочетание задания размера шрифта в пунктах и других размеров в пикселях, поскольку пункты независимы от разрешения монитора. Например, рамка размером 40x20 пикселей вокруг текста «hello» со шрифтом 12 пунктов выглядит правильно на мониторах с низким разрешением, но на высокочастотных мониторах рамка будет слишком маленькой, что приведет к обрезанию текста.
• Приложения должны адаптироваться к ситуациям, когда пользователи имеют несколько дисплеев с различным разрешением. Например, они могут использовать 4K-монитор для окна документа редактора изображений и монитор с низким разрешением для панели инструментов.

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 графического интерфейса.

Обзор поддержки высокочастотных дисплеев в Qt

Qt поддерживает режим высокочастотных дисплеев, где основная система координат виртуализирована и сделана независимой от плотности пикселей дисплея. Этот режим реализован некоторыми операционными системами (macOS, iOS). Кроме того, Qt содержит реализацию, которая может быть использована в случае отсутствия поддержки со стороны операционной системы.

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 результат представлен в пикселях устройства, что соответствует разрешению дисплея. Соотношение между системами координат независимыми от устройства и пикселями устройства — 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, предлагают следующую поддержку высокочастотных дисплеев:

macOS и iOS

Платформы Apple реализуют масштабирование и виртуализацию системы координат в операционной системе. Как правило, никакая специальная настройка не требуется.

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

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

Более ранние 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, в результате чего пиксели устройства не соответствуют 1:1 пикселям дисплея. Это происходит на iPhone 6+ и на macOS с включенным масштабированием дисплея.

Microsoft Windows

Масштабирование

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

DPI-осознание

Приложение в Windows может принять один из следующих уровней «DPI-осознания»:

Приложения Qt по умолчанию являются осознающими DPI каждого монитора в Windows 8.1 или осознающими DPI системы в более старых версиях Windows. Начиная с Qt 5.4, уровень может быть задан путем передачи параметра в плагин платформы (см. Использование qt.conf):

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

Поддержка высокочастотных дисплеев в Qt

• Возможность предоставления пиктограмм или изображений высокого разрешения: см. Вывод изображений высокого разрешения для пиктограмм и изображений.
• Qt 5.6 поддерживает кроссплатформенное масштабирование высокочастотных дисплеев для устаревших приложений, аналогично масштабированию, выполняемому natively macOS. Это позволяет приложениям, написанным для экранов с низким DPI, работать без изменений на устройствах с высоким DPI. Эта функция включена по умолчанию и может быть включена с помощью следующих переменных среды:
  • QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR [boolean] включает автоматическое масштабирование на основе плотности пикселей монитора. Это не изменит размер шрифтов, заданных в пунктах, поскольку пункт — это физическая единица измерения. Для нескольких экранов могут быть заданы различные коэффициенты масштабирования.
  • QT_SCALE_FACTOR [числовое значение] 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. Эта переменная среды в основном полезна для отладки или для работы с мониторами, у которых неверна информация EDID(Расширенные данные идентификации дисплея).

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

  Хотя стиль macOS полностью поддерживает высокочастотные дисплеи, стиль рабочего стола Windows в настоящее время имеет некоторые ограничения с определенными коэффициентами масштабирования. В таких случаях рассмотрите использование стиля Fusion вместо него, который призван поддерживать высокочастотные дисплеи во всех случаях.

  Примечание: Коэффициенты масштабирования с нецелыми значениями могут привести к значительным артефактам 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 системы 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 активировалась переменной среды QT_DEVICE_PIXEL_RATIO, которая могла быть установлена в числовой коэффициент масштабирования или "auto". Эта переменная устарела в Qt 5.6.

Миграция существующих приложений

Для того, чтобы приложение, разработанное для низких значений DPI, быстро работало на мониторах высокого разрешения, рассмотрите один из вариантов масштабирования (позвольте приложению работать как не осведомлённое о DPI в Windows или установите переменную среды QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR в "1". Хотя эти варианты могут привести к некоторым артефактам масштабирования или рисования.

В долгосрочной перспективе приложение должно быть адаптировано для работы без изменений:

• Всегда используйте qreal-версии API рисования QPainter.
• Устанавливайте размеры окон и диалоговых окон относительно размера экрана.
• Заменяйте жестко заданные размеры в макетах и коде рисования вычисленными значениями из метрик шрифта или размера экрана.

Словарь терминов высокочастотных дисплеев