Qt之高DPI顯示器(一) - 解決方案整理

目錄

• DPI發展
  • 一、PPI
  • 二、DPI
• 1、Win自適應系統
• 2、Qt機制
  • 一、Windows系統DWM縮放
  • 二、 Qt適配高DPI
  • 三、適配DPI結論
• 3、Qt適配
  • 一、統一比例
  • 二、強制刷新
  • 三、圖片適配
• 4、本身適配
  • 一、窗口大小
  • 二、字體大小
  • 三、間距
  • 四、圖標
• 5、參考文章

原文連接：Qt之高DPI顯示器(一) - 解決方案整理

最近一直在處理高DPI問題，也花費了很多功夫，前先後後使用了多種解決方案，各類方案也都有利弊，筆者最終採用了自適配方案，雖然複雜一些，可是結果可控。這裏把處理的過程記錄下來，留給有一樣需求的同窗

DPI發展

隨着顯示器質量的增高，高分屏逐漸增多，不少用戶平時使用的機器都是2k屏甚至是4k屏。

顯示器分辨率變大後，一樣的物理尺寸下能夠表示更多的點，也就是咱們平時所說的像素。

誤區說明

咱們如今平時所說的軟件像素應該是PPI(Pixels Per Inch)，中文意思是每英寸像素數，而咱們windows系統中修改的DPI其實就是這個PPI。

爲何會有這個誤區呢？

答案：由於這個世界正在盡人類想象所能地使其變得難懂。

一、PPI

每英寸像素數，像素表示的是「圖片的原色」，足夠靠近你顯示屏上的圖片你就會看到他們：一排一排的小方塊。換句話說，他們也是一個電子圖片的最小可尋址單元。

其中每個電子圖片則是由更小的光學單元組成，這些光學單元就是紅色、綠色和藍色。

PPI的始做俑者

可悲的是，一些生產廠商將這些 sub-pixel 描述爲「dot」，爲何這樣認爲呢？由於他和DPI的墨點工做方式相同，而後就是一頓商業互吹，用DPI來描述PPI就被開始誤用了。

須要注意的是，pixel 是一個固定大小的物理物體，所以，一個屏幕上的 PPI 是固定的。大部顯示器都是 66 - 130ppi。

PPI 和打印的目標

只有要打印出來時，設定 PPI 纔有效。

在打印的過程當中，全部在屏幕上組成圖片的物理pixel都被轉換成不一樣色調的小正方形，這些小正方形是另一種「像素」，下文中都使用pixel-d來表示。

當打印時，若是增長圖片的大小爲300%，圖片是放大了300%，可是圖片的顆粒度更大了！若是想要清晰度不變，而大小發生變化，這個時候咱們就須要修改PPI。

看一個圖片打印的示例

圖片尺寸	PPI	物理春	結果	打印機(DPI)	每英寸點數	總點數	結果
300px * 300px	10	30 * 30英寸	很是大	60	60 * 60	30 * 30 * 每英寸點數	很是虛
300px * 300px	300	1 * 1英寸	很是小	90	90 * 90	1 * 1 * 每英寸點數	細膩
300px * 300px	60	5 * 5英寸	可能合適	120	120 * 120	5 * 5 * 每英寸點數	很是細膩

對於最終的打印輸出而言，將 PPI 輸入認爲是一種調節物理大小的方式，而不是分辨率。

PPI能夠決定打印的大小，想要更加細膩的打印效果則是須要增長更多的pixel-d。

二、DPI

DPI 只是打印機的技術參數，就像是你電腦顯示器的 pixel 分辨率。

好比說，你以 600 dpi 來打印一幅 150ppi 的圖像，那麼每一個「pixel」將會包括16個 dot（600 dot/150 「pixel」 = 4 x 4 / 「pixel」)。

名稱	說明
Inch英寸	物理單位，能夠衡量顯示器的物理大小
PPI每英寸像素數	物理值，由硬件廠商決定。表示每英寸下能夠存儲多少個光學單元
DPI每英寸點數	打印機單位，一個技術參數，表明打印機的好壞。一般來講，dot 矩陣打印機可打印的 dpi 範圍爲 60 - 90，噴墨打印機的 dpi 範圍爲 300 - 600，而激光打印機爲 600 - 1800。
Resolution分辨率	顯示器單位，描述每英寸像素數
windows系統DPI	我的理解：windows本身的一個標準，表示每英寸像素數，也就是PPI(顯示器真正的PPI不支持修改)；相似於打印時的DPI。一個技術指標或者參數

綜上：對於咱們軟件開發來講，其實所說的像素大小都是指PPI，這裏要區分不是顯示器的固定PPI，windows系統上修改DPI時其實修改的系統模擬出來的PPI；就相似於咱們打印圖片時輸出的PPI同樣，能夠決定圖片打印的物理尺寸。

1、Win自適應系統

High DPI Desktop Application Development on Windows

總的來講能夠用，可是會模糊。目前win10效果最好，基本清晰，可是還能夠優化；win7系統上基本是糊的，若是您的產品是一個互聯網軟件，那麼系統自適應絕對不是最佳方案。

2、Qt機制

要使用Qt高DPI縮放，首先得禁用系統縮放。

方式1： QApplication構造前設置Qt::AA_EnableHighDpiScaling屬性

方式2： 設置環境變量QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR爲1

一、Windows系統DWM縮放

啓用系統縮放時，因爲使用的都是圖片拉伸的方式則會產品模糊

---	DPI Unaware	System DPI Awareness	Per-Monitor and Per-Monitor (V2) DPI Awareness
含義	啓用系統縮放	應用程序已在啓動的顯示器上支持高DPI，可是沒有對其餘顯示器支持，也就是說請系統在其餘顯示器上幫我啓用系統縮放	永遠不要對我作虛擬化，由於我本身能搞定

啓用系統DPI虛擬化，能夠調用SetProcessDpiAwareness接口。該接口有一個枚舉的參數類型PROCESS_DPI_AWARENESS，可是這個參數只有在Win8.1以後纔有。

Win10上有一個加強型虛擬化，能夠大大優化DWM效果。

Win7能夠調用SetProcessDpiAware接口

二、 Qt適配高DPI

基於Qt5.7測試結果

---	Qt虛擬化	推薦度	系統虛擬化	推薦度
Win7	只能使用整數倍放大，效果會模糊	*	支持系統下拉框中的浮點縮放，圖片會模糊(有些系統失效)	**
Win10	只能使用整數倍放大，字體比較清晰，可是須要適配高DPI圖片	****	圖片拉伸，啓用了Win加強型DWM，效果還能夠，但字體沒有Qt適配清楚	**

基於Qt5.13測試結果

---	Qt虛擬化	推薦度	系統虛擬化	推薦度
Win7	同Qt5.7，可是顯示有過好於Qt5.7	**	同Qt5.7	**
Win10	支持系統自定義分辨率，例如125%、175% 在不一樣分辨率下分別啓動軟件後，在相同指定分辨率下顯示大小不同 例如：在分辨率125%下啓動軟件，此時不要關閉程序1並修改分辨率爲150%，而後在啓動一次軟件爲程序2，觀察程序1和程序2的大小，發現不一大。	****	同Qt5.7	**

咱們的軟件在Win10上會強制啓用加強型虛擬戶，須要對exe右鍵屬性-兼容性-全部用戶設置進行禁用

三、適配DPI結論

一、Qt5.7只支持整數比例縮放

1. 100%:0-149%
2. 200%:150%-249%
3. 300%:250%-349%
4. ...日後依次類推
5. 100%DPI下啓動程序，切換DPI時沒法對已啓動軟件大小作出影響；反之若是非100%DPI啓動程序則是正常的。

二、Qt5.13支持系統預約義縮放比例

1. 100%：100%
2. 125%：125%
3. ...日後依次類推，若是自定義了縮放比，默認按250%(測試結果，不必定準，有待測試多個顯示器)顯示。但不一樣分辨率下啓動同一個軟件後(啓動的軟件不關閉切換分辨率)，在最後切換的分辨率上觀察程序，大小都不同。

Qt5.7和Qt5.13都有的問題

100%DPI啓動軟件後，再次修改DPI時，軟件大小不會再次發生變化。

到這這裏高DPI測試基本結束，綜合各類狀況，得出以下兩個結論：

1. 高DPI適配使用Qt來作。Qt支持高DPI比windows系統縮放效果要好。
2. Qt使用5.7。升級Qt到5.13時，須要升級vs至少到2015，而且軟件只能是x64版本的，不然還須要升級工具到更高版本，而且咱們的依賴庫也可能須要從新編譯，成本較高，並且5.13支持高DPI比5.7多的地方咱們暫時能夠不須要(主要是支持系統定義好的浮點縮放)，所以不作Qt升級工做。

3、Qt適配

因爲升級到5.13有不少成本，暫且使用Qt5.7進行適配

使用Qt5.7適配高DPI

缺點請看一節第三小節中Qt5.7只支持整數比例縮放

決定使用Qt5.7適配高DPI後，咱們須要幹以下幾件事：

1. 原生放大比例和web放大比例統一
2. 系統DPI修改時，禁用刷新
3. 添加不一樣DPI下圖片

一、統一比例

100% 200%

二、強制刷新

WM_DPICHANGED

接收系統DPI發生變化消息

三、圖片適配

添加不一樣DPI下圖片

Qt適配完以後仍是存在一些問題，比方說只支持系統已有縮放比，不能支持任意比例縮放，並且有時候還存在刷新問題、軟件異常放大等等。

4、本身適配

業務層不須要考慮scale，只須要使用T打頭控件開發便可。

注：因爲篇幅的緣故，T打頭的控件下一篇文章講解

適配項目

1. 窗口大小
2. 字體大小
3. 間距
4. 圖標

一、窗口大小

重寫頂層窗口設置界面大小函數

setFixedWidth
setFixedHeight
......

動態調整

記錄調用了哪些設置大小的函數，在dpi發生變化時從新設置一遍

if (testflag("setfixedWidth"))
{
    setFixedWidth(width * scale);
}

二、字體大小

從新生成qss文件

讀取原有qss文件，使用正則表達式生成scale版本的新qss文件。

三、間距

佈局的margin

記錄調用了哪些設置大小的函數，在dpi發生變化時從新設置一遍，相似於窗口大小變化時所做調整

if (testflag("margin"))
{
    setContextMargin(...);
}

padding和margin

讀取原有qss文件，使用正則表達式生成scale版本的新qss文件。

四、圖標

工程中須要添加1x 2x 3x等不一樣分辨率的圖標，1x圖標爲正常狀況下使用的圖標，2x和3x圖標分別是高分辨率下的圖標

替換圖標有兩種狀況，一種是使用qss方式貼圖，另外一種是自繪貼圖

qss方式

預先生成高分辨率下的整數倍xxx_2x.qss和xxx_3x.qss文件，實際使用的時候在動態調整，具體方案下一篇文章講解

自繪

若是是自繪文字圖圖片，那就須要本身控制縮放比，和圖片壓縮係數，具體方案下一篇文章講解

5、參考文章

PPI vs. DPI: 有什麼區別?

High DPI Desktop Application Development on Windows

PROCESS_DPI_AWARENESS Enumeration

SetProcessDPIAware function：Win Vista開始支持的接口

SetProcessDpiAwareness function：Win8.1開始支持的接口

關於Windows高DPI的一些簡單總結

如何開發新的Qt 5.7高DPI每監視器DPI感

值得一看的優秀文章：

1. 財聯社-產品展現
2. 廣聯達-產品展現
3. Qt定製控件列表
4. 牛逼哄哄的Qt庫

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