Qt之高DPI顯示器(一) - 解決方案整理

目錄

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

原文鏈接：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，也花費了不少功夫，前前后后使用了多種解決方案，各種方案也都有利弊，筆者最終采用了自適配方案，雖然復雜一些，但是結果可控。這里把處理的過程記錄下來，留給有同樣需求的同學

DPI發展

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

顯示器分辨率變大后，同樣的物理尺寸下可以表示更多的點，也就是我們平時所說的像素。

誤區說明

我們現在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，而我們windows系統中修改的DPI其實就是這個PPI。

為什么會有這個誤區呢？

答案：因為這個世界正在盡人類想象所能地使其變得難懂。

1、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。

其中每一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的始作俑者

可悲的是，一些生產廠商將這些 sub-pixel 描述為“dot”，為什么這樣認為呢？因為他和DPI的墨點工作方式相同，然后就是一頓商業互吹，用DPI來描述PPI就被開始誤用了。

需要注意的是，pixel 是一個固定大小的物理物體，因此，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 才有效。

在打印的過程中，所有在屏幕上組成圖片的物理pixel都被轉換成不同色調的小正方形，這些小正方形是另外一種“像素”，下文中都使用pixel-d來表示。

當打印時，如果增加圖片的大小為300%，圖片是放大了300%，但是圖片的顆粒度更大了！如果想要清晰度不變，而大小發生變化，這個時候我們就需要修改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	非常大	60	60 * 60	30 * 30 * 每英寸點數	非常虛
300px * 300px	300	1 * 1英寸	非常小	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	非常細膩

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

PPI可以決定打印的大小，想要更加細膩的打印效果則是需要增加更多的pixel-d。

2、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。

比如說，你以 600 dpi 來打印一幅 150ppi 的圖像，那么每個“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，可以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。表示每英寸下可以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，代表打印機的好壞。通常來說，dot 矩陣打印機可打印的 dpi 范圍為 60 - 90，噴墨打印機的 dpi 范圍為 300 - 600，而激光打印機為 600 - 1800。
Resolution分辨率	顯示器單位，描述每英寸像素數
windows系統DPI	個人理解：windows自己的一個標准，表示每英寸像素數，也就是PPI(顯示器真正的PPI不支持修改)；類似於打印時的DPI。一個技術指標或者參數

綜上：對於我們軟件開發來說，其實所說的像素大小都是指PPI，這里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；就類似於我們打印圖片時輸出的PPI一樣，可以決定圖片打印的物理尺寸。

一、Win自適應系統

High DPI Desktop Application Development on Windows

總的來說可以用，但是會模糊。目前win10效果最好，基本清晰，但是還可以優化；win7系統上基本是糊的，如果您的產品是一個互聯網軟件，那么系統自適應絕對不是最佳方案。

二、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為1

1、Windows系統DWM縮放

啟用系統縮放時，由於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	啟用系統縮放	應用程序已在啟動的顯示器上支持高DPI，但是沒有對其他顯示器支持，也就是說請系統在其他顯示器上幫我啟用系統縮放	永遠不要對我做虛擬化，因為我自己能搞定

啟用系統DPI虛擬化，可以調用SetProcessDpiAwareness接口。該接口有一個枚舉的參數類型PROCESS_DPI_AWARENESS，但是這個參數只有在Win8.1之后才有。

Win10上有一個增強型虛擬化，可以大大優化DWM效果。

Win7可以調用SetProcessDpiAware接口

2、 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，但是需要適配高DPI圖片	****	圖片拉伸，啟用了Win增強型DWM，效果還可以，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，但是顯示有過好於Qt5.7	**	同Qt5.7	**
Win10	支持系統自定義分辨率，例如125%、175% 在不同分辨率下分別啟動軟件后，在相同指定分辨率下顯示大小不一樣 例如：在分辨率125%下啟動軟件，此時不要關閉程序1並修改分辨率為150%，然后在啟動一次軟件為程序2，觀察程序1和程序2的大小，發現不一大。	****	同Qt5.7	**

我們的軟件在Win10上會強制啟用增強型虛擬戶，需要對exe右鍵屬性-兼容性-所有用戶設置進行禁用

3、適配DPI結論

1、Qt5.7只支持整數比例縮放

1. 100%:0-149%
2. 200%:150%-249%
3. 300%:250%-349%
4. ...往后依次類推
5. 100%DPI下啟動程序，切換DPI時無法對已啟動軟件大小做出影響；反之如果非100%DPI啟動程序則是正常的。

2、Qt5.13支持系統預定義縮放比例

1. 100%：100%
2. 125%：125%
3. ...往后依次類推，如果自定義了縮放比，默認按250%(測試結果，不一定准，有待測試多個顯示器)顯示。但不同分辨率下啟動同一個軟件后(啟動的軟件不關閉切換分辨率)，在最后切換的分辨率上觀察程序，大小都不一樣。

Qt5.7和Qt5.13都有的問題

100%DPI啟動軟件后，再次修改DPI時，軟件大小不會再次發生變化。

到這這里高DPI測試基本結束，綜合各種情況，得出如下兩個結論：

1. 高DPI適配使用Qt來做。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，需要升級vs至少到2015，並且軟件只能是x64版本的，否則還需要升級工具到更高版本，並且我們的依賴庫也可能需要重新編譯，成本較高，而且5.13支持高DPI比5.7多的地方我們暫時可以不需要(主要是支持系統定義好的浮點縮放)，因此不做Qt升級工作。

三、Qt適配

由於升級到5.13有很多成本，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后，我們需要干如下幾件事：

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. 添加不同DPI下圖片

1、統一比例

100% 200%

2、強制刷新

WM_DPICHANGED

接收系統DPI發生變化消息

3、圖片適配

添加不同DPI下圖片

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

四、自己適配

業務層不需要考慮scale，只需要使用T打頭控件開發即可。

注：由於篇幅的緣故，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

1、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發生變化時重新設置一遍

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

2、字體大小

重新生成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。

3、間距

布局的margin

記錄調用了哪些設置大小的函數，在dpi發生變化時重新設置一遍，類似於窗口大小變化時所作調整

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。

4、圖標

工程中需要添加1x 2x 3x等不同分辨率的圖標，1x圖標為正常情況下使用的圖標，2x和3x圖標分別是高分辨率下的圖標

替換圖標有兩種情況，一種是使用qss方式貼圖，另一種是自繪貼圖

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

如果是自繪文字圖圖片，那就需要自己控制縮放比，和圖片壓縮系數，具體方案下一篇文章講解

五、參考文章

PPI vs. DPI: 有什么區別?

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-產品展示
2. 廣聯達-產品展示
3. Qt定制控件列表
4. 牛逼哄哄的Qt庫

如果您覺得文章不錯，不妨給個 打賞，寫作不易，感謝各位的支持。您的支持是我最大的動力，謝謝！！！

---

很重要--轉載聲明

1. 本站文章無特別說明，皆為原創，版權所有，轉載時請用鏈接的方式，給出原文出處。同時寫上原作者：朝十晚八 or Twowords

2. 如要轉載，請原文轉載，如在轉載時修改本文，請事先告知，謝絕在轉載時通過修改本文達到有利於轉載者的目的。

---