display学习笔记

### Display学习笔记 #### 一、显示框架介绍 ##### 1.1 显示屏 显示屏是用户与设备交互的重要组成部分，其质量直接影响用户体验。在移动设备中，屏幕通常包括LCD（液晶显示器）或OLED（有机发光二极管）等技术。显示屏的主要参数包括分辨率、像素密度（PPI）、刷新率等。 - **分辨率**：指屏幕能够显示的像素数量，常见的有HD(720p)、FHD(1080p)、QHD(1440p)以及UHD(4K)等。 - **像素密度(PPI)**：即每英寸所包含的像素数目，PPI越高，显示效果越细腻。 - **刷新率**：指屏幕每秒钟刷新的次数，单位为Hz。例如60Hz意味着每秒刷新60次，更高的刷新率可以带来更流畅的画面。 ##### 1.2 SurfaceFlinger—图形合成者 SurfaceFlinger是Android系统中的图形合成服务，它负责将不同应用的视图合成到一起，并最终呈现给用户。SurfaceFlinger通过一系列复杂的算法和技术实现高性能的图形合成。 - **Layer管理**：每个应用的视图都表示为一个Layer，SurfaceFlinger管理这些Layer并将它们合成到一个最终的画面上。 - **Buffer交换**：SurfaceFlinger处理缓冲区的交换，确保最新的画面能够及时显示出来。 - **HWC（Hardware Composer）**：SurfaceFlinger与硬件加速器(HWC)协同工作，利用硬件加速来提高图形合成性能。 ##### 1.3 上层绘图 上层绘图是指应用程序如何绘制自己的视图。在Android中，应用程序可以通过多种方式绘制视图，包括使用Canvas进行2D绘制，使用OpenGL进行3D绘制等。 - **Canvas**：提供了基本的2D绘图功能，如绘制路径、文本、位图等。 - **OpenGL ES**：是一种用于渲染2D和3D图形的跨平台API，常用于游戏开发和复杂界面的绘制。 - **Skia图形库**：是Android底层支持的一部分，提供高性能的2D图形处理能力，被广泛应用于绘制操作。 #### 二、显示系统重点模块流程 ##### 2.1 Vsync Vsync（垂直同步）是显示系统中一个非常重要的概念，它确保屏幕刷新和数据更新之间的时间同步，避免出现撕裂现象。 ###### 2.1.1 Vsync 功能 - **同步屏幕刷新**：确保屏幕的每次刷新都与GPU的数据更新同步。 - **减少图像撕裂**：通过控制帧率和屏幕刷新频率的一致性，减少因数据更新不及时导致的图像撕裂现象。 - **提高视觉体验**：通过精确控制刷新时机，提升用户视觉体验。 ###### 2.1.2 VSync 代码流程 1. **初始化**：在系统启动时初始化Vsync相关的组件和服务。 2. **设置刷新率**：根据屏幕类型设置合适的刷新率。 3. **定时器触发**：使用定时器机制，在每次刷新前触发Vsync信号。 4. **信号传递**：Vsync信号传递给SurfaceFlinger和其他需要同步的组件。 5. **同步处理**：SurfaceFlinger根据Vsync信号进行帧的合成和渲染。 6. **显示输出**：经过合成后的帧被提交给显示控制器，最终呈现在屏幕上。 ###### 2.1.3 使用 systrace 查看 VSync Systrace是Android开发者常用的性能分析工具之一，可以用来查看系统的各种事件，包括Vsync信号。 - **启用systrace**：首先需要安装并配置好systrace工具。 - **记录Vsync事件**：运行systrace命令并选择包含Vsync的跟踪类别。 - **分析结果**：查看记录下的Vsync事件，分析其时间间隔是否符合预期，是否存在延迟等问题。 ###### 2.1.4 Vsync Offset Vsync Offset指的是实际的Vsync信号与理想的Vsync信号之间的偏移量，这个偏移量可能会影响显示效果。 - **Offset 为 0**：当Vsync Offset为0时，表示实际的Vsync信号与理想的Vsync信号完全同步，这是最理想的情况。 - **Offset 不为 0**：当Offset不为0时，可能存在以下几种情况： - **正向偏移**：实际Vsync信号比理想信号晚发生，可能导致帧绘制延迟。 - **负向偏移**：实际Vsync信号比理想信号早发生，可能导致部分帧被跳过。 对于不同的应用场景和设备配置，Vsync Offset的调整和优化是非常重要的，它直接影响到最终用户的视觉体验。通过对Vsync Offset的细致调整，可以进一步提高显示系统的稳定性和性能。