Qt应用的高分辨率适配

背景

工作中需要面对触控大屏的4K分辨率场景，同时也有越来越多人开始使用高分屏，原来多基于1080p分辨率开发的Qt程序无法很好适配更高的分辨率。

没有特意针对高分辨率场景做适配时，Qt应用的表现通常有两种情况：

分辨率高的情况下，应用界面显示特别小
应用界面显示的大小跟随缩放比例的设置，但又没有完全跟随

问题分析

想要解决以上问题，首先需要了解Qt的分辨率适配机制，再根据机制分析问题原因。

Qt提供的分辨率适配能力

1、Qt::AA_EnableHighDpiScaling属性

从Qt5.6开始，支持通过QApplication::setAttribute(Qt::AA_EnableHighDpiScaling)启用高DPI缩放。设置之后，Qt会自动根据系统的DPI设置来缩放界面元素，此属性需要在创建QApplication对象之前设置。

注意：Qt5.6中引入了Qt::AA_DisableHighDpiScaling属性关闭所有缩放，优先级高于Qt::AA_EnableHighDpiScaling。

2、环境变量缩放

同样是从Qt 5.6开始支持，此处引用Qt官方文档内容：

QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR[boolean] ：启用基于显示器像素密度的自动缩放，这不会更改磅值字体的大小，多个屏幕可能会获得不同的比例系数
QT_SCALE_FACTOR[numeric]：定义整个应用程序的全局缩放因子，包括磅大小的字体
QT_SCREEN_SCALE_FACTORS[list]：指定每个屏幕的缩放系数，不会更改磅值字体的大小

3、缩放策略设置

从Qt5.14开始，支持使用以下接口进行缩放策略设置 :

cpp 复制代码

QApplication::setHighDpiScaleFactorRoundingPolicy(Qt::HighDpiScaleFactorRoundingPolicy::PassThrough);

4、Qt6的缩放策略

从Qt6.0开始默认开启Qt::AA_EnableHighDpiScaling，而且不允许关闭，但可以通过setHighDpiScaleFactorRoundingPolicy函数影响缩放策略。

问题分析

1、分辨率高的情况下，应用界面显示特别小

由于Qt6.0之后才默认开启Qt::AA_EnableHighDpiScaling自动缩放，在此之前的版本，应用没有实现任何分辨率适配的逻辑，且最开始界面设计是按照1080p的尺寸实现，在高分辨率时自然显示特别小。
2、应用界面显示的大小跟随缩放比例的设置，但又没有完全跟随

Qt应用启用了Qt::AA_EnableHighDpiScaling的情况下，会自动进行缩放调整，但自动调整的默认策略是对系统的缩放比例进行四舍五入，所以会有差异。

解决方案

在了解Qt的分辨率适配机制，并分析出原因后，可以根据自己的缩放需求进行分辨率适配。
1、希望跟随系统缩放比例进行缩放

这种方式比较简单，可通过以下方式实现：

cpp 复制代码

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication::setAttribute(Qt::AA_EnableHighDpiScaling);
	QApplication::setHighDpiScaleFactorRoundingPolicy(Qt::HighDpiScaleFactorRoundingPolicy::Round);  // 此处根据希望实现的缩放策略进行设置
    QApplication::setAttribute(Qt::AA_UseHighDpiPixmaps);
    
    QApplication a(argc, argv);
    ExampleWidget w;
    w.show();
   return a.exec();
}

2、无论系统分辨率及缩放比例如何设置，应用显示大小和屏幕始终保持相对一致

这种方式无论如何修改分辨率和缩放比例，应用在屏幕上显示的大小，始终保持不变。

需要处理两个地方，第一是在QApplication之前设置QT_SCALE_FACTOR环境变量：

cpp 复制代码

void useCustomScale()
{
    // 分辨率适配（Qt6之前可采用这个方式，Qt6之后可能会强制使用默认适配，可能需要找其他方法禁用默认适配规则）
    QApplication::setAttribute(Qt::AA_DisableHighDpiScaling);  // 禁用Qt默认适配
    QApplication::setAttribute(Qt::AA_UseHighDpiPixmaps);

    // 采用自定义的缩放设置：不关心系统缩放设置，根据屏幕分辨率设置缩放比例
    // 同时保持程序宽高相对屏幕大小固定（这一点需要设置程序窗口fixedsize时进行）
    int screenWidth = 0;
    int screenHeight = 0;

#ifdef __linux__
    Display *display = XOpenDisplay(NULL);
    if (nullptr == display)
    {
        return;
    }

    Screen *screenInfo = ScreenOfDisplay(display, DefaultScreen(display));
    if (nullptr != screenInfo)
    {
        screenWidth = screenInfo->width;
        screenHeight = screenInfo->height;
    }
    XCloseDisplay(display);
#endif

#ifdef _WIN32
    HDC hdc_screen = GetDC(0);
    screenWidth = GetDeviceCaps(hdc_screen, DESKTOPHORZRES);
    screenHeight = GetDeviceCaps(hdc_screen, DESKTOPVERTRES);
    ReleaseDC(0, hdc_screen);
#endif

    // 应用是基于1080p设计开发，因此以1080p为基准
    double scale = (double)screenWidth / 1920;
    if (scale < 1.25) { scale = 1.0; }
    else if (scale >= 1.25 && scale < 1.75) { scale = 1.5; }
    else if (scale >= 1.875) { scale = 2.0; }

    // 由于该变量需要在app之前调用，所以QScreen无法使用，需要用系统的获取屏幕分辨率接口
    QString scaleFactor = QString::number(scale, 'f', 1);
    qputenv("QT_SCALE_FACTOR", QByteArray::fromStdString(scaleFactor.toStdString()));
}

另外，需要设置程序宽高相对屏幕大小固定：

cpp 复制代码

    QRect screenGeometry = QApplication::desktop()->screenGeometry();
    int screen_width = screenGeometry.width();
    int screen_height = screenGeometry.height(); 
    // 应用是基于1080p设计开发，因此以1080p为基准
    setFixedSize(fixedWidth / 1920 * screen_width, fiexdHeight / 1080 * screen_height);

其他注意点

以上的方法能够实现应用整体的缩放适配，但是应用内部的文字、图像等内容，在缩放时还是有可能会出现问题，以下简单例举几种情况：

1、设置缩放策略后，有可能出现图片/图标模糊的情况。尽量使用SVG图，同时可以通过QApplication::setAttribute(Qt::AA_UseHighDpiPixmaps)优化模糊。

2、通过QPainter的方式实现绘制文字时，setPixelSize和setPointSize可适应于不同的缩放策略。