关于Skia的单像素偏移问题

skia是个2D向量图形处理函数库,包含字型、坐标转换,以及点阵图都有高效能且简洁的表现。不仅用于Google Chrome浏览器,新兴的Android开放手机平台也采用skia作为绘图处理,搭配OpenGL/ES与特定的硬件特征,强化显示的效果。

关于skia

2005年被Google收购,2007年初,Google开源skia GL相关源代码,作为Google Android平台的图形引擎,稍后的Google Chrome浏览器也采用Skia引擎。随着Android与Chrome (开放版本称为"Chromium")两大专案公布源代码后,Skia也一并公开原始源代码,以Apache License v2发布(注意,这意味着与GPLv2授权不相容) ,而Android与Chrome的源代码库中都有一份[Skia]的复制,因需求不同,做了部份的修改,比方说Chrome专案底下的 [chrome/trunk/src/skia],需要注意的是,Skia本身是不涉及底层环境,如Linux Framebuffer或Gtk+衔接的处理,这也是何以Android (透过Linux Framebuffer)与Chrome (开发中的Linux版本使用Gtk+)需要提供一份修改,以便系统接轨。

对比GDI/GDI+

之前用了一段时间的Windows下的duilib界面库,发现其渲染引擎 Render Engine用的是GDI/GDI+混合,效率高,但是功能实现很少,同时存在一个非常严重的问题:锯齿严重。

原版的duilib只用GDI渲染图形,后来有几个比较好的维护版本用了GDI+改善,但是好像没有全部做扛锯齿,在方形的控件以及贴图控件下没有影响,一旦控件被赋予圆角特性,锯齿感明显,尤其在电脑分低辨率下显得严重,话不多说,看图:


关于Skia的单像素偏移问题_第1张图片
GDI+未设置反锯齿

针对自绘的问题,使用GDI+的  SetSmoothingMode() 函数 设置抗锯齿就可以解决。如下图效果:


关于Skia的单像素偏移问题_第2张图片
GDI+设置反锯齿

可以很明显的改善锯齿带来的影响,目前本人在duilib源码部分修改了该部分的特性,包括自绘、圆角等的反锯齿,同时修复了带边框控件,边缘像素偏移的问题。这些都是很好解决的,但目前还存在一个问题尚未解决,就是非方形贴图的问题,就是图片贴在带圆角的控件当中,源码中是采用CreateRoundRectRgn()和ExtSelectClipRgn(),即创建区域裁剪。效果如图:

关于Skia的单像素偏移问题_第3张图片
圆角处很明显的看到被区域裁剪造成的锯齿

关于这个区域裁剪的锯齿问题,我看GDI/GDI+是没辙了,正由于这个问题Skia库得到了完美的解决,那就是路径区域带抗锯齿!话不多说,看效果图吧


关于Skia的单像素偏移问题_第4张图片
被圆形矩形裁剪的抗锯齿

skia很好很强大,不过还是发现一个问题,1个像素的问题,举个栗子:


关于Skia的单像素偏移问题_第5张图片
1像素矩形,上图设置反锯齿,下图无设置

可以看出,在反锯齿模式下,1像素的边框变成了虚化的2像素。下面看看2像素的矩形边框情况:


关于Skia的单像素偏移问题_第6张图片
2像素矩形,上图设置反锯齿,下图无设置

2像素的矩形框下,宽度是一致的,同时颜色亮度也一直。后面发现,单像素下会出现边框虚化1一像素的情况。


关于Skia的单像素偏移问题_第7张图片
3像素矩形,上图设置反锯齿,下图无设置

总结就是:skia会对单像素的反锯齿模式下进行边缘虚化,表现为像素多1,同时变量像素亮度+1,

Skia单像素问题原因及解决方法

原因

出现上述问题,原因是在skia等引擎库中,设置抗锯齿模式之后,绘图时开始的像素点并不是像素的边缘,而是假定一条虚拟的中线,该中线在像素点的中间,当设置为单像素时,如1个像素时,按理是需要绘制从像素点的0的左边线填充到0的右边线,但是skia的机制从0.5开始,所以导致从0.5绘制一个像素到了1.5,但是像素点不可分割填充,所以采用了0和1两个像素都填充,同时亮度降低以区别2像素,同时产生抗锯齿感。

解决方法

在绘制单像素时候,将像素坐标同时增大偏移0.5个像素即可;即保持图形的宽高不变,坐上角坐标增大0.5像素。


关于Skia的单像素偏移问题_第8张图片
偏移0.5像素后正常显示

在绘制双像素时,不能偏移0.5像素,否则出现单像素的情况,所以线宽为双数时,正常调用即可,单像素调用绘图前进行偏移处理即可。

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