Общие принципы композиции

Композиция - это процесс объединения изображений из нескольких источников в единое целое

Screen стремится, насколько это возможно, использовать аппаратные слои (pipelines) контроллера дисплеев для осуществления композиции. Когда аппаратура и соответствующий драйвер поддерживают несколько слоев, Screen предоставляет возможность воспользоваться их преимуществами. Для приложений, которым требуются сложные графические преобразования на этапе отображения, имеется возможность воспользоваться встроенными в оконную подсистему средствами визуализации с привлечением аппаратной акселерации. Только в случае, если платформа не поддерживает требуемого оконной подсистеме набора аппаратного обеспечения, Screen прибегает к использованию программного рендеринга.

Например, в зависимости от конкретного аппаратного обеспечения, могут поддерживаться следующие виды организации прозрачности на этапе композиции:

Композиция посредством аппаратных слоёв

Функции данного вида композиции определяются исключительно контроллером дисплеев. По этой причине они варьируются от системы к системе.

Все видимые слои объединяются при выводе на экран. Каждый слой имеет единственный ассоциированный буфер.

Буфер, ассоциированный с окном может быть выведен лишь в выбранный слой напрямую. Подобное окно считается автономным, поскольку никакой композиции со стороны Composition Manager по отношению к ассоциированному буферу не осуществляется. Формат пикселей в буфере автономного окна определяется возможностями контроллера дисплеев.

Представленный пример демонстрирует аппаратную композицию двух окон в разных слоях. Каждое окно выводит изображение в свой собственный буфер, который ассоциируется с соответствующим слоем. На этапе отображения контроллер дисплеев считывает содержимое буферов и выводит их поочередно на экран.

Параметры композиции является системно-зависимым.

Композиция в графической подсистеме Screen

Большинство предлагаемых аппартной композицией возможностей достижимы встроенными средствами Screen и реализуются в Composition Manager.

Если аппаратные слои не поддерживаются или их число недостаточно для визуализации требуемого набора окон, решением может стать лишь второй тип композиции. Также к нему имеет смысл обратиться в том случае, когда контроллер дисплеев не предоставляет требуемого набора функциональных возможностей.

Composition Manager позволяет аппаратно объединять несколько оконных буферов в единый результирующий буфер, который в последующем будет выводиться на экран. Это так называемый композиционный буфер или фреймбуфер (framebuffer) Screen.

Пример композиции в Screen демонстрирует вывод 2 окон в один слой. Изображения, содержащиеся в этих окнах, объединяются в единый композиционный буфер, который ассоциируется с дисплеем.

Для этого вида композиции не требуется установка следующих параметров окна: SCREEN_PROPERTY_PIPELINE, SCREEN_PROPERTY_USAGE (бит SCREEN_USAGE_OVERLAY).

Для объединения преимуществ обоих подходов можно одновременно использовать представленные практики.

Пример демонстрирует 3 окна. Первое окно захватывает первый доступный аппаратный слой контроллер дисплеев. Другие окна ассоциируются с композиционным буфером, который привязывается ко второму слою. Содержимое обоих слоев объединяется воедино средствами контроллера дисплеев.

Для организации подобной композиции требуется корректно настроенный Screen, а также соответствующим образом проинициализированные параметры окон.

Индексирование аппаратных слоев и z-индекс окон применяются и определяются независимо.

Индексирование слоев определяется аппаратно и имеет приоритет. Z-индекс окон является частью логики функционирования Composition Manager и определяются на этапе проектирования приложения и системы.

При проектировании результирующей конфигурации необходимо уделить особое внимание индексированию слоев и окон. Вы должны убедиться в том, что конкретные z-индексы имеют смысл в пределах конкретного слоя. Например, если вы назначаете высокое значение z-индексу для окна (обычно это означает, что окно должно быть размещено на переднем плане), скорее всего стоит ассоциировать окно со слоем верхнего уровня. В противном случае результат может быть не таким, как вы ожидаете, независимо от значения z-индекса.

Сравнение представленных видов композиции

Оба подхода имеют как достоинства, так и недостатки. Некоторые из них проявляются только для приложений, которые часто обновляют содержимое окна.

Вид композиции	Композиция слоёв	Композиция графической подсистемы Screen
Достоинства	Оконные буферы не требуют копирования данных во фреймбуфер Ресурсы CPU и/или GPU на композицию не расходуются Эффективно для окон с высокой частотой обмена	Не ограничивается возможностями слоя Программная перерисовка курсора или фонового изображения под ним не требуется Композиция возможна даже при наличии единственного слоя Существенно упрощается глобальная модификация содержимого оконного буфера (поворот, масштабирование, альфа смешивание, перемещение) Возможно создание окон с пиксельными форматами, которые не поддерживаются слоем (`Screen` может конвертировать формат исходного изображения в один из поддерживаемых слоем на этапе композиции)
Недостатки	Возможности композиции ограничены функциональностью контроллера дисплеев Возможности меняются от платформы к платформе, что ограничивает портируемость прикладного кода Всё меньше вендоров продолжает поддерживать аппаратные слои Количество слоев жестко ограничено в каждой конкретной системе Число поддерживаемых пиксельных форматов неизменно в каждой конкретной системе Только один оконный буфер может быть ассоциирован с каждым слоем	Оконный буфер или его часть должны быть скопированы в композиционный фреймбуфер Требуется расходование некоторых вычислительных ресурсов и CPU и GPU на осуществление композиции Требуется поддержка аппаратной акселерации графики (2D или 3D)