4、Screen Window与Composition：Window类型与合成流程
好，咱们今天聊点实在的。Window 和 Composition，说白了就是 QNX 图形显示栈里最核心的拼图游戏。你想想看，仪表盘上那么多元素——车速、转速、警告灯、导航箭头——它们怎么叠到一起，又怎么送到屏幕上的？答案就在 Window 类型和合成流程里。
4.1 Window 的三种类型
我个人习惯把 Window 分成三类：Child、Group、Application。别被名字唬住，其实很好理解。
4.1.1 Application Window（应用窗口）
这是最基础的窗口类型。每个应用进程创建一个 Application Window，用来展示自己的内容。比如你的车速表是一个应用，导航地图是另一个应用，它们各自拥有一个 Application Window。
特点：
- 每个 Application Window 有独立的缓冲区
- 可以设置透明度、旋转、缩放等属性
- 是合成器直接操作的基本单位
核心概念：Application Window 是合成器的「输入源」。合成器读取这些窗口的内容，然后拼成最终画面。
4.1.2 Child Window（子窗口）
子窗口是挂在 Application Window 下面的。我在项目中遇到过一种场景：车速表应用里有个数字显示区域，这个区域需要独立更新（比如数字跳变时），但又不想重新绘制整个车速表。这时候 Child Window 就派上用场了。
使用场景：
- 局部刷新：只更新子窗口区域，父窗口不动
- 层级控制：子窗口可以浮在父窗口上面
- 裁剪效果：子窗口内容超出父窗口边界时会被裁剪
避坑指南：我曾经在项目里滥用 Child Window，结果窗口数量一多，合成性能直线下降。后来我总结了一个经验：Child Window 数量控制在 5 个以内，超过这个数就该考虑用 Group Window 了。
4.1.3 Group Window（组窗口）
Group Window 是个容器，可以把多个 Application Window 或 Child Window 打包在一起。为什么要这么做？因为有时候你需要对一组窗口做统一操作，比如整体移动、整体隐藏、整体设置透明度。
举个例子：
仪表盘上的「运动模式」切换。当用户切换到运动模式时，整个仪表盘的配色、布局都要变。如果你把转速表、车速表、油量表都放在一个 Group Window 里，切换时只需要操作这个 Group 就行了，不用一个个去改。
| Window 类型 | 典型用途 | 性能影响 |
|---|---|---|
| Application Window | 独立应用的内容展示 | 低（每个应用一个） |
| Child Window | 局部刷新、浮层效果 | 中（数量多时影响大） |
| Group Window | 统一管理多个窗口 | 低（适合批量操作） |
4.2 Composition 流程
Composition，说白了就是「拼图」。合成器把各个 Window 的内容按照 Z-order（层级顺序）叠在一起，然后输出到屏幕。这个过程听起来简单，但里面门道不少。
4.2.1 合成的基本步骤
- 收集窗口信息：合成器遍历所有 Window，获取它们的位置、大小、透明度、缓冲区地址
- 排序：按 Z-order 从低到高排序，底层的先画，上层的后画
- 混合：如果有透明度，需要做 alpha blending（透明度混合）
- 输出：最终合成结果写入显示缓冲区
关键点：合成器不是每帧都重新合成所有窗口。它只合成「有变化」的窗口区域。这就是为什么 QNX 的合成效率高——它做了脏区域追踪（Dirty Region Tracking）。
4.2.2 合成策略的选择
我建议你根据硬件能力选择合成策略。QNX 支持两种方式：
- 软件合成：CPU 来做混合运算。适合窗口数量少、分辨率低的场景
- 硬件合成：GPU 或显示控制器来做。适合多窗口、高分辨率、高帧率的场景
嗯，这里要注意：软件合成虽然灵活，但 CPU 负载高。我在一个 4K 分辨率的项目里试过软件合成，CPU 占用直接飙到 80%，帧率还掉到 30fps。后来切到硬件合成，CPU 占用降到 10%，帧率稳定 60fps。
4.3 硬件 Overlay 与合成
硬件 Overlay 是 QNX 图形栈里一个「作弊器」。它允许你把某些窗口直接交给显示控制器处理，不经过合成器。
4.3.1 什么是 Overlay？
Overlay 是显示控制器的一个硬件层。你可以把某个 Window 的内容直接映射到这个硬件层上。显示控制器会自动把这个层叠加到主画面上，不需要 CPU 或 GPU 参与。
Overlay 的优势：
- 零 CPU 开销：合成工作由硬件完成
- 低延迟：Overlay 层的内容更新可以立即显示
- 节省带宽：不需要把 Overlay 内容拷贝到合成缓冲区
注意：Overlay 不是万能的。大多数显示控制器只支持 2-4 个硬件 Overlay 层。而且 Overlay 层的格式有限制，比如只支持 RGB565 或 NV12 格式。我曾经踩过这个坑——想用 Overlay 显示一个 ARGB8888 的窗口，结果硬件不支持，只能退回到软件合成。
4.3.2 Overlay 的使用场景
我个人最常用的 Overlay 场景是视频播放和摄像头预览。因为这些内容需要低延迟、高帧率，而且格式通常是 YUV，正好适合 Overlay。
代码示例：创建一个 Overlay 窗口
// 创建一个 Overlay 窗口
screen_window_t overlay_win;
screen_create_window(&overlay_win, screen_ctx);
// 设置窗口类型为 Overlay
int usage = SCREEN_USAGE_OVERLAY;
screen_set_window_property_iv(overlay_win, SCREEN_PROPERTY_USAGE, &usage);
// 设置 Overlay 的格式（比如 NV12）
int format = SCREEN_FORMAT_NV12;
screen_set_window_property_iv(overlay_win, SCREEN_PROPERTY_FORMAT, &format);
// 设置 Overlay 的 Z-order，让它浮在主画面上面
int zorder = 1;
screen_set_window_property_iv(overlay_win, SCREEN_PROPERTY_ZORDER, &zorder);4.3.3 合成与 Overlay 的配合
实际项目中，合成器和 Overlay 是配合使用的。举个例子：
- 主画面（仪表盘背景、固定元素）由合成器合成
- 视频流（倒车影像）通过 Overlay 显示
- 警告灯（需要高优先级显示）也通过 Overlay 显示
这样既保证了主画面的灵活性（合成器可以处理复杂的 UI 效果），又保证了视频和警告灯的低延迟。
我的经验：如果你需要同时使用多个 Overlay，一定要先查硬件手册。有些显示控制器支持 Overlay 叠加（Overlay 叠 Overlay），有些不支持。不支持的话，你就只能把多个 Overlay 内容合并到一个硬件层里，或者退回到合成器处理。
4.4 总结一下
Window 类型和 Composition 是 QNX 图形显示栈的基石。记住三点：
- 选对 Window 类型：Application 做主体，Child 做局部，Group 做批量
- 合成策略要匹配硬件：能硬件合成就别用软件，能 Overlay 就别走合成器
- Overlay 是性能利器：但有限制，用之前先确认硬件能力
下一章我会讲 Screen Buffer 的管理和双缓冲机制，那是保证画面不撕裂的关键。咱们到时候接着聊。