AndroidQ 强制黑暗 (ForceDark) 模式实践
导读
AndroidQ版本增加了ForceDark功能,可以快速实现应用的黑暗模式。本文主要讲述了AndroidQ ForceDark适配过程中遇到的一些问题,通过一步步分析AndroidQ黑暗模式实现原理进而解决适配过程中的这些问题。希望通过这篇文章读者能够了解AndroidQForceDark功能的原理,更好的完成适配工作。
一、强制黑暗(Force Dark)模式简介
黑暗模式不仅可能减少耗电量,在光线暗的环境中对眼睛也有保护的作用。
AndroidQ 提供了 Force Dark 功能,在浅色主题(例如: Theme.Material.Light )上面设置 android:forceDarkAllowed=”true” 就可以快速的实现黑色主题背景,而不需要为黑色主题背景提供单独的主题资源。
具体使用方法可以参考官方文档:https://developer.android.google.cn/guide/topics/ui/look-and-feel/darktheme
二、适配过程中遇到的问题
1、 图片圆角被加亮
如果图片圆角是通过自定义 ImageView ,在 onDraw() 方法中通过 canvas.drawPath 来实现的。则在使用ForceDark功能时绘制的圆角颜色会被加亮。如果圆角颜色是白色,此时圆角在黑色背景下面就会显示为白色,与我们所要的效果刚好相反。
圆角绘制的代码如下所示:
private void initPaint() { paint = new Paint(); paint.setAntiAlias(true); //设置画笔为无锯齿 paint.setStyle(Paint.Style.FILL); //设置实心 paint.setColor(Color.WHITE); } public void initRightDownPath() { rightDownPath = new Path(); rightDownPath.moveTo(width, height); rightDownPath.lineTo(width, height - radius); RectF rectF = new RectF(width - 2 * radius, height - 2 * radius, width, height); rightDownPath.arcTo(rectF, 0, 90, true); rightDownPath.lineTo(width, height); rightDownPath.close(); } /** 绘制白色圆角在forcedark模式下会被加亮 **/ @Override protected void onDraw(Canvas canvas) { super.onDraw(canvas); canvas.drawPath(leftDownPath, paint); canvas.drawPath(leftUpPath, paint); canvas.drawPath(rightUpPath, paint); canvas.drawPath(rightDownPath, paint); }
2、文字绘制被加亮
如果自定义 ImageView 中,除了绘制圆角外还绘制了文字,则使用 ForceDark 功能时圆角和文字颜色都会被加亮。
/** 绘制白色圆角和白色文字在forcedark模式下会被加亮 **/ @Override protected void onDraw(Canvas canvas) { super.onDraw(canvas); //绘制圆角 canvas.drawPath(leftDownPath, paint); canvas.drawPath(leftUpPath, paint); canvas.drawPath(rightUpPath, paint); canvas.drawPath(rightDownPath, paint); //绘制文字 mTextPaint.setTextSize(typeIconTextSize); Paint.FontMetrics fontMetrics = mTextPaint.getFontMetrics(); float baseline = getHeight() - typeIconMargin - (typeIconHeight + fontMetrics.bottom + fontMetrics.top) / 2; float textWidth = mTextPaint.measureText("长图"); canvas.drawText("长图", getWidth() - typeIconMargin - typeIconWidth / 2 - textWidth / 2, baseline, mTextPaint); }
3、 RecycleView ItemDecoration被加亮
RecycleView 的 ItemDecoration 可以用来在 RecycleView 上面绘制一些装饰元素,例如:分割线、圆点标题、字母排序标题等。
ItemDecoration 有两个方法: onD raw 和 onDrawOver ,这两个方法分别表示在 RecycleView 绘制之前和绘制完成后绘制。
以字母排序为例,排序后的字母标题就是在 onDrawOver 方法中绘制出来的。当开启 ForceDark 功能时字母以及字母的背景会被处理成加亮,而 RecycleView 的 ItemView 会被处理成加暗,加亮的字母背景在加暗的 ItemView 上面显得特别突兀。
字母排序的绘制方法如下所示:
/** * {@inheritDoc} 绘制的字母和字母背景forcedark模式下会被加亮 */ @Override public void onDrawOver(Canvas c, RecyclerView parent, RecyclerView.State state) { final int count = parent.getChildCount(); for (int layoutPos = 0; layoutPos < count; layoutPos++) { final View child = parent.getChildAt(layoutPos); View header = getHeader(parent, adapterPos).itemView; final int left = child.getLeft(); int top = getHeaderTop(parent, child, header, adapterPos, layoutPos); c.save(); c.translate(left, top); header.draw(c); c.restore(); } }
其中 header 的布局文件如下所示:
需要注意的是显示字母的 TextView 设置了一个背景 android:background=”@color/Blk_8″ 。为了解决以上适配问题,需要我们了解一下 View 硬件绘制的相关概念以及 ForceDark 模式的源码。
三、RenderNode和DisplayList
AndroidQ的黑暗模式是通过硬件加速来绘制的,下面分别介绍一下 RenderNode 和 DisplayList 这两个类。
1、 RenderNode介绍
绘制节点 RenderNode 是用来构建 View 的硬件加速绘制结构树的,在 framework 层有对应的 RenderNode.cpp 文件, java 层 RenderNode 的使用方法如下所示:
public void drawRenderNode(Canvas canvas){ RenderNode mRenderNode = new RenderNode("name"); RecordingCanvas rendCanvas = mRenderNode.beginRecording(); try { rendCanvas.drawRect(rect,mPaint); }finally { mRenderNode.endRecording(); } mRenderNode.setPosition(0,0,100,100); if(canvas.isHardwareAccelerated()&&mRenderNode.hasDisplayList()){ canvas.drawRenderNode(mRenderNode); } }
其中 beginRecording() 方法创建了一个 RecordingCanvas ,用来记录当前 RenderNode 的绘制操作,例如: drawCircle 、 drawBitmap 、 drawRect 、 drawRenderNode 等。
endRecording() 方法会返回 Native 层中 RecordingCanvas 中 DisplayList 的地址,并将 DisplayList 保存到 Native 层中的 RenderNode 的 mDisplayList 中。例如:上图所示的 mRenderNode 节点的 DisplayList 中记录了 drawRect 操作。
2、 DisplayList介绍
在 AndroidQ 系统源码中, DisplayList 功能主要是在 SkiaDisplayList.cpp 类中实现, SkiaDisplayList.cpp 包含了 RenderNode 集合和当前 View 需要绘制的内容。如下图所示: DisplayList 中 mNodeChildren 是 RenderNode 集合, mDrawOpList 是绘制操作集合。
SkiaDisplayList 位置如下所示:
//位置frameworks/base/libs/hwui/pipeline/skia/SkiaDisplayList.h std::deque mChildNodes;//子RenderNode DisplayListData mDisplayList;//绘制操作列表
3、 一个例子
每个 View 至少有一个 RenderNode ,包含各种绘制操作。其中可以包含多个子 RenderNode ,如果 View 设置了背景,则会包含绘制背景时创建的背景 mBackgroundRenderNode 以及子 View 的 RenderNode (如果包含子 View 的话)。
背景 mBackgroundRenderNode 创建时默认 UsageHint 会被设置为 USAGE_BACKGROUND , UsageHint 是什么在下面源码的分析中会说明,这里只需要知道,背景节点会被设置为默认加黑。
这样如果一个 ViewGroup 设置了背景,并且有一个子 View ,则这个 ViewGroup 除了普通的绘制外还会有两个 drawRenderNode 操作,相应的 DisplayList 中记录了两个 RenderNode 。
如下图所示布局,是一个 FrameLayout 嵌套一个 TextView 。
上面这张图展示了上面布局中 RendrNode 和 DisplayList 关系。
四、强制黑暗(Force Dark)源码分析
1、黑暗模式的判断
在 Native 层中的 RenderNode 类中实现了黑暗模式的处理,最终是通过 handleFroceDark 方法来实现的。
handlerForceDark 的调用关系是: RenderNode:prepareTreeImpl–>pushStagingDisplayListChanges–>syncDisplayList–>handleForceDark 。
//位置:frameworks/base/libs/hwui/RenderNode.cpp void RenderNode::prepareTreeImpl(TreeObserver& observer, TreeInfo& info, bool functorsNeedLayer) { if (info.mode == TreeInfo::MODE_FULL) { pushStagingDisplayListChanges(observer, info);//构造mDisplayList,应用黑暗模式 } if (mDisplayList) { info.out.hasFunctors |= mDisplayList->hasFunctor(); bool isDirty = mDisplayList->prepareListAndChildren( observer, info, childFunctorsNeedLayer, [](RenderNode* child, TreeObserver& observer, TreeInfo& info, bool functorsNeedLayer) {//递归调用处理子节点 child->prepareTreeImpl(observer, info, functorsNeedLayer); }); if (isDirty) { damageSelf(info); } } }
handleForceDark 方法实现了颜色是加暗还是加亮的判断,判断的方法如下所示:
/** 1、位置:frameworks/base/libs/hwui/RenderNode.cpp 2、如果当前RenderNode中有文字需要展示,则是定义为前景,需要颜色变亮 3、如果当前RenderNode没有文字需要展示,且有多于一个子节点,则定义为背景,需要颜色变暗 4、如果当前RenderNode没有文字需要展示,且有一个子节点,并且子节点不是背景,则定义为背景,需要颜色变暗 5、如果有大于一个子节点,遍历子节点,如果当前节点边界包含子节点,则定义为背景,需要颜色变暗 6、最后根据定义的背景,调用applyColorTransform进行颜色变换 **/ void RenderNode::handleForceDark(android::uirenderer::TreeInfo *info) { if (CC_LIKELY(!info || info->disableForceDark)) { return; } auto usage = usageHint(); const auto& children = mDisplayList->mChildNodes;//需要展示的所有节点 if (mDisplayList->hasText()) {//有文字则是前景 usage = UsageHint::Foreground;//前景,light } if (usage == UsageHint::Unknown) { if (children.size() > 1) {//有子节点,则是背景 usage = UsageHint::Background; } else if (children.size() == 1 &&//有一个子节点,并且子节点的usageHint不是背景,则是背景 children.front().getRenderNode()->usageHint() != UsageHint::Background) { usage = UsageHint::Background; } } if (children.size() > 1) {//有子节点 // Crude overlap check SkRect drawn = SkRect::MakeEmpty(); for (auto iter = children.rbegin(); iter != children.rend(); ++iter) {//逆序迭代 const auto& child = iter->getRenderNode();//遍历到的子节点 // We use stagingProperties here because we haven't yet sync'd the children SkRect bounds = SkRect::MakeXYWH(child->stagingProperties().getX(), child->stagingProperties().getY(), child->stagingProperties().getWidth(), child->stagingProperties().getHeight());//子节点的边界 if (bounds.contains(drawn)) {//判断bounds是否包含drawn,如果drawn为空或者bounds为空,返回false。 // This contains everything drawn after it, so make it a background child->setUsageHint(UsageHint::Background); } drawn.join(bounds);//取bounds和drawn的并集,如果bounds为空对drawn没影响;如果drawn为空设置drawn为bounds. } } mDisplayList->mDisplayList.applyColorTransform(//应用颜色变换,如果是背景则把颜色变深,如果是前景则把颜色浅 usage == UsageHint::Background ? ColorTransform::Dark : ColorTransform::Light); }
2、黑暗模式的执行
在 handleForceDark 方法中的 applyColorTransform 会执行以下调用顺序: DisplayList:applyColorTransform–>RecordingCanvas:colorTransformForOp–>CanvasTransform:transformPaint
最终会调用到 CanvasTransform 中的 transfromPaint 方法。 CanvasTransform 的 transformPaint 方法有两个,一个是执行普通绘制颜色变换,一个是执行图片绘制的的颜色变换。
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普通绘制颜色变换
颜色的变化是通过把颜色转换成Lab颜色模式,然后对颜色的亮度做反转,这样原本暗色颜色会被加亮,原来亮色颜色会被加暗,其它细节可以参考源码。
//位置:frameworks/base/libs/hwui/CanvasTransform.cpp /** 1、Lab颜色模式,包括亮度L和a,b两个颜色通道 2、对颜色的亮度进行反转 **/ static SkColor makeLight(SkColor color) { Lab lab = sRGBToLab(color); float invertedL = std::min(110 - lab.L, 100.0f);//反转亮度 if (invertedL > lab.L) {//超过原来的亮度,则以新的为准,比原来还暗,则不进行变换 lab.L = invertedL; return LabToSRGB(lab, SkColorGetA(color)); } else { return color; } } /** 1、Lab颜色模式,包括亮度L和a,b两个颜色通道 2、对颜色的亮度进行反转 **/ static SkColor makeDark(SkColor color) { Lab lab = sRGBToLab(color); float invertedL = std::min(110 - lab.L, 100.0f); if (invertedL < lab.L) {//没有原来的亮,则以新的为准,比原来还亮,则还用原来的。 lab.L = invertedL; return LabToSRGB(lab, SkColorGetA(color)); } else { return color; } }
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图片绘制颜色变换
图片颜色的变换同样是对图片的明暗度进行反转处理,和普通绘制不同的是,这里的明暗转换是通过Skia图片绘制引擎实现的。具体实现原理可能参考Skia相关资料。
/** 1、根据Palette和明暗的判断决定是否要对图片进行处理 2、为图片设置一个colorfilter **/ bool transformPaint(ColorTransform transform, SkPaint* paint, BitmapPalette palette) { palette = filterPalette(paint, palette);//计算图片的palette是明还是暗 bool shouldInvert = false; if (palette == BitmapPalette::Light && transform == ColorTransform::Dark) {//图片是明亮的,效果是要变暗 shouldInvert = true; } if (palette == BitmapPalette::Dark && transform == ColorTransform::Light) {//图片是暗的,效果是变亮 shouldInvert = true; } if (shouldInvert) { SkHighContrastConfig config; config.fInvertStyle = SkHighContrastConfig::InvertStyle::kInvertLightness; paint->setColorFilter(SkHighContrastFilter::Make(config)->makeComposed(paint->refColorFilter()));//设置一个colorfilter } return shouldInvert; }
通过以上介绍,我们已经了解了黑暗模式是怎么实现的了,回到第二节中适配中出现的问题,我们可以分析一下问题的解决方法。
五、问题的解决
1、图片圆角被加亮
如果 ImageView 没有设置背景,则当前 ImageView 的 DisplayList 中没有子 RenderNode ,根据第三节 Native 中 RenderNode 源码可知 ImageView 的 RenderNode 的 UsageHint 是默认的 Unknow ,因此在 onDraw 中绘制的圆角会被加亮。
解决方法是在 onDraw 中增加一个空的 RenderNode ,这样 DisplayList 中就有一个默认 UsageHint 是 Unknow 的 RenderNode ,因此 ImageView 整体会被加暗。
@Override protected void onDraw(Canvas canvas) { super.onDraw(canvas); drawRoundCornor(canvas); if (Build.VERSION.SDK_INT > Build.VERSION_CODES.P) { if(mRenderNode == null){ mRenderNode = new RenderNode(""); } mRenderNode.beginRecording(1, 1); mRenderNode.endRecording(); if (canvas.isHardwareAccelerated()&&mRenderNode.hasDisplayList()) { canvas.drawRenderNode(mRenderNode); } } }
2、文字绘制被加亮
如果以上圆角 ImageView 在 onDraw 中通过 drawText 画了文字,则根据以上分析, ImageView 中所有的操作会被作加亮处理。
解决方式是把 drawText 方法封装到一个 RenderNode 中,这样 ImageView 中只有一个 RenderNode , ImageView 中的圆角会被作加暗处理,而文字依然是加亮处理。
@Override protected void onDraw(Canvas canvas) { super.onDraw(canvas); drawRoundCornor(canvas); if (Build.VERSION.SDK_INT > Build.VERSION_CODES.P) { if (mRenderNode == null) { mRenderNode = new RenderNode("name"); } Canvas rendCanvas = mRenderNode.beginRecording(); rendCanvas.translate(-left, -top);//设置位移 try { rendCanvas.drawText("长图", 100,200, mTextPaint);//绘制文字 } finally { mRenderNode.endRecording(); } mRenderNode.setPosition(left,top,right,bottom);//设置renderCanvas的位置 if (canvas.isHardwareAccelerated() && mRenderNode.hasDisplayList()) { canvas.drawRenderNode(mRenderNode); } } else { canvas.drawText("长图", 100,200, mTextPaint); } }
3、RecycleView ItemDecoration被加亮
RecycleView 的 ItemDecoration 是绘制在 RecycleView 上面的,方法 onDrawOver 是在绘制完 RecyelView 之后开始执行,因此在这个方法中的绘制操作会被记录在 RecycleView 的 mDisplayList 中。
在 drawOver() 方法中直接调用 header.draw(canvas) ,此时 header 的 mAttachInfo 为空,所以不会走硬件加速绘制。 header 中所有 View 的绘制操作包含 TextView 都会保存在 RecycleView 的 mDisplayList 中。
由于 header 中包含 TextView 所以 RecycleView 整体会被加亮,解决方法是增加一个放在 RenderNode 中的绘制背景的操作,这样即保证了文字加亮又有一个加暗的背景。
@Override public void onDrawOver(Canvas c, RecyclerView parent, RecyclerView.State state) { final int count = parent.getChildCount(); for (int layoutPos = 0; layoutPos android.os.Build.VERSION_CODES.P) { TextView textView = header.findViewById(R.id.tv_header); textView.setBackground(null); String des = textView.getText().toString(); if(isCharacter(des)){ Canvas rendCanvas = mRenderNode.beginRecording(); try { rendCanvas.drawRect(rect,mPaint); }finally { mRenderNode.endRecording(); } mRenderNode.setPosition(rect); if(c.isHardwareAccelerated()&&mRenderNode.hasDisplayList()){ c.drawRenderNode(mRenderNode); } } } header.draw(c); c.restore(); } }
六、总结
本文从 AndroidQ 强制黑暗( ForceDark )模式的在适配中遇到的问题开始,分析了 AndroidQ 系统黑暗模式的实现原理,并通过解决在适配中遇到的问题,给出了适配黑暗模式的一种方法,希望本文对黑暗模式的适配有一定的帮助。
参考资料:
[1]https://developer.android.google.cn/preview/features/darktheme
[2]https://www.androidos.net.cn/android/10.0.0_r6/xref
[3]https://blog.csdn.net/shensky711/article/details/102677056
[4]https://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/45943255
[5]https://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/46281499
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