QWindow类devicePixelRatio函数作用

在实际开发中，我们经常看到如下代码段：

void QtWidgetsApplication1::copyWnd()
{qreal dpr = window()->windowHandle()->devicePixelRatio();QPixmap pixmap(this->size() * dpr);pixmap.setDevicePixelRatio(dpr);...... // 其它代码
}

其中QtWidgetsApplication1为QtWidgets的子类。这里的devicePixelRatio()函数有什么作用呢？

先摘录一个来自知乎网友提供的一个例子：

作者：暮成雪
链接：https://www.zhihu.com/question/40506180/answer/623203881
来源：知乎

我们以mac的发展史来说明什么是物理分辨率，以及为什么需要衍生出逻辑分辨率。

我们的主人公是乔帮主和比尔盖茨。此时乔帮主面前有一台mac，屏幕的分辨率是1280*720，这就是物理分辨率。乔帮主对比尔盖茨说，给我的mac开发一个word软件吧。盖茨说OK，于是写了一个软件，这个软件显示的时候长度是1280像素，宽度是720像素，正好能够盖满整个mac屏幕。乔帮主看了之后很满意。

有一天，乔帮主看自己的mac屏幕觉得很粗糙，一点都不清晰锐利。于是聪明的乔帮主想到，同样是15寸的屏幕，我把像素点翻倍，不就可以更清晰了吗？于是他把mac的物理分辨率改成了2560*1440的分辨率，相当于每个像素点的尺寸减少了4倍（保持原来每个像素占据的面积不变，放了4个像素，这每个像素占据的面积是原来像素占据面积的1/4），这下再也看不出颗粒感了，乔帮主很满意。但是，当乔帮主打开盖茨给他写的word的时候，傻眼了，原本全屏的word现在只占屏幕的四分之一，而且文字非常的小。乔帮主打电话给盖茨说，你的软件怎么出问题了？盖茨回答说，我开发的时候你的mac分辨率就是1280*720，你自己改了硬件尺寸怪我咯，我很忙没空给你改软件代码，你就凑合着用吧。乔帮主稍作思考，马上想出了一个非常聪明的主意！他在软件和硬件之间的系统层加了一层逻辑分辨率。虽然屏幕横向有2560个像素点，但是告诉软件我只有1280个像素点！当word的宽度要占1280个像素的时候，实际上已经占了2560个像素。于是我们的word又占满屏幕了！于是乔帮主把这个机智的想法命名为逻辑分辨率，不管我显示器的硬件有多少个像素点，我只会告诉软件我的逻辑分辨率，这样软件的代码就不用修改也能在不同的屏幕上显示效果一致。在多年后，mac的物理分辨率已经达到了5120 x 2880，但是告诉软件的时候还是说我的分辨率1280*720，相当在盖茨看来的一个逻辑像素点，背后实际上已经有16个物理像素点为其工作了！

物理像素与逻辑像素相关概念：

关键词：

　　物理像素pp（physical pixel）

　　逻辑像素/设备独立像素dip（Device Independent Pixels）

　　设备像素比dpr（Device Pixel Ratio）

　　每英寸像素数ppi（pixel per inch）

　　每英寸点数dpi （Dots Per Inch）

像素密度pd（Pixel density）

（1）物理像素(physical pixel)
物理像素又被称为设备像素（pp），他是显示设备中一个最微小的物理部件。一个设备的物理像素是固定不变的。见过街上那些走红字的 LED 显示屏么？上面的那一颗颗的 LED 灯就是这块屏幕的发光点，一块LED显示屏宽高有几寸是在生产的时候就被定好的，而宽高各能容纳下多少颗像素，也是在生产的时候就被定好的，这就是我们说的物理像素。每个像素可以根据操作系统设置自己的颜色和亮度。

所谓的一倍屏、二倍屏(Retina)、三倍屏，指的是设备以多少物理像素来显示一个CSS像素，也就是说，多倍屏以更多更精细的物理像素点来显示一个CSS像素点，在普通屏幕下1个CSS像素对应1个物理像素，而在Retina屏幕下，1个CSS像素对应的却是4个物理像素。

（2）CSS像素/逻辑像素/设备独立像素/设备无关像素（Device Independent Pixels）

这几个像素的名称其实是指同一个概念，设备独立像素(又称设备无关像素 Device Independent Pixels），可以认为是计算机坐标系统中得一个点,这个点代表一个可以由程序使用的虚拟像素(比如: css像素，Qt界面中的像素),然后由相关系统转换为物理像素。

(3）设备像素比（Device Pixel Ratio, DPR）：一个设备的物理像素与逻辑像素之比

设备像素比 (dpr)＝ 物理像素(pp) / 设备独立像素(dip)

在Retina屏的iphone上，devicePixelRatio的值为2，也就是说1个css像素相当于2个物理像素。通常所说的二倍屏(retina)的dpr是2, 三倍屏是3。 该值也是QWindow类devicePixelRatio函数返回的值。

(4）每英寸像素数ppi（pixel per inch）

就是每1英寸有多少个像素。px就是表示pixel，像素是屏幕上显示数据的最基本的点。px是一个点，它不是自然界的长度单位，谁能说出一个“点”有多长多大么？可以画的很小，也可以很大。如果点很小，那画面就清晰，我们称它为“分辨率高”，反之，就是“分辨率低”。所以，“点”的大小是会“变”的，也称为“相对长度”。在计算机窗体、图像、页面等呈现给对象中，所有的“大”“小”概念，都是基于“屏幕”这个“界面”上。“屏幕”上的各种信息，包括文字、图片、表格等等，都会随屏幕的分辨率变化而变化，一个100px宽度大小的图片，在800×600分辨率下，要占屏幕宽度的1/8，但在1024×768下，则只占约1/10。所以如果在定义字体大小时，使用px作为单位，那一旦用户改变显示器分辨率从800到1024，用户实际看到的文字就要变“小”（自然长度单位），甚至会看不清，影响浏览。

(5）每英寸点数dpi（dots per inch）

pt就是point，是印刷行业常用单位，等于1/72英寸。因此就有这样的说法，pixel是相对大小，而point是绝对大小。在Windows里，默认显示设置中，把文字定义为96DPI,即每英寸 96个点。（微软都将DPI和PPI混为一体，我们也就无须较真了）。这样的定义，说明了：1px＝1/96英寸。联系pt的概念，1pt＝1/72英寸，可以得出，在这样的设置中，1px＝0.75pt，常见的宋体9pt＝12px。在显示器分辨率不变的基础上（比如现在常用的1024×768），1px大小也就固定不变，改变显示设置，调整为144DPI，可以得出，1px＝0.5pt，常见的宋体9pt＝18px。原先用12px来组成的一个文字，现在需要18px来组成，px多了，文字就“大”了，更易阅读了。所以，px和pt的使用区别，只有当用户改变默认的96DPI下才会产生：使用px定义文字，无论用户怎么设置，都不会改变大小；使用pt定义文字，当用户设置超过96DPI的值，数值越大，字体就越大。

(6）像素密度pd（Pixel density）

屏幕像素密度(pd)是指一个设备表面上存在的像素数量，它通常以每英寸有多少像素(ppi)或每英寸多个点(dpi)来衡量的。屏幕像素密度与屏幕尺寸和屏幕分辨率有关，在单一变化条件下，屏幕尺寸越小、分辨率越高，像素密度越大，反之越小。

屏幕像素密度(ppi) = 对角线分辨率 / 对角线尺寸

我们平时所说的屏幕尺寸一般是指屏幕对角线的尺寸，而不是指屏幕的长或高。

代码分析：

通过前文的描述，前面代码：

第3行：返回显示器像素（物理像素）和窗体像素（逻辑像素）的比值dpr。即用dpr个物理像素点绘制Qt窗体中的1个像素点，dpr在默认情况下为1，只有在高清屏才会大于1。本句代码中的window()返回本窗体的QWindow对象，而window()->windowHandle()则返回QWindow对象的native widget对象。关于QWidget的parentWidget、window、nativeParent窗体的概念及用法，请参考：《QWidget的parentWidget、window、nativeParentWidget区别与理解》。

第4行：QPixmap类对象pixmap设置其尺寸为当前窗体尺寸的dpr倍，按理说此时pixmap会比窗体尺寸大dpr倍，但实际不是这样。这是因为Qt内部的基于QPixmap类的布局器在计算布局时会将dpr考虑进来，从而导致pixmap几何布局按下面公式计算：

layoutSize = pixmap.size() / pixmap.devicePixelRatio()

即还是原来的没有乘以dpr的大小。也就是说这么多物理像素还是得在原来pixmap尺寸大小的地方显示，假如dpr大于1，则必然在pixmap原来只显示1个像素的地方要显示dpr个像素，这样会导致pixmap显示更高清，因为原来1个像素占据的地方被dpr个像素占据显示了，这就是Qt实现高清屏采用的技术。

总结：

devicePixelRatio函数获取高清屏下每个逻辑像素对应几个物理像素，即绘制一个逻辑像素需要用到几个物理像素。
诸如setDevicePixelRatio之类的函数，就是告知QPainters对象，在被绘制的目标上用几个物理像素来绘制1个逻辑像素。

参考链接：

【1】：https://www.zhihu.com/question/40506180/answer/623203881

【2】：物理像素与逻辑像素相关概念 - 剑仙6 - 博客园 (cnblogs.com)

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