JEP 263: HiDPI Graphics on Windows and Linux | 在 Windows 和 Linux 上支持 HiDPI 图形
摘要
在 Windows 和 Linux 上实现 HiDPI 图形。
动机
开发者和用户对在 HiDPI 显示器上运行的应用程序有一些基本期望：
Windows 和 GUI 组件应根据平台建议具有适当的大小，
无论 HiDPI 设置的默认缩放如何，文本应保持清晰，且
图标和图像应平滑，并且最好具有适合显示器像素密度的细节。
不幸的是，即使在 HiDPI 显示器上，Java 应用程序仍然基于像素在 Windows 和 Linux 上进行大小和呈现，这些显示器的像素密度可能是传统显示器的 2 到 3 倍。这导致 GUI 组件和窗口小了 2 到 3 倍，因此无法阅读或有效地交互。
JDK 已经支持在 Mac OS X 上的 HiDPI“视网膜显示器”，并以适当的尺寸为显示屏的密度提供清晰的文本和图像。Mac 的“视网膜”支持已经为支持所有平台上的 HiDPI 显示器提供了相当多的基础工作，但是各个平台处理 HiDPI 的方式存在差异，这意味着还需要进一步工作来推广 Mac 上的工作。
现在应该为 Windows 和 Linux 平台提供同样的自动缩放和调整大小功能。
描述
Windows 上的 HiDPI
Windows 控制面板提供了许多途径，让用户在桌面上请求对组件和窗口进行缩放（自 Windows XP 以来以各种形式提供）。某些操作系统版本还提供了自动缩放未声明为“DPI-aware”的应用程序的功能。对于“DPI-unaware”应用程序的默认缩放可能会导致许多视觉伪像，包括模糊的窗口、不准确的布局和被裁剪的文本，因此 Java 运行时长期以来已经声明自己是“DPI-aware”，以避免模糊和布局问题。然而，根据 DPI 进行内容缩放并不是一项简单的任务，而且由于大多数显示器密度只需要进行 25% 的小幅缩放，因此决定忽略推荐的缩放准则和策略，继续以 1:1 像素缩放渲染 AWT 和 Swing 组件，并且 JDK 应用程序稍微小于标准尺寸，但文本和图形清晰。
然而，最近，显示器的像素密度大幅增加，现在很容易找到像素密度是当初做出这些决策时常见显示器密度的 2 到 3 倍的笔记本电脑。因此，这些较新的 Windows 机器上的 Java 应用程序有时可能会非常小，以至于无法使用 - 这不再是“稍微小一点对比模糊窗口”的情况，因此我们需要正确地缩放应用程序窗口。
Windows API 提供了度量、机制和指南来编写 DPI-aware 应用程序，使 UI 在各种 DPI 显示设置下具有一致的外观，并响应用户为使 UI 足够大以便用户可以舒适地与 UI 组件交互的偏好设置。
Windows Direct2D 图形 API 会自动遵循系统 DPI，使用 DIPs（设备无关像素）来表示坐标，使位图具有 DPI，并通过考虑 DPI 正确缩放它们。然而，AWT 和 Swing 库不是基于 Direct2D 图形 API 构建的。
Windows 7 及更高版本提供了许多方法来获取桌面的水平和垂直 DPI，包括GetDesktopDpi方法，在 Windows 8.1 中还有GetDpiForMonitor方法和WM_DPICHANGED消息。这些值可以用于在 AWT/Swing 库中支持 HiDPI 的情况下缩放窗口大小、鼠标坐标和字体。必要的缩放支持已经存在于 Java2D 渲染层中，但我们需要将这些值广告给 Swing 和 AWT，并更新它们的组件以识别和尊重缩放因子。这种支持包括确保期望的渲染比例因子提供给 Java2D Graphics对象，使用适当的缩放因子对中间渲染图像进行渲染，并重新审查关于渲染调用中的坐标如何映射到像素的任何假设。
Linux 上的 HiDPI
GTK+ 3 库已经实现了 HiDPI 支持。在使用 HiDPI 显示器时，GTK 库会自动缩放应用程序。
而 Java2D 和 AWT 使用的是不支持 HiDPI 的 XLib 库。因此，当前的 Java 应用程序在 Linux 上的 HiDPI 显示器上可能会看起来是 2 到 3 倍太小。
此外，任何使用 GTK 外观样式的 Java 应用程序在 GTK 库中获得 HiDPI 支持时，窗口和其他组件的大小可能与已经放大 2-3 倍以满足 HiDPI 要求的 GTK 组件匹配。这可能导致一些问题，比如JDK-8058742中所描述的问题。
替代方案
开发人员在 HiDPI 显示器上运行时可以手动缩放应用程序中的所有 GUI 元素，但这需要对应用程序进行大量的重构工作，并且 Swing 和 AWT 组件不适合从外部尝试缩放它们。
测试
以下测试应在 HiDPI 显示器上进行。最好使用各种屏幕缩放比例 - 192 DPI 和 144 DPI 是一个很好的最小支持矩阵。请注意，可以使用 Windows 控制面板将非常高的 DPI 显示器设置为较低的人工 DPI，因此不一定需要额外的系统，但测试运行之间必须重新配置它们。此外，在 Windows 上更改 DPI 通常需要重新启动以使新的 DPI 对应用程序可见。
在 Windows 上，可以在控制面板中设置 DPI 设置。不同版本的控制面板和允许的设置存在于 Windows 7、Windows 8.1 和较旧的 Windows 版本中，但它们都倾向于向应用程序提供相同类型的信息（X 和 Y 的指定 DPI），因此当前不需要在控制面板的变化下进行额外的测试，这只是影响测试环境配置方式的细节。
在 Linux 上，可以使用 GDK_SCALE 环境变量来模拟 DPI 设置，用于 GTK+ 3，或使用 GNOME 3 的 scaling-factor 设置。
应检查以下内容：
- 文本不应模糊
- 组件（标签和按钮）中的文本不应被裁剪
- AWT/Swing上的UI组件布局应保持合理（即无重叠或奇怪的间隙）
- 当应用程序或测试用例提供时，应在 AWT/Swing 对话框和组件上使用高分辨率图标
- 应用程序应正确处理鼠标事件
- 应用程序的大小应与良好行为的 DPI-aware 本地应用程序类似