Kylin V10 窗口透明问题

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最近在看X11 Server的代码,顺手做下笔记。X11 Server的代码很古老了，有的是1993年写的，目前的X Server实现X.org是从最早的一个X Server实现XFree86 4.4 RC2版本(2004年)派生出来的。

X11 Server编译后会生成若干动态链接库形式的驱动程序和一个可执行程序Xorg. Xorg本质上是一个服务器程序，像其它所有服务器程序一样，它的main函数里有一个while循环，以保证在程序启动后，到程序退出前能够为客户端持续提供服务。Xorg的另一个特点是极具扩展性，所有动态链接库形式的DDX(Device Dependent X)驱动都是以Xorg Module的方式动态加载的，具体加载哪个DDX Driver由Xorg的Config文件配置。

同一个使用glfw的OpenGL程序在Kylin V10系统上可以修改alpha通道改变窗口背景的透明度，而在Ubuntu Focal Fossa系统上却不能？

Alpha通道控制窗口的透明度(transparency)。而X11窗口系统上，alpha通道是否可用，和X11 Server的RENDER扩展有关，下面来自glfw的代码是自明的(self-explanatory)

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GLFWbool _glfwIsVisualTransparentX11(Visual* visual)
{
    if (!_glfw.x11.xrender.available)
        return GLFW_FALSE;

    XRenderPictFormat* pf = XRenderFindVisualFormat(_glfw.x11.display, visual);
    return pf && pf->direct.alphaMask;
}

关于系统上的 X11 Server 的 RENDER 扩展的信息可以通过 xdpyinfo 命令查看(此命令输出很多信息)

  • Render formats

xdpyinfo -ext RENDER | awk '/Render formats/,/Screen formats/'

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 Render formats :
 pict format:
format id:    0x25
type:         Direct
depth:        1
alpha:         0 mask 0x1
red:           0 mask 0x0
green:         0 mask 0x0
blue:          0 mask 0x0
 pict format:
 ...
 pict format:
format id:    0x40
type:         Direct
depth:        32
alpha:         0 mask 0x0
red:           0 mask 0x3ff
green:        10 mask 0x3ff
blue:         20 mask 0x3ff
 Screen formats :
  • Screen formats

xdpyinfo -ext RENDER | awk '/Screen formats/,/depth formats/'

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Screen formats :
  Screen 0 (sub-pixel order Unknown)
    filters: nearest, bilinear, convolution, fast(nearest), good(bilinear), best(bilinear)
    visual format:
      visual id:      0x23
      pict format id: 0x2c
      ...
    visual format:
      visual id:      0x3a0
      pict format id: 0x28
   depth formats:

上面使用 xdpyinfo 命令得到两张表：

  • Render formats 表列出了所有 RENDER 扩展支持的颜色格式的信息，包括它们的位深 (depth), 以及每个 Component 的位深 (mask)
  • Screen formats 表实际上列出的是所有 X Visual 与 Render formats 的绑定关系

接下来只需要查看一下程序(或者 GLFW )选取的 X Visual 的 Render format 的 Alpha 分量的位深是否为 0。 0 意味着 GLFW 获取的 GLFW_TRANSPARENT_FRAMEBUFFER 属性是FALSE, 也就意味着 GLFW 创建的这个窗口中，无法通过修改颜色的 Alpha 分量来改变窗口的透明度, 因为应用的窗口和桌面背景的融合(你是否能透过窗口看到桌面)是 X11 控制的。

我系统上(WSL Ubuntu 20.04)绝大部分VISUAL对应的都是这个ID为0x2c的pict format, 所以我不能通过修改alpha通道改变窗口背景或内容的透明度，除非我强制让glfw选择其它的VISUAL(对应的pict format不是0x2c)。

为了确定这个问题的确是VISUAL惹的祸，我想摆脱glfw，在单纯的GLX环境下测试一下，正好mesa/demos这个工程下有一个glxgears_fbconfig，这个demo允许通过GLX_FBCONFIG_ID来指定你想要的 GLXFBConfig， 而 GLXFBConfig 和 XVisualInfo 虽然是不同组件里定义的描述 FB 配置的数据结构(前者是 Mesa GLX 里定义的，而后者是 X11 Util 里定义的), 但两者存在一一对应的关系。

GLXFBConfig vs XVisualInfo

  • visual id: 0x5b, pict format id 0x28

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    pict format:
          format id:    0x28
          type:         Direct
          depth:        32
          alpha:        24 mask 0xff
          red:          16 mask 0xff
          green:         8 mask 0xff
          blue:          0 mask 0xff

  • visual id: 0x23, pict format id 0x2c

注意，为了更清楚地看出不同，我使用glClearBufferfv将背景设置为半透明

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diff --git a/src/xdemos/glxgears_fbconfig.c b/src/xdemos/glxgears_fbconfig.c
index 8806dd1c..7d6cbd29 100644
--- a/src/xdemos/glxgears_fbconfig.c
+++ b/src/xdemos/glxgears_fbconfig.c
@@ -35,0 +36 @@
+#define GL_GLEXT_PROTOTYPES
@@ -242,0 +244 @@ draw(void)
+    static const GLfloat bg[] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.5};
+    @@ -243,0 +246 @@ draw(void)
+    +   glClearBufferfv(GL_COLOR, 0, bg);
+    @@ -439,0 +443 @@ make_window( Display *dpy, const char *name,
+    +            GLX_VISUAL_ID,     0x23,)

测试结果如下:

VisualID=0x23
VisualID=0x5b

从测试结果看，在VisualID=0x23的情况下，这个VISUAL对应的pict format没有alpha通道，所以修改bg的alpha值不会对窗口背景的透明度有任何影响。

glx visual 和 fbconfig 不是一回事

所以 GLX_VISUAL_ID 和 GLX_FBCONFIG_ID 也不是一回事， 虽然它俩都是 XID, 但 mesa 的实现虽然将 glx visual 和 fbconfig 统一用 glx_config 来表示, 但

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_GLX_PUBLIC XVisualInfo *
glXChooseVisual(Display * dpy, int screen, int *attribList);

_GLX_PUBLIC GLXFBConfig *
glXChooseFBConfig(Display * dpy, int screen, const int *attribList, int *nitems)

是完全不同的实现，而且 mesa 的 glXChooseVisual() 实际上无法通过指定 GLX_VISUAL_ID 来选择某个特定的 X Visual (这可能是一个 Bug)。