2. 显示基础

在 Wayland 多屏座舱系统中，显示链路从 GPU 渲染、合成器合成、显示控制器扫描输出，最终到达屏幕。任何一层对像素、时序或色彩的理解偏差，都会在仪表、HUD、中控或副驾屏上表现为模糊、撕裂、偏色或亮度异常。本节把显示基础拆成六个相互关联的参数维度，并说明它们如何共同决定座舱显示质量。

一、像素与分辨率：从物理点到逻辑布局

像素是显示的最小可寻址单元。物理分辨率指屏幕实际拥有的像素列数与行数，例如 1920×720、2560×1440。逻辑分辨率则是合成器向应用暴露的坐标空间，可能因缩放因子而不同。在座舱中，仪表区域常要求 1:1 像素映射以保证刻度线锐利，而中控娱乐区域可能使用 1.5 倍缩放来平衡可读性与信息密度。

需要区分三个概念：物理像素是面板的硬件点；逻辑像素是应用绘制的坐标单位；设备像素比（scale）是两者之比。Wayland 通过 wl_output 的 scale 事件告知客户端缩放因子，客户端据此选择合适尺寸的缓冲区。若忽略 scale，应用在 HiDPI 屏幕上会出现模糊或过小的问题。

二、刷新率与帧时序：流畅与安全的边界

刷新率是屏幕每秒重绘的次数，单位 Hz。60Hz 意味着每帧约 16.67ms，120Hz 约 8.33ms。刷新率不仅影响动画流畅度，还决定输入到显示的延迟上限。座舱中，仪表指针和倒车影像对延迟敏感，通常要求 60Hz 以上；HUD 因投影路径较长，需额外考虑光学延迟。

帧时序包含垂直同步、前后沿和消隐区。Wayland 合成器通过 wp_presentation 协议获取实际呈现时间，用于帧率统计和掉帧检测。若合成器错过垂直同步，会出现撕裂或卡顿。多屏场景下，不同屏幕可能运行在不同刷新率，合成器需按各自时序提交帧。

# 查看输出模式与刷新率（示意）
wlr-randr
# 输出示例
HDMI-A-1 "1920x720@60.000Hz"
DP-1 "2560x1440@120.000Hz"

三、色彩空间与 Gamma：颜色如何被正确表达

色彩空间定义颜色的编码范围。sRGB 是座舱最常用的基准，覆盖约 35% 的 CIE 1931 色域。DCI-P3 和 Adobe RGB 覆盖更广，常用于高端中控屏。若应用按 sRGB 绘制，而合成器误按 P3 输出，红色会过饱和，品牌色和警示色都会失真。

Gamma 描述像素值与亮度的非线性关系。sRGB 的传输函数近似 gamma 2.2。Gamma 校正错误会导致暗部细节丢失或灰阶断层。座舱夜间模式尤其敏感：若 gamma 未随亮度调整，深色背景上的文字可能发灰或过暗。

Wayland 通过 wp_color_management 协议族传递色彩空间、传输函数和亮度信息。合成器据此在合成阶段做色彩转换，最终由显示控制器输出到面板。

四、HDR 基础与座舱需求

HDR 的核心是更大的亮度范围和更深的色深。SDR 典型峰值亮度约 100–300 nits，HDR 可达 1000 nits 以上，并支持 10bit 甚至 12bit 色深。座舱中，HDR 用于提升阳光下的可读性和夜间的高对比度，但需注意：仪表警示灯和 HUD 的亮度必须与法规要求一致，不能因 HDR 映射而降低关键信息的辨识度。

HDR 元数据包括 MaxCLL、MaxFALL 和 mastering display 信息。合成器需要根据面板能力做色调映射，避免高光溢出或整体发灰。多屏座舱中，不同屏幕的 HDR 能力不同，合成器应逐输出处理，而不是全局统一映射。

五、参数关系总览

下图把像素、分辨率、刷新率、色彩空间、Gamma 与 HDR 放在同一条显示链路上，展示它们分别作用于哪个环节，以及座舱关注点的差异。

六、案例与误区复盘

某座舱项目在中控屏上出现红色警示图标偏橙的问题。排查发现：应用按 sRGB 输出，合成器未做色彩空间转换，而面板原生色域为 DCI-P3，导致红色被映射到更宽的色域后饱和度下降。修复方式是在合成阶段加入 sRGB 到 P3 的转换矩阵，并验证警示色的色坐标。

另一个常见误区是只关注分辨率而忽略刷新率匹配。当仪表以 60Hz 渲染、中控以 120Hz 输出时，若合成器未按输出分别提交，会出现中控画面重复帧或仪表掉帧。正确做法是让每个输出独立驱动自己的帧时钟，并通过 wp_presentation 校验实际呈现时间。

掌握这些基础参数后，才能在 Wayland 合成器中正确配置输出、处理缩放与色彩转换，并为后续多屏布局、输入映射和性能调优打下可靠基础。