本文基于工作中自动背光笔记扩充了下，记录下自动背光算法。
基于Android 8.1, 代码可参看 http://androidxref.com/8.1.0_...
Android 9加入了所谓的机器学习算法，根据用户调节时亮度和光感重新生成曲线，
自动背光时的滑动条不再是调节adjustment值，暂时不想写了。。。
Android 10简单看了下，加入了对foreground应用的微调支持，暂时不想写了。。。
一、简单说说
简单的说，其实背光调节就三大步，建曲线，采样去抖，计算亮度
1. 建曲线
Brightness
1 ^
|
|
| 。
| 。
| 。
+ 。
min+ 。
|
0---+---+-------------------> lux
min建曲线这个其实就是建立一个lux对应的brightness的曲线，这样就可以根据光感传来的lux值，计算出对应的亮度为多少。
（安卓的算法需要Brightness比lux多一个值，所以上图曲线两者的min值不对应。另外需要严格单调递增，组数看需要，上图只是个示意）
2. 采样去抖
这个就是采集一段时间内的lux值，然后根据这段时间的lux,算出这段时间的lux值。
当然考虑到抖动(如有闪电等突然变化很大，然后又恢复的情况;或者周期性的明暗明暗变化等情况），所以需要去抖，
默认安卓是要求光照稳定在0.8~1.1倍之间，并且持续一段时间（由暗到亮是4秒，由亮到暗是8s）
3. 计算亮度
安卓的算法流程
1). 开自动背光时，下拉通知条为一系数，假设为x,其区间为[-1.0, 1.0], 应用层为除以1024,浮点精度
2). 计算背光时，先计算出lux对应的亮度，假设为y,其区间为[0.0, 1.0], 考虑为用户会微调，所以然后再处理用户微调(1中的x)
3). 最终计算屏幕亮度z向下取整
4). 然后再处理z的极值区间，例如我们设置的11~255, 18~255
用公式表示即为
$$ \mathbf{z = y^{3^{-x}}*255, x\in[-1.0, 1.0], y\in[0.0, 1.0], z\in[min, 255]} $$
公式中3表示为gamma3.0,后面是3的-x次方,即$3^{-x}$
举个例子，
/
出地库 光照稳定在0.8~1.1倍之间4S /
| | |/
+---------+-----------------------+--------------
10lux 5000lux 开始改变屏幕，假设屏幕亮度从55 -> 255,
那么亮度调节完需要时间为((255-55)/rampRate)*16.6ms, 约3.3S
(16.6ms是一个vsync时间，rampRate默认为1，可以更改进行速率调节)二、说点代码
代码分析其实基本也是按照前面的三点来说的，
1. 建曲线配置
frameworks/base/core/res/res/values/config.xml
<bool name="config_automatic_brightness_available">false</bool> <!-- 自动背光功能是否可用开关 -->
<integer-array name="config_autoBrightnessLevels"> <!-- lux 数组 -->
</integer-array>
<integer-array name="config_autoBrightnessLcdBacklightValues"> <!-- 对应lcd brightness 数组 -->
</integer-array>曲线的配置为如上面的代码里，默认安卓是没有配置的，需要自己修改或者overlay,
另外还有个是否使用自动背光的开关 config_automatic_brightness_available，默认关的，需要打开。
代码里都有详细的注释和说明可看看，我这儿就没贴出来了。
config_autoBrightnessLevels为lux数组
config_autoBrightnessLcdBacklightValues为对应的lcd亮度值，
比lux数组多一个，组成和曲线需要严格单调递增。
config_autoBrightnessLevels -> lux
config_autoBrightnessLcdBacklightValues -> brightness
--> brightness[0]
lux[0] --> brightness[1]
lux[1] --> brightness[2]
lux[2] --> brightness[3]
.....2. 曲线初始化
曲线设置好了，就应该扔代码里跑起来，模型建起来了，这个过程是咋样的呢？
通过搜索配置关键词(
config_automatic_brightness_available
config_autoBrightnessLevels
config_autoBrightnessLcdBacklightValues
) 或知道其在DisplayPowerController()构造的时候初始化的。
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/display/DisplayPowerController.java
public DisplayPowerController(......) {
......
// 使能开关
mUseSoftwareAutoBrightnessConfig = resources.getBoolean(
com.android.internal.R.bool.config_automatic_brightness_available);
......
if (mUseSoftwareAutoBrightnessConfig) {
// 光感数组
int[] lux = resources.getIntArray(
com.android.internal.R.array.config_autoBrightnessLevels);
// 背光亮度数组
int[] screenBrightness = resources.getIntArray(
com.android.internal.R.array.config_autoBrightnessLcdBacklightValues);
// 其它一些配置
int lightSensorWarmUpTimeConfig = resources.getInteger(
com.android.internal.R.integer.config_lightSensorWarmupTime);
final float dozeScaleFactor = resources.getFraction(
com.android.internal.R.fraction.config_screenAutoBrightnessDozeScaleFactor,
1, 1);
// 创建自动背光样条
Spline screenAutoBrightnessSpline = createAutoBrightnessSpline(lux, screenBrightness);
if (screenAutoBrightnessSpline == null) {
// 如果lux, brightness不合要求，禁用自动背光
Slog.e(TAG, "Error in config.xml. config_autoBrightnessLcdBacklightValues "
+ "(size " + screenBrightness.length + ") "
+ "must be monotic and have exactly one more entry than "
+ "config_autoBrightnessLevels (size " + lux.length + ") "
+ "which must be strictly increasing. "
+ "Auto-brightness will be disabled.");
mUseSoftwareAutoBrightnessConfig = false;
} else {
......
mAutomaticBrightnessController = new AutomaticBrightnessController(this,
handler.getLooper(), sensorManager, screenAutoBrightnessSpline,
...// gamma, 最大最小值等其他配置
}
}如果打开了自动背光功能，会根据lux和brightness数组，创建样条曲线（以得到一条光滑曲线，安卓采用的是三次样条插值，有兴趣的可以搜索下学习学习），
如果数组不满足要求，会禁用自动背光功能。
创建样条曲线成功后赋值给 AutomaticBrightnessController(),后面背光控制的主体逻辑就转到 AutomaticBrightnessController类里了。
AutomaticBrightnessController()构造就一些赋值，没啥可看的，重点看下 createAutoBrightnessSpline()
private static Spline createAutoBrightnessSpline(int[] lux, int[] brightness) {
......
// 归一化brightness[0]作为y[0]
y[0] = normalizeAbsoluteBrightness(brightness[0]);
// 处理对应的lux和brightness
for (int i = 1; i < n; i++) {
x[i] = lux[i - 1];
y[i] = normalizeAbsoluteBrightness(brightness[i]);
}
Spline spline = Spline.createSpline(x, y);
......
}创建样条时会做brightness归一化，即除以255,将背光值0~255限定在0~1之间，
lux为横坐标x轴,
归一化的亮度为y轴，
之后再调用createSpline()创建样条。
frameworks/base/core/java/android/util/Spline.java
public static Spline createSpline(float[] x, float[] y) {
// 是否严格单调递增
if (!isStrictlyIncreasing(x)) {
throw new IllegalArgumentException("The control points must all have strictly "
+ "increasing X values.");
}
// 单调的还是线性的
if (isMonotonic(y)) {
// 创建单调三次样条插值
return createMonotoneCubicSpline(x, y);
} else {
return createLinearSpline(x, y);
}
}createSpline()先检查是否严格单调递增，然后看是单调的还是线性的，如果是线性的，那这好说，就一条直线，计算也方便，
没啥可看的，所以可以继续看下 createMonotoneCubicSpline()。
public static Spline createMonotoneCubicSpline(float[] x, float[] y) {
return new MonotoneCubicSpline(x, y);
}
public static class MonotoneCubicSpline extends Spline {
// 主要的就是这三个数组，横坐标x,纵坐标y,以及相邻点的斜率
private float[] mX;
private float[] mY;
private float[] mM;
public MonotoneCubicSpline(float[] x, float[] y) {
....
// d存放相邻点的斜率，m存放相邻两斜率的平均值
float[] d = new float[n - 1]; // could optimize this out
float[] m = new float[n];
// Compute slopes of secant lines between successive points.
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
float h = x[i + 1] - x[i];
...
// 相邻点斜率
d[i] = (y[i + 1] - y[i]) / h;
}
// Initialize the tangents as the average of the secants.
m[0] = d[0];
for (int i = 1; i < n - 1; i++) {
// 相邻两斜率的平均值
m[i] = (d[i - 1] + d[i]) * 0.5f;
}
m[n - 1] = d[n - 2];
// Update the tangents to preserve monotonicity.
// 再次更新m以保持单调性
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
if (d[i] == 0f) { // successive Y values are equal
m[i] = 0f;
m[i + 1] = 0f;
} else {
float a = m[i] / d[i];
float b = m[i + 1] / d[i];
if (a < 0f || b < 0f) {
throw new IllegalArgumentException("The control points must have "
+ "monotonic Y values.");
}
float h = (float) Math.hypot(a, b);
if (h > 3f) {
float t = 3f / h;
m[i] *= t;
m[i + 1] *= t;
}
}
}
mX = x;
mY = y;
mM = m;
}createMonotoneCubicSpline() 里new了个 MonotoneCubicSpline, 主要是为了得到横纵坐标及相邻斜率均值mX,mY,mM
这个需要先研究下三次样条插值算法原理才能更好的理解。
至此呢，Spline就创建好了，那什么时候用到呢？
MonotoneCubicSpline类里有个方法 interpolate(float x)，我们猜测最终根据光感值x计算出背光时就会用到该函数，
但是讲这个函数之前，还是让我们来看看数据流向吧，
即看下光传感器数据上来后数据处理流程，如何去抖，选出x,然后再计算亮度，之后再进一步的看看如何处理用户微调(adjustment),
然后亮度调节就生效了...
3. 采样去抖
前面看了样条曲线的建立过程，这节我们先看下lux采集处理过程。
3.1 采样
要有数据肯定先把sensor打通，
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/display/DisplayPowerController.java
private void updatePowerState() {
int brightness = PowerManager.BRIGHTNESS_DEFAULT;
......
// 检查是否使能自动背光
autoBrightnessEnabled = mPowerRequest.useAutoBrightness
&& (state == Display.STATE_ON || autoBrightnessEnabledInDoze)
// 这个brightness与Doze模式是否允许使用自动背光配置有关，不是表示屏幕亮度<0,默认是BRIGHTNESS_DEFAULT为-1
&& brightness < 0;
mAutomaticBrightnessController.configure(autoBrightnessEnabled,
mPowerRequest.screenAutoBrightnessAdjustment, state != Display.STATE_ON,
userInitiatedChange);其中updatePowerState()时会根据状态和条件看是否使能自动背光，
这条条件是 电源请求是否使用自动背光，显示状态是否为开，Doze模式是否允许
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/display/AutomaticBrightnessController.java
public void configure(boolean enable, float adjustment, boolean dozing,
boolean userInitiatedChange) {
......
boolean changed = setLightSensorEnabled(enable && !dozing);
......
}如果自动背光使能了且非dozing中，会将光感使能，这里面就是sensor listener的注册，之后有就可以得到lux数据了,
setLightSensorEnabled() 注册listener就不贴代码了，贴下数据回调
private final SensorEventListener mLightSensorListener = new SensorEventListener() {
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
if (mLightSensorEnabled) {
final long time = SystemClock.uptimeMillis();
final float lux = event.values[0];
handleLightSensorEvent(time, lux);
}
}
......
};private void handleLightSensorEvent(long time, float lux) {
// 如果有 MSG_UPDATE_AMBIENT_LUX 消息，则移除
mHandler.removeMessages(MSG_UPDATE_AMBIENT_LUX);
......
// 更新缓冲区
applyLightSensorMeasurement(time, lux);
// 更新数据
updateAmbientLux(time);
}
private void applyLightSensorMeasurement(long time, float lux) {
......
// 将多少周期(默认10s)前的数据删掉
mAmbientLightRingBuffer.prune(time - mAmbientLightHorizon);
// 将当前数据放到缓冲中
mAmbientLightRingBuffer.push(time, lux);
.....
}handleLightSensorEvent()首先取消了 MSG_UPDATE_AMBIENT_LUX 消息，
该消息的作用是当传感器长时间没有数据上报时，周期性的更新一把缓冲区，
把过期的数据删除(但需要保留最后个值，并把时间更新为当前时间)(这部分是不是可以优化下)
然后调用 applyLightSensorMeasurement()将过期的数据删掉，并将当前的值加入到缓冲中。
默认的周期为10s
<integer name="config_autoBrightnessAmbientLightHorizon">10000</integer>即缓冲只最多保留10秒的数据，
注意这里还只是数据的一个简单记录
之后再调用updateAmbientLux() 更新值，
注意该函数已经进入到防抖过程了
3.1 防抖
防抖的流程都在updateAmbientLux()函数里，
然后用HysteresisLevels类辅助计算明暗光感的阀值。
private void updateAmbientLux(long time) {
// If the light sensor was just turned on then immediately update our initial
// estimate of the current ambient light level.
if (!mAmbientLuxValid) {
......
// 打开sensor后第一次更新数据情况，略过...
}
// 计算明暗变化的时间点
long nextBrightenTransition = nextAmbientLightBrighteningTransition(time);
long nextDarkenTransition = nextAmbientLightDarkeningTransition(time);
// 计算10s和2s内的lux
float slowAmbientLux = calculateAmbientLux(time, AMBIENT_LIGHT_LONG_HORIZON_MILLIS);
float fastAmbientLux = calculateAmbientLux(time, AMBIENT_LIGHT_SHORT_HORIZON_MILLIS);
// 如果满足去抖的要求，会进行lux和亮度的计算更新
if (slowAmbientLux >= mBrighteningLuxThreshold &&
fastAmbientLux >= mBrighteningLuxThreshold && nextBrightenTransition <= time
|| slowAmbientLux <= mDarkeningLuxThreshold
&& fastAmbientLux <= mDarkeningLuxThreshold && nextDarkenTransition <= time) {
// 更新lux和明暗lux阀值
setAmbientLux(fastAmbientLux);
// 这个log应该放在setAmbientLux()前面，不然 fastAmbientLux > mAmbientLux永远为false
if (DEBUG) {
Slog.d(TAG, "updateAmbientLux: "
+ ((fastAmbientLux > mAmbientLux) ? "Brightened" : "Darkened") + ": "
+ "mBrighteningLuxThreshold=" + mBrighteningLuxThreshold
+ ", mAmbientLightRingBuffer=" + mAmbientLightRingBuffer
+ ", mAmbientLux=" + mAmbientLux);
}
// 更新亮度
updateAutoBrightness(true);
......
mHandler.sendEmptyMessageAtTime(MSG_UPDATE_AMBIENT_LUX, nextTransitionTime);
}整个流程大体为
- 计算明暗变化的时间点 防止周期性的大幅度抖动
- 计算2s和10s内的lux 用于去抖比较，使光照稳定在0.8~1.1倍之间
- 如果满足去抖的要求，会进行lux、明暗阀值和亮度的计算更新
上面代码都有注释，下面我们看一些方法的具体代码
计算明暗变化(由暗到亮场景，由亮到暗场景)时间点
private long nextAmbientLightBrighteningTransition(long time) {
final int N = mAmbientLightRingBuffer.size();
long earliestValidTime = time;
// 从后往前找到离当前时间第一个大于阀值的点
for (int i = N - 1; i >= 0; i--) {
if (mAmbientLightRingBuffer.getLux(i) <= mBrighteningLuxThreshold) {
break;
}
earliestValidTime = mAmbientLightRingBuffer.getTime(i);
}
// 找到的点时间加上去抖时间
return earliestValidTime + mBrighteningLightDebounceConfig;
}
private long nextAmbientLightDarkeningTransition(long time) {
final int N = mAmbientLightRingBuffer.size();
long earliestValidTime = time;
从后往前找到离当前时间第一个小于阀值的点
for (int i = N - 1; i >= 0; i--) {
if (mAmbientLightRingBuffer.getLux(i) >= mDarkeningLuxThreshold) {
break;
}
earliestValidTime = mAmbientLightRingBuffer.getTime(i);
}
// 找到的点时间加上去抖时间
return earliestValidTime + mDarkeningLightDebounceConfig;
}由暗变亮 nextAmbientLightBrighteningTransition()
从后往前找到离当前时间第一个大于阀值的点，然后加上去抖时间 mBrighteningLightDebounceConfig ，即为next Brightening的时间点，
默认为4s
<integer name="config_autoBrightnessBrighteningLightDebounce">4000</integer>由亮变暗 nextAmbientLightDarkeningTransition()
从后往前找到离当前时间第一个小于阀值的点，然后加上去抖时间 mDarkeningLightDebounceConfig ，即为next Darkening的时间点，
默认为8s
<integer name="config_autoBrightnessDarkeningLightDebounce">8000</integer>通过此方法，就可以防止数据周期性或者最近有大幅度波动的状况
计算2s和10s内的lux
用到的函数为calculateAmbientLux(),
该函数用于计算当前时间，多少周期前内的lux值，采用的是加权平均算法。
具体的代码可看下注释，我也没明白权值计算weightIntegral()为什么要用那个算法。
private float calculateAmbientLux(long now, long horizon) {
......
// Find the first measurement that is just outside of the horizon.
int endIndex = 0;
// 计算出指定时间的开始下标
final long horizonStartTime = now - horizon;
for (int i = 0; i < N-1; i++) {
if (mAmbientLightRingBuffer.getTime(i + 1) <= horizonStartTime) {
endIndex++;
} else {
break;
}
}
......
float sum = 0;
float totalWeight = 0;
long endTime = AMBIENT_LIGHT_PREDICTION_TIME_MILLIS;
for (int i = N - 1; i >= endIndex; i--) {
long eventTime = mAmbientLightRingBuffer.getTime(i);
if (i == endIndex && eventTime < horizonStartTime) {
// If we're at the final value, make sure we only consider the part of the sample
// within our desired horizon.
eventTime = horizonStartTime;
}
final long startTime = eventTime - now;
// 权值计算
float weight = calculateWeight(startTime, endTime);
float lux = mAmbientLightRingBuffer.getLux(i);
......
totalWeight += weight;
sum += mAmbientLightRingBuffer.getLux(i) * weight;
endTime = startTime;
}
......
// 加权平均
return sum / totalWeight;
}接下来，如果2s和10s内都大于(或小于阀值)，且达到了防抖时间要求，则更新lux,阈值，亮度
if (slowAmbientLux >= mBrighteningLuxThreshold &&
fastAmbientLux >= mBrighteningLuxThreshold && nextBrightenTransition <= time
|| slowAmbientLux <= mDarkeningLuxThreshold
&& fastAmbientLux <= mDarkeningLuxThreshold && nextDarkenTransition <= time)更新lux和阀值 (以2s的加权平均lux更新)
setAmbientLux(fastAmbientLux)
private void setAmbientLux(float lux) {
...
// 更新lux
mAmbientLux = lux;
// 更新阀值
mBrighteningLuxThreshold = mDynamicHysteresis.getBrighteningThreshold(lux);
mDarkeningLuxThreshold = mDynamicHysteresis.getDarkeningThreshold(lux);
}更新阀值getBrighteningThreshold() getDarkeningThreshold()的主要计算为
float brightThreshold = lux * (1.0f + brightConstant);
float darkThreshold = lux * (1.0f - darkConstant);Constant涉及到配置
<integer-array name="config_dynamicHysteresisBrightLevels">
<item>100</item>
</integer-array>
<integer-array name="config_dynamicHysteresisDarkLevels">
<item>200</item>
</integer-array>
<integer-array name="config_dynamicHysteresisLuxLevels">
</integer-array>因为没有配置config_dynamicHysteresisLuxLevels，所以最终
即由暗到亮场景，需要<0.8*lux
即由暗到亮场景，需要>1.1*lux
即可以简单认为数据在0.8~1.1倍之间波动都认为是OK的。这也是去抖一部分
至此，去抖功能就完成了，简单的说就是
通过 nextAmbient...Transition 找到防抖完成时间 (稳定4/8秒)，
然后在2～10s内加权平均lux在0.8~1.1倍阀值。
4. 更新亮度 updateAutoBrightness()
setAmbientLux()完成后就该updateAutoBrightness(true)了，
参数true表示最终会调用 DisplayPowerController 进行实际的亮度更新
private void updateAutoBrightness(boolean sendUpdate) {
// 如果自动光感没数据，直接返回了。
if (!mAmbientLuxValid) {
return;
}
// 从建模的曲线中算出对应的brightness，这只是初步的亮度值
float value = mScreenAutoBrightnessSpline.interpolate(mAmbientLux);
float gamma = 1.0f;
// 如果用户有调整，处理用户的adjustment
if (USE_SCREEN_AUTO_BRIGHTNESS_ADJUSTMENT
&& mScreenAutoBrightnessAdjustment != 0.0f) {
// mScreenAutoBrightnessAdjustmentMaxGamma 配置里用的是300%
// 即我们前面列的公式的 3^(-x) x为-1.0~1.0之间
final float adjGamma = MathUtils.pow(mScreenAutoBrightnessAdjustmentMaxGamma,
Math.min(1.0f, Math.max(-1.0f, -mScreenAutoBrightnessAdjustment)));
gamma *= adjGamma;
.....
}
// gamma不为1.0f表示用户有调整
if (gamma != 1.0f) {
final float in = value;
// value^gamma
value = MathUtils.pow(value, gamma);
....
}
// value*255向下取整并使值在mScreenBrightnessRangeMinimum～mScreenBrightnessRangeMaximum区间
// 这样就得出了最终亮度
int newScreenAutoBrightness =
clampScreenBrightness(Math.round(value * PowerManager.BRIGHTNESS_ON));
if (mScreenAutoBrightness != newScreenAutoBrightness) {
......
if (sendUpdate) {
// 通知更新
mCallbacks.updateBrightness();
}
}
}更新亮度的流程也挺简单的，就是
- 从建模的曲线中算出对应的初步亮度值
- 如果用户有调整，进一步处理用户调整
- 处理最终的亮度值，使其在极值区间里
对应的就是我们前面列的公式
$$ \mathbf{z = y^{3^{-x}}*255, x\in[-1.0, 1.0], y\in[0.0, 1.0], z\in[min, 255]} $$
具体的就不分步讲了，可看下我的注释，这里只贴下Spline interpolate()代码
我们之前建模时讲了，创建spline可能是线性的，也可能是MonotoneCubicSpline，
我们这只看看MonotoneCubicSpline的，所以对应代码为
frameworks/base/core/java/android/util/Spline.java
public static class MonotoneCubicSpline extends Spline {
......
@Override
public float interpolate(float x) {
......
// 小于最小lux，直接反回brightness[0]
if (x <= mX[0]) {
return mY[0];
}
// 大于最大的lux, 直接返回最大的
if (x >= mX[n - 1]) {
return mY[n - 1];
}
// Find the index 'i' of the last point with smaller X.
// We know this will be within the spline due to the boundary tests.
int i = 0;
// 刚好落在采样点上
while (x >= mX[i + 1]) {
i += 1;
if (x == mX[i]) {
return mY[i];
}
}
// Perform cubic Hermite spline interpolation.
float h = mX[i + 1] - mX[i];
float t = (x - mX[i]) / h;
// 三次插值计算
return (mY[i] * (1 + 2 * t) + h * mM[i] * t) * (1 - t) * (1 - t)
+ (mY[i + 1] * (3 - 2 * t) + h * mM[i + 1] * (t - 1)) * t * t;
}插值时，大于最大小于最小或者落在点上的情况都好说，直接返回就行了
注意 mX[0] 并不是 config_autoBrightnessLevels 中的第一个lux,
实际上 createAutoBrightnessSpline() 时 float[] x = new float[n];
其实mX[0] = 0;
若点都不在极值和采样点上，那就得插值计算了，这个具体的算法原理我也没了解。
关于背光算法就说到这儿吧，大体上就这么多东西。
之后的DisplayPowerController更新亮度也不说了，需要了解有个
mBrightnessRampRateSlow //自动背光用的这个
mBrightnessRampRateFast
可以控制背光开始变化时的变化快慢就行了
<!-- Fast brightness animation ramp rate in brightness units per second-->
<integer translatable="false" name="config_brightness_ramp_rate_fast">180</integer>
<!-- Slow brightness animation ramp rate in brightness units per second-->
<integer translatable="false" name="config_brightness_ramp_rate_slow">60</integer>5. 用户微调
当自动背光开时，背光亮度条变成了个调节系数，值在[-1.0f, 1.0f], 默认在0.0f,
当用户拖动这个条时，最终会写到 Settings.System.SCREEN_AUTO_BRIGHTNESS_ADJ 数据库里，
然后 PowerManagerService 监测到数据库变更，最终给了 mPowerRequest.screenAutoBrightnessAdjustment，
DisplayPowerController.java updatePowerState() 时
mAutomaticBrightnessController.configure(....
mPowerRequest.screenAutoBrightnessAdjustment....最终赋值给了 mScreenAutoBrightnessAdjustment，计算亮度时就用到了该值
AutomaticBrightnessController.java
public void configure(boolean enable, float adjustment, boolean dozing,
....
changed |= setScreenAutoBrightnessAdjustment(adjustment);
private boolean setScreenAutoBrightnessAdjustment(float adjustment) {
....
mScreenAutoBrightnessAdjustment = adjustment;6. 总结:
- 涉及到的一些配置
frameworks/base/core/res/res/values/config.xml
// 自动背光功能是否可用开关, 默认关，需要打开
config_automatic_brightness_available
// lux 数组
config_autoBrightnessLevels
// 对应lcd brightness 数组
config_autoBrightnessLcdBacklightValues
// 光感数据缓冲区周期，即采集多少时间内的数据
config_autoBrightnessAmbientLightHorizon
// 由暗到亮场景防抖时间，注意不要超过 config_autoBrightnessAmbientLightHorizon
config_autoBrightnessBrighteningLightDebounce
// 由亮到暗场景防抖时间，注意不要超过 config_autoBrightnessAmbientLightHorizon
config_autoBrightnessDarkeningLightDebounce
// 计算变亮变暗场景阀值时的Constant
config_dynamicHysteresisBrightLevels
config_dynamicHysteresisDarkLevels
config_dynamicHysteresisLuxLevels
// 屏幕亮度变化时的ramp rate
config_brightness_ramp_rate_slow- 创建 Spline
DisplayPowerController.java
public DisplayPowerController()
+ Spline screenAutoBrightnessSpline = createAutoBrightnessSpline(lux, screenBrightness);
| + normalize
| + createSpline()
| + createMonotoneCubicSpline()
| + new MonotoneCubicSpline(x, y)
| + mX = x;
| + mY = y;
| + mM = m;
+ mAutomaticBrightnessController = new AutomaticBrightnessController(...screenAutoBrightnessSpline,...)- 使能自动背光功能并注册光感listener
updatePowerState() DisplayPowerController.java
+ mAutomaticBrightnessController.configure(autoBrightnessEnabled,
+ configure() AutomaticBrightnessController.java
+ setLightSensorEnabled()
+ registerListener(mLightSensorListener- 当有光感数据上来时, 处理数据，删掉过期数据，并将数据加入到缓冲中，然后去抖，更新lux, 更新亮度
当然，如果没新数据还上，还会周期性的 MSG_UPDATE_AMBIENT_LUX
mLightSensorListener
onSensorChanged()
+ handleLightSensorEvent()
| + applyLightSensorMeasurement()
| | + mAmbientLightRingBuffer.prune(time - mAmbientLightHorizon);
| | + mAmbientLightRingBuffer.push(time, lux);
| + updateAmbientLux(time)
| | + long nextBrightenTransition = nextAmbientLightBrighteningTransition(time);
| | + long nextDarkenTransition = nextAmbientLightDarkeningTransition(time);
| | + float slowAmbientLux = calculateAmbientLux(time, AMBIENT_LIGHT_LONG_HORIZON_MILLIS);
| | + float fastAmbientLux = calculateAmbientLux(time, AMBIENT_LIGHT_SHORT_HORIZON_MILLIS);
| | + if (slowAmbientLux >= mBrighteningLuxThreshold &&...
| | | + setAmbientLux(fastAmbientLux);
| | | | + mAmbientLux = lux;
| | | | + mBrighteningLuxThreshold = mDynamicHysteresis.getBrighteningThreshold(lux);
| | | | | + lux * (1.0f + brightConstant); // 1.1lux
| | | | + mDarkeningLuxThreshold = mDynamicHysteresis.getDarkeningThreshold(lux);
| | | | + lux * (1.0f - brightConstant); // 0.8lux
| | | + updateAutoBrightness(true);
| | | | + mScreenAutoBrightnessSpline.interpolate(mAmbientLux) // 计算出y
| | | | + MathUtils.pow(mScreenAutoBrightnessAdjustmentMaxGamma... -mScreenAutoBrightnessAdjustment) // 3^(-x)
| | | | + MathUtils.pow(value, gamma); // y^{3^{-x}}
| | | | + clampScreenBrightness(Math.round(value * PowerManager.BRIGHTNESS_ON)); // y^{3^{-x}} * 255
+ + + + + mCallbacks.updateBrightness()三、一些调试命令
- 打开自动背光
adb shell settings put system screen_brightness_mode 1- 背光系数调整
adb shell settings put system screen_auto_brightness_adj 0.0 - dump display, 可查看dump信息，包括建模的一些点值等...
adb shell dumpsys display
android
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