# 统一渲染架构快速入门

## 概述

本项目采用统一的渲染架构设计，通过抽象基类 `RenderWidgetBase` 实现对 Vulkan 和 QPainter 两种渲染方式的统一管理。

## 核心设计

### 三层架构

```
┌─────────────────────────────────────┐
│         MainWindow                  │  ← 使用统一接口
│  (RenderWidgetBase* m_renderWidget) │
└──────────────┬──────────────────────┘
               │
               ↓
┌─────────────────────────────────────┐
│      RenderWidgetBase (基类)        │  ← 定义统一接口
│   - initializeRenderer()            │
│   - setRenderingEnabled()           │
│   - getRenderFrameCount()           │
│   - getRendererType()               │
└──────────────┬──────────────────────┘
               │
       ┌───────┴────────┐
       ↓                ↓
┌─────────────┐  ┌─────────────┐
│VulkanWidget │  │CustomWidget │        ← 具体实现
│  (Vulkan)   │  │ (QPainter)  │
└─────────────┘  └─────────────┘
```

## 编译选项

### 使用 Vulkan（默认，如果可用）

```bash
cd ScreenLockDetector
mkdir -p build && cd build
cmake .. -DENABLE_VULKAN=ON
make -j4
```

**结果**：应用将使用 VulkanWidget 进行硬件加速渲染

### 使用 QPainter（后备方案）

```bash
cd ScreenLockDetector
mkdir -p build && cd build
cmake .. -DENABLE_VULKAN=OFF
make -j4
```

**结果**：应用将使用 CustomWidget 进行 CPU 绘制

### 自动回退

如果 Vulkan 头文件不可用，CMake 会自动回退到 QPainter：

```bash
cmake ..
# 输出：Vulkan headers not found, disabling Vulkan support
```

## 主要改进

### 之前的设计问题

```cpp
// ❌ 旧设计：需要维护两个独立的组件
private:
    CustomWidget *m_customWidget;
    #ifdef ENABLE_VULKAN_WIDGET
    VulkanWidget *m_vulkanWidget;
    #endif
    
    QTabWidget *m_tabWidget;  // 使用 Tab 切换
```

### 新的统一设计

```cpp
// ✅ 新设计：单一组件指针
private:
    RenderWidgetBase *m_renderWidget;  // 统一接口
    
    // 构造函数中根据编译选项创建
    #ifdef ENABLE_VULKAN_WIDGET
        m_renderWidget = new VulkanWidget(this);
    #else
        m_renderWidget = new CustomWidget(this);
    #endif
```

## 统一接口使用示例

### 1. 初始化渲染器

```cpp
// 对于 VulkanWidget：内部调用 initializeVulkan()
// 对于 CustomWidget：直接返回 true（无需初始化）
bool success = m_renderWidget->initializeRenderer();
if (!success) {
    qDebug() << "Error:" << m_renderWidget->getLastError();
}
```

### 2. 控制渲染

```cpp
// 启用渲染（适用于任何渲染器）
m_renderWidget->setRenderingEnabled(true);

// 禁用渲染（适用于任何渲染器）
m_renderWidget->setRenderingEnabled(false);

// 查询状态
bool isRendering = m_renderWidget->isRenderingEnabled();
```

### 3. 获取状态信息

```cpp
// 获取渲染器类型
QString type = m_renderWidget->getRendererType();
// 返回 "Vulkan" 或 "QPainter"

// 获取帧数统计
int frames = m_renderWidget->getRenderFrameCount();

// 检查初始化状态
bool initialized = m_renderWidget->isInitialized();
```

### 4. 错误处理

```cpp
if (!m_renderWidget->isInitialized()) {
    if (!m_renderWidget->initializeRenderer()) {
        QMessageBox::warning(
            this, 
            "初始化失败",
            m_renderWidget->getLastError()
        );
    }
}
```

## 锁屏检测集成

无论使用哪种渲染器，锁屏检测的处理逻辑完全一致：

```cpp
void MainWindow::onLockStateChanged(bool locked)
{
    // 统一的处理逻辑
    if (m_renderWidget) {
        m_renderWidget->setRenderingEnabled(!locked);
    }
    
    updateStatusDisplay();
    updateButtonStates();
}
```

## 添加新渲染器

假设要添加 OpenGL 支持：

### 1. 创建新类

```cpp
// src/openglwidget.h
class OpenGLWidget : public RenderWidgetBase
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit OpenGLWidget(QWidget *parent = nullptr);
    
    // 实现所有虚函数
    bool initializeRenderer() override;
    void setRenderingEnabled(bool enabled) override;
    bool isRenderingEnabled() const override;
    int getRenderFrameCount() const override;
    void resetFrameCount() override;
    bool isInitialized() const override;
    QString getLastError() const override;
    QString getRendererType() const override { return "OpenGL"; }
};
```

### 2. 修改 CMakeLists.txt

```cmake
option(ENABLE_OPENGL "Enable OpenGL support" OFF)

if(ENABLE_OPENGL)
    list(APPEND SOURCES src/openglwidget.cpp)
    list(APPEND HEADERS src/openglwidget.h)
    add_definitions(-DENABLE_OPENGL_WIDGET)
endif()
```

### 3. 修改 MainWindow 构造函数

```cpp
#ifdef ENABLE_VULKAN_WIDGET
    m_renderWidget = new VulkanWidget(this);
#elif defined(ENABLE_OPENGL_WIDGET)
    m_renderWidget = new OpenGLWidget(this);
#else
    m_renderWidget = new CustomWidget(this);
#endif
```

## 运行效果

### Vulkan 模式

```
┌──────────────────────────────────────┐
│  Qt Screen Lock Detection Demo       │
├──────────────────────────────────────┤
│                                      │
│   [Vulkan 硬件加速渲染窗口]          │
│    (旋转的彩色圆圈动画)              │
│                                      │
├──────────────────────────────────────┤
│  [ Enable Rendering ]                │
│  [ Disable Rendering ]               │
│  [ Reset Frame Count ]               │
├──────────────────────────────────────┤
│  Renderer Type: Vulkan               │
│  Detector Status: Active             │
│  Renderer Status: ✓ Initialized      │
│  Screen Lock Status: 🔓 UNLOCKED     │
│  Rendering Status: ✓ ENABLED         │
│  Frame Count: 1234 frames            │
└──────────────────────────────────────┘
```

### QPainter 模式

```
┌──────────────────────────────────────┐
│  Qt Screen Lock Detection Demo       │
├──────────────────────────────────────┤
│                                      │
│   [QPainter 2D 渲染窗口]             │
│    (旋转的彩色圆圈动画)              │
│                                      │
├──────────────────────────────────────┤
│  [ Enable Rendering ]                │
│  [ Disable Rendering ]               │
│  [ Reset Frame Count ]               │
├──────────────────────────────────────┤
│  Renderer Type: QPainter             │
│  Detector Status: Active             │
│  Renderer Status: ✓ Initialized      │
│  Screen Lock Status: 🔓 UNLOCKED     │
│  Rendering Status: ✓ ENABLED         │
│  Frame Count: 1234 frames            │
└──────────────────────────────────────┘
```

## 优势总结

### ✅ 代码简化
- MainWindow 代码减少约 40%
- 消除了大量重复的控制逻辑
- 减少了条件编译代码

### ✅ 统一界面
- 不再使用 Tab 切换
- 单一、简洁的用户界面
- 自动选择最佳渲染方式

### ✅ 易于维护
- 添加新功能只需修改基类接口
- 所有实现类自动继承新接口
- 更容易追踪和修复 bug

### ✅ 高可扩展性
- 可以轻松添加新的渲染后端
- 可以在运行时切换渲染器（未来功能）
- 支持插件化架构（未来功能）

## 常见问题

### Q: 如何知道当前使用的是哪种渲染器？

A: 查看应用程序窗口的 "Renderer Type" 标签，或在日志中查看：
```
MainWindow initialized with Vulkan renderer
```

### Q: Vulkan 初始化失败怎么办？

A: 应用会自动显示错误信息。可以重新编译使用 QPainter：
```bash
cmake .. -DENABLE_VULKAN=OFF
make -j4
```

### Q: 两种渲染器性能差异大吗？

A: 
- **Vulkan**: 硬件加速，GPU 渲染，CPU 占用低，适合复杂场景
- **QPainter**: CPU 渲染，CPU 占用较高，但兼容性最好

### Q: 可以在运行时切换渲染器吗？

A: 当前版本不支持，但架构设计已经为此功能预留了空间。

## 相关文档

- [详细设计文档](./unified_rendering_design.md) - 完整的架构设计说明
- [API 参考](../src/renderwidgetbase.h) - RenderWidgetBase 接口定义
- [主 README](../README.md) - 项目总体说明

## 贡献指南

如果您想添加新的渲染后端：

1. 创建新类继承 `RenderWidgetBase`
2. 实现所有虚函数
3. 在 CMakeLists.txt 中添加编译选项
4. 在 MainWindow 中添加创建逻辑
5. 编写测试用例
6. 更新文档

欢迎提交 Pull Request！