在上一篇中，我們探討了數(shù)字電視/機(jī)頂盒軟件架構(gòu)的現(xiàn)狀與未來，分享了數(shù)字家庭軟件平臺未來的發(fā)展趨勢和特點(diǎn)(http://www.shi-ke.cn/article/index.aspx?id=133757)。在本篇中，我們將一起來探討為什么Android能夠成為未來數(shù)字家庭軟件平臺的選擇之一；而我們又如何才能將原本為手持設(shè)備量身定做的Android移植到電視/機(jī)頂盒平臺？

1. 首先，我們需要回答的第一個問題就是： Why Android?
為什么Android能夠成為未來數(shù)字家庭軟件平臺的有力競爭者？
先來看看Android自身的天然的優(yōu)勢：

• Android 是一套完整的消費(fèi)電子設(shè)備的軟件解決方案，它包括：
  • Linux 內(nèi)核；
  • 完整的中間件，包括2D/3D圖形，多媒體框架，WebKit，Dalvik虛擬機(jī)等等；
  • 健壯的可以重用的應(yīng)用程序框架以及便利實(shí)用SDK/NDK開發(fā)工具。

• Android是個開源項(xiàng)目：
  • 可以自由的定制和移植；（有碎片化的風(fēng)險，本文不做討論）
  • Android基于Apache2.0 license，方便用于商業(yè)用途。
• Android的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)建立：
  • Google Market上已經(jīng)有了超過20萬的Android應(yīng)用
  • 每天有超過40萬個Android設(shè)備被激活
• Android中集中了大量ARM架構(gòu)的優(yōu)化，在ARM上Android可以獲得倍增的性能和用戶體驗(yàn)。
  除了這些優(yōu)勢，Android移植到電視/機(jī)頂盒平臺，劣勢也很明顯：
• 沒有TV/STB相關(guān)的API，造成Android TV/STB的應(yīng)用程序框架的非標(biāo)準(zhǔn)化。
• Android不是為TV/STB設(shè)計(jì)的，需要做大量的定制，移植和優(yōu)化工作。
• Google完全控制Android，包括新的性能，架構(gòu)和應(yīng)用程序框架的變化，路線圖等等。 這對于定制和移植Android的廠商有一定的風(fēng)險。
• Google官方的GoogleTV 對于AndroidTV的影響：
  開發(fā)AndroidTV的合作伙伴需要謹(jǐn)慎的考慮GoogleTV對
  AndroidTV的影響：
  • 如何兼容GoogleTV？
  • GoogleTV開源后，如何快速高效的merge到GoogleTV？
  • 是否可以重用GoogleTV的生態(tài)系統(tǒng)？

這些都是需要考慮的問題同時也是風(fēng)險所在。由于成為GoogleTV Leading Partner有很高門檻，同時GoogleTV開源的時間仍然很難確認(rèn)，對于希望開發(fā)Android TV/STB的合作伙伴，我們建議在軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)和定制時，考慮到未來兼容GoogleTV的可能性；因?yàn)橛泻芏喽ㄖ坪鸵浦补ぷ鳎幢阍贕oogleTV開源后，仍然是需要的。

圖一描述了Google已經(jīng)發(fā)布的針對的不同的目標(biāo)設(shè)備的Android版本。
 

從圖一我們可以看出GoogleTV是以Android為基礎(chǔ)的一個分支；根據(jù)Google最新的路線圖，未來的Android主線會演化成適用于手機(jī)，平板和電視三類設(shè)備。

2. 那么， 如何才能將Android移植到電視或機(jī)頂盒平臺呢？要說清楚這個問題， 首先我們必須明確將Android移植到電視或機(jī)頂盒平臺上需要面對哪些挑戰(zhàn)？

• 挑戰(zhàn)1 ：電視用戶對于用戶界面，圖形的性能以及用戶交互模式有完全不同于手機(jī)用戶的體驗(yàn)。這包括：
  • TV的分辨率要求至少720p/1080p以及大于30fps的幀率；
  • TV的OSD要求32位的色彩深度；而android默認(rèn)的是16bit；
  • TV的用戶界面，包括界面上內(nèi)容的組織方式不同于手機(jī)；
  • TV用戶使用遙控器而不是觸摸屏；
  • TV因?yàn)槭谴笃猎O(shè)備，對2D/3D圖形的性能有更高的要求，需要硬件加速。
• 挑戰(zhàn) 2 ： 適合于大屏的豐富的多媒體影音體驗(yàn)：
  • 更加優(yōu)化的多媒體框架；
  • 支持更多的音視頻文件格式和容器；
  • 支持更多的音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)；
• 挑戰(zhàn) 3 ： 集成DTV/STB功能：集成數(shù)字電視協(xié)議棧，
  • 比如DVB-T,DVB-C, ATSC等；
  • 針對數(shù)字電視功能擴(kuò)展API接口；
• 挑戰(zhàn) 4 ： 推動應(yīng)用開發(fā)者開發(fā)適合于TV的Android應(yīng)用；
• 挑戰(zhàn) 5 ： 內(nèi)容保護(hù)
  • 如何部署CA?
  • 如何部署DRM？

接下來我們將來討論如何應(yīng)對這五大挑戰(zhàn)。由于篇幅關(guān)系，本篇將重點(diǎn)討論挑戰(zhàn)1。 在第三篇和第四篇中，我們會依次對其他挑戰(zhàn)展開討論。

首先我們將挑戰(zhàn)1中面臨的問題分為兩類：

第一類：圖形圖像顯示相關(guān)的問題： 
 

• • TV的分辨率要求至少720p/1080p以及大于30fps的幀率；
  • TV的OSD要求32位的色彩深度；而android默認(rèn)的是16bit；
  • TV因?yàn)槭谴笃猎O(shè)備，對2D/3D圖形的性能有更高的要求，需要硬件加速

針對上述問題，需要至少對下列模塊進(jìn)行修改或集成，如圖二所示： 
 

第二類： 用戶交互模式相關(guān)的問題： 
 

• • TV的用戶界面，包括界面上內(nèi)容的組織方式不同于手機(jī)；
  • TV用戶使用遙控器而不是觸摸屏；

針對這類問題，需要對Android中的下列模塊進(jìn)行修改，具體請參見圖三：
 

3. 2D和3D圖形的性能是Android TV整體性能的關(guān)鍵點(diǎn)；在Android中，我們可以通過優(yōu)化Skia和SurfaceFlinger來加速2D性能。

• 如何優(yōu)化Skia來加速Full HD的2D體驗(yàn)？
  • 重用Skia中大量的Neon優(yōu)化；或者用Neon進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化；
  • 利用GPU（OpenGL ES/OpenVG/…）來做Skia的后端在
  • Image Decoder中嵌入硬件decoder。

圖四說明了上述優(yōu)化可能發(fā)生在Skia架構(gòu)中的哪些模塊？
 

• 如何通過優(yōu)化SurfaceFlinger加速2D？
  • 在Android1.6（Donut）之前（包含Donut）的版本，需要實(shí)現(xiàn)“copybit”的HAL來實(shí)現(xiàn)2D硬件加速。
  • Android1.6以后的版本，將“Copybit”封裝進(jìn)了OpenGL ES；通過硬件實(shí)現(xiàn)的OpenGL ES 2D API來實(shí)現(xiàn)硬件加速。
• Android3.0（Honeycomb）在2D上增加了新的功能，包括：
  • 通過在AndroidManifest.xml中設(shè)置

• • 應(yīng)用開發(fā)者可以控制硬件加速的作用域，是全局的還是某個Activity或者某個View
  • 通過運(yùn)用GPU可以帶來更加流暢的用戶體驗(yàn)

在下篇中， 我們將繼續(xù)探討如何將Android移植到電視/機(jī)頂盒平臺； 同時也會重點(diǎn)介紹GoogleTV以及GoogleTV與AndroidTV之間的對比。