在上一篇中，我們探討了數字電視/機頂盒軟件架構的現狀與未來，分享了數字家庭軟件平臺未來的發展趨勢和特點(http://m.xxav2194.com/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備量身定做的Android移植到電視/機頂盒平臺？

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自身的天然的優勢：

• Android 是一套完整的消費電子設備的軟件解決方案，它包括：
  • Linux 內核；
  • 完整的中間件，包括2D/3D圖形，多媒體框架，WebKit，Dalvik虛擬機等等；
  • 健壯的可以重用的應用程序框架以及便利實用SDK/NDK開發工具。

• Android是個開源項目：
  • 可以自由的定制和移植；（有碎片化的風險，本文不做討論）
  • Android基于Apache2.0 license，方便用于商業用途。
• Android的生態系統已經建立：
  • Google Market上已經有了超過20萬的Android應用
  • 每天有超過40萬個Android設備被激活
• Android中集中了大量ARM架構的優化，在ARM上Android可以獲得倍增的性能和用戶體驗。
  除了這些優勢，Android移植到電視/機頂盒平臺，劣勢也很明顯：
• 沒有TV/STB相關的API，造成Android TV/STB的應用程序框架的非標準化。
• Android不是為TV/STB設計的，需要做大量的定制，移植和優化工作。
• Google完全控制Android，包括新的性能，架構和應用程序框架的變化，路線圖等等。 這對于定制和移植Android的廠商有一定的風險。
• Google官方的GoogleTV 對于AndroidTV的影響：
  開發AndroidTV的合作伙伴需要謹慎的考慮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的生態系統？

這些都是需要考慮的問題同時也是風險所在。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，對于希望開發Android TV/STB的合作伙伴，我們建議在軟件架構設計和定制時，考慮到未來兼容GoogleTV的可能性；因為有很多定制和移植工作，即便在GoogleTV開源后，仍然是需要的。

圖一描述了Google已經發布的針對的不同的目標設備的Android版本。
 

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

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

• 挑戰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用戶的體驗。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默認的是16bit；
  • TV的用戶界面，包括界面上內容的組織方式不同于手機；
  • TV用戶使用遙控器而不是觸摸屏；
  • TV因為是大屏設備，對2D/3D圖形的性能有更高的要求，需要硬件加速。
• 挑戰 2 ： 適合于大屏的豐富的多媒體影音體驗：
  • 更加優化的多媒體框架；
  • 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準；
• 挑戰 3 ： 集成DTV/STB功能：集成數字電視協議棧，
  • 比如DVB-T,DVB-C, ATSC等；
  • 針對數字電視功能擴展API接口；
• 挑戰 4 ： 推動應用開發者開發適合于TV的Android應用；
• 挑戰 5 ： 內容保護
  • 如何部署CA?
  • 如何部署DRM？

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

首先我們將挑戰1中面臨的問題分為兩類：

第一類：圖形圖像顯示相關的問題： 
 

• • 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默認的是16bit；
  • TV因為是大屏設備，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行修改或集成，如圖二所示： 
 

第二類： 用戶交互模式相關的問題： 
 

• • TV的用戶界面，包括界面上內容的組織方式不同于手機；
  • 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整體性能的關鍵點；在Android中，我們可以通過優化Skia和SurfaceFlinger來加速2D性能。

• 如何優化Skia來加速Full HD的2D體驗？
  • 重用Skia中大量的Neon優化；或者用Neon進行進一步優化；
  • 利用GPU（OpenGL ES/OpenVG/…）來做Skia的后端在
  • Image Decoder中嵌入硬件decoder。

圖四說明了上述優化可能發生在Skia架構中的哪些模塊？
 

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

• • 應用開發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
  • 通過運用GPU可以帶來更加流暢的用戶體驗

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