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OneOS · 开机动画原理

← 返回文档中心 · 来源：Languangxun/oneos · 同步于 2026-09-26

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目标：黑底、白色连笔 “OneOS” 逐字写出、下方一条细进度条，苹果 Hello 动画的感觉。

参考

  • InkTrail（MIT）：把任意文字变成自带动画 SVG， 核心是 保留字体的填充字形，用一个粗描边遮罩沿字形轮廓逐步显露， 所以看起来像墨水在写字，而不是描轮廓。
  • Apple 的 “Hello” 演示用的字体是手写体 Caveat，InkTrail 的 Apple-like 预设 就是 fontId: caveat、每字母 0.42s、顺序书写、描边宽度比 0.13、圆头、softness 0.5。
  • 我们照这个思路实现了一个不依赖 SVG/浏览器的 fbdev 播放器。

素材与数据流

tools/fonts/Caveat.ttf          # OFL 授权手写字体（含 OFL-Caveat.txt）
        │  fontTools (TrueType 轮廓 -> 展平的闭合轮廓)
        ▼
tools/gen-signature.py
        │  文本排版 -> 归一化坐标（y 向下，最长边=1）
        │  每行 "C x y x y ..." 是一条闭合轮廓，G 行分组到字母
        ▼
crates/oneos-splash/src/signature.data
        │  include_str! 编进二进制
        ▼
oneos-splash                    # 每帧把「填充 ∧ 墨迹」画到 /dev/fb0

重新生成（换文字/字体/字号）：

pip install --user fonttools
python3 tools/gen-signature.py --text OneOS --font tools/fonts/Caveat.ttf
cargo build -p oneos-splash

渲染原理

播放器里有两张掩码：

  1. 填充掩码（静态）：用非零环绕数的扫描线算法把闭合轮廓填成覆盖率图。 坐标先放大 4 倍超采样，再降采样回屏幕分辨率，得到抗锯齿边缘。 文字固定不变，所以只算一次。
  2. 墨迹掩码（每帧）：把每条轮廓按”已写弧长”画成一根很粗的圆头笔画 （宽度 = 字号 × 0.13），边缘按 softness 做柔和衰减。
  3. 合成：像素 = 填充覆盖率 × 墨迹覆盖率 × 白色——只有”笔走过”的区域才显露字形， 和 InkTrail 的 SVG mask + stroke-dashoffset 是同一个数学。

时间轴（仿其 Apple-like 预设）：

  • 每字母 0.5s，字母之间间隔 0.06s，顺序书写（上一个写完再下一个）
  • 缓动 cubic-bezier(0.4, 0, 0.2, 1)（smooth），用二分法解曲线
  • 5 个字母总时长约 2.9s，末尾停留 1s
  • 进度条按总时长线性填充

强制完整播放

动画固定按完整时间轴播放（约 3.9s），不加速、不跳过，登录和桌面都必须等它放完：

  • oneos-splash.service 排在 getty.target 和 systemd-user-sessions.service 之前：后者是 tty 登录提示（getty@tty1.service）的前置，所以动画没放完 不会出现登录提示，键盘也不会落到 shell 里
  • oneos-session.service 加了 After=oneos-splash.service：开机时图形会话本来 就排在 multi-user 之后；如果你在动画播放中执行 oneos session start， systemd 会把启动任务排到动画结束，不会让合成器抢走画面
  • ConditionPathExists=/dev/fb0：纯串口模式没有帧缓冲，动画单元直接跳过， 不阻塞串口登录
  • 内核命令行加了 quiet 和 vt.global_cursor_default=0

想改时长就调 crates/oneos-splash/src/main.rs 顶部的 LETTER_SECS（每字母秒数）、LETTER_DELAY（间隔）、HOLD_SECS（末尾停留）， 总时长 = 5 × (LETTER_SECS + LETTER_DELAY) - LETTER_DELAY + HOLD_SECS。

本地预览

不用进虚拟机：

cargo run -p oneos-splash -- --preview /tmp/oneos-splash
# 生成 frame-00.ppm ... frame-08.ppm（P6），可用 ffmpeg/Pillow 合成 GIF 或拼图

可以改的地方

  • 文字：--text；字体：--font（任意 TTF/OTF，注意授权）
  • 时长、颜色、描边比例、softness、进度条位置： crates/oneos-splash/src/main.rs 顶部常量
  • 想要真正的”笔锋”（粗细变化）：把生成器改成输出 SVG 轮廓 + 变宽度， 或按 InkTrail 的思路在遮罩上叠加压力曲线