Android App 黑白化技术主要通过将 Paint 的饱和度设置为 0 来实现。文章分析了两种常见方案：一是直接对 DecorView 设置层类型，二是替换内容栏 FrameLayout 为自定义黑白化 View。前者无法处理独立 DecorView 的 Dialog 和 PopupWindow，后者虽能处理 Dialog 但仍无法覆盖 PopupWindow。为解决全局生效问题，提出了 Hook WindowManagerGlobal 的思路，通过反射获取所有 Window 的 View 树统一应用黑白化滤镜，从而实现包括弹窗在内的全界面黑白化效果。
近期打开各大 App 会发现它们都做了黑白化处理，例如支付宝等应用设置了全局灰色调，表达对逝者的哀悼。作为开发者，我们来探索一下它从技术角度是如何实现的。
正常情况下，App 页面上的 View 都是通过 Canvas（画布）+ Paint（画笔）画出来的。Canvas 对应画布，Paint 对应画笔，两者结合，就能画出 View。
在 Canvas 上绘制 View 的时候，如果换一支色彩饱和度为 0 的 Paint（画笔），理论上就能画出黑白化的 View。
可以通过 ColorMatrix 将饱和度设置为 0：
// 新建一支画笔
val paint = Paint()
// 通过 ColorMatrix 将饱和度设置为 0
val cm = ColorMatrix()
cm.setSaturation(0f)
// 将画笔的色彩饱和度设置为 0
paint.colorFilter = ColorMatrixColorFilter(cm)
上述代码新建了一支色彩饱和度为 0 的 Paint，接下来使用它去进行 View 的绘制，就能达到黑白化的效果。
测试示例：自定义黑白化 TextView 和 Button。
// 1、自定义黑白化 TextView
class GrayTextView(context: Context, attrs: AttributeSet) : TextView(context, attrs) {
// 色彩饱和度为 0 的 Paint
private val paint by lazy {
val p = Paint()
val cm = ColorMatrix()
cm.setSaturation(0f)
p.colorFilter = ColorMatrixColorFilter(cm)
p
}
override fun draw(canvas: Canvas?) {
canvas?.saveLayer(null, paint, Canvas.ALL_SAVE_FLAG)
super.draw(canvas)
canvas?.restore()
}
}
// 2、自定义黑白化 Button
class GrayButton(context: Context, attrs: AttributeSet) : Button(context, attrs) {
// 色彩饱和度为 0 的 Paint
private val paint by lazy {
val p = Paint()
val cm = ColorMatrix()
cm.setSaturation(0f)
p.colorFilter = ColorMatrixColorFilter(cm)
p
}
override fun draw(canvas: Canvas?) {
canvas?.saveLayer(null, paint, Canvas.ALL_SAVE_FLAG)
super.draw(canvas)
canvas?.restore()
}
}
布局文件对比：
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:gravity="center_horizontal"
android:orientation="vertical">
<TextView
android:text="普通 TextView" />
<com.example.GrayTextView
android:text="黑白化 TextView" />
<Button
android:text="普通 Button" />
<com.example.GrayButton
android:text="黑白化 Button" />
</LinearLayout>
View 有一个 API setLayerType，可以用来开启图层渲染。
public void setLayerType(int layerType, Paint paint)
参数说明：
layerType:
LAYER_TYPE_NONE: 视图正常渲染。LAYER_TYPE_HARDWARE: 硬件加速渲染。LAYER_TYPE_SOFTWARE: 软件渲染，关闭硬件加速。paint: 画笔配置，可设置颜色过滤。测试示例：
class MainActivity : AppCompatActivity() {
private val paint by lazy {
val p = Paint()
val cm = ColorMatrix()
cm.setSaturation(0f)
p.colorFilter = ColorMatrixColorFilter(cm)
p
}
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_main)
val tvBlackAndWhite = findViewById<TextView>(R.id.tvBlackAndWhite)
val btnBlackAndWhite = findViewById<Button>(R.id.btnBlackAndWhite)
// 给 View 设置色彩饱和度为 0 的 Paint 实现黑白化
tvBlackAndWhite.setLayerType(View.LAYER_TYPE_HARDWARE, paint)
btnBlackAndWhite.setLayerType(View.LAYER_TYPE_HARDWARE, paint)
}
}
上述都是对单个 View 进行处理，若要整个页面变成黑白化，需要找到当前 View 树一个合适的父 View，对他进行黑白化设置或替换为自定义黑白化 View。
Android 页面结构通常包含顶级 View DecorView，其中包含竖直方向的 LinearLayout，分为标题栏和内容栏（FrameLayout）。setContentView 就是将 View 添加到这个 FrameLayout 中。
获取页面的 DecorView 有两种方式：
window.decorView.setLayerType(View.LAYER_TYPE_HARDWARE, paint)
建议创建一个 BaseActivity 基类处理，所有继承 BaseActivity 的 Activity 都会生效。
registerActivityLifecycleCallbacks 回调。registerActivityLifecycleCallbacks(object : ActivityLifecycleCallbacks {
override fun onActivityCreated(activity: Activity, savedInstanceState: Bundle?) {
val decorView = activity.window.decorView
decorView.setLayerType(View.LAYER_TYPE_HARDWARE, paint)
}
// 其他回调方法留空
override fun onActivityStarted(activity: Activity) {}
override fun onActivityResumed(activity: Activity) {}
override fun onActivityPaused(activity: Activity) {}
override fun onActivityStopped(activity: Activity) {}
override fun onActivitySaveInstanceState(activity: Activity, outState: Bundle) {}
override fun onActivityDestroyed(activity: Activity) {}
})
此方式所有 Activity 都会生效，整个页面呈现黑白化效果。
利用 LayoutInflater 的创建过程，优先使用 mFactory2 或 mFactory 创建 View。Activity 可以复写 onCreateView 方法，将内容栏 FrameLayout 替换为自定义的黑白化 FrameLayout。
abstract class BaseActivity : AppCompatActivity() {
abstract fun getLayoutId(): Int
abstract fun initView()
override fun onCreateView(parent: View?, name: String, context: Context, attrs: AttributeSet): View? {
try {
if ("FrameLayout" == name) {
val attributeCount = attrs.attributeCount
for (i in 0 until attributeCount) {
val attributeName = attrs.getAttributeName(i)
val attributeValue = attrs.getAttributeValue(i)
if ("id" == attributeName) {
val resId = Integer.parseInt(attributeValue.substring(1))
val idValue = resources.getResourceName(resId)
if ("android:id/content" == idValue) {
return GrayFrameLayout(context, attrs)
}
}
}
}
} catch (e: Exception) {
e.printStackTrace()
}
return super.onCreateView(parent, name, context, attrs)
}
}
class GrayFrameLayout(context: Context, attrs: AttributeSet) : FrameLayout(context, attrs) {
private val paint by lazy {
val p = Paint()
val cm = ColorMatrix()
cm.setSaturation(0f)
p.colorFilter = ColorMatrixColorFilter(cm)
p
}
override fun draw(canvas: Canvas?) {
canvas?.saveLayer(null, paint, Canvas.ALL_SAVE_FLAG)
super.draw(canvas)
canvas?.restore()
}
override fun dispatchDraw(canvas: Canvas?) {
canvas?.saveLayer(null, paint, Canvas.ALL_SAVE_FLAG)
super.dispatchDraw(canvas)
canvas?.restore()
}
}
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
window.statusBarColor = Color.parseColor("#4A4A4A")
}
setContentView(getLayoutId())
initView()
}
方案一问题： 当点击按钮弹出 Dialog 时，Dialog 并未黑白化。这是因为 Dialog 拥有独立的 DecorView，Activity 的 DecorView 设置不会影响 Dialog。
方案二问题： Dialog 会黑白化（因为 Dialog 创建了新的 PhoneWindow，使用了类似的 View 结构），但 PopupWindow 不会黑白化。PopupWindow 并没有像 Activity 那样被系统特殊处理为特定的 View 容器结构。
Activity、Dialog、PopupWindow 或其他 Window 组件最终都要经过 Window 的添加流程，最终走到 WindowManagerGlobal.addView 方法。
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
Display display, Window parentWindow) {
synchronized (mLock) {
mViews.add(view);
try {
root.setView(view, wparams, panelParentView);
}
}
}
WindowManagerGlobal 是一个全局单例，其中 mViews 是一个集合，App 中所有的 Window 在添加的时候都会被它存起来。
我们可以 Hook 拿到 mViews 中所有的 View 然后对他们进行黑白化设置。具体实现思路如下：
反射获取 WindowManagerGlobal 实例：
val field = Class.forName("android.view.WindowManagerGlobal").getDeclaredField("sInstance")
field.isAccessible = true
val instance = field.get(null)
获取 mViews 列表：
val viewsField = instance.javaClass.getDeclaredField("mViews")
viewsField.isAccessible = true
val views = viewsField.get(instance) as ArrayList<*>
遍历并应用黑白化：
遍历 views 中的每个对象（通常是 ViewRootImpl），通过反射获取其对应的 RootView 或 DecorView，然后应用之前定义的 setLayerType 或自定义 Paint 滤镜。
这种方式理论上可以覆盖所有 Window 类型的 UI 元素，包括 Dialog、PopupWindow 以及未来的新组件。虽然实现较为复杂且涉及反射，性能开销需评估，但它是解决全局黑白化最彻底的方法。
本文介绍了 Android App 黑白化的实现原理及两种主流方案：
WindowManagerGlobal 统一处理所有 Window 的 View 树，可实现全场景黑白化。开发者可根据实际业务需求选择合适方案，若追求完美体验，建议研究 Hook 方案。
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