SimdSkia.Avalonia.Desktop 0.1.0-preview.9

SimdSkia.Avalonia

2026-10-27 preview.9 实测：VelaShell 整体兼容报告。已实际拉取并运行真实应用，修正字体 Try 回退和图片舍入边界；CPU、Direct2D、Vulkan 各 23 个常规场景可绘制。组合字符、资源监视滚动、部分输入行为、Skia 专属预览和整页一致性仍有缺口，尚不能宣称整体替换成功。

preview.9 新增： 已补 SKBitmap.GetPixels()、SKTypeface.FromFamilyName、GIF SKCodec、SKRoundRect、SaveLayer 和 SKRect.Inflate，新增多页栅格 PDF 导出与可选纯托管 PDF 页面阅读/窗口示例。固定 SkiaSharp 3.119.4 源码基线不变，完整 API、圆角/文字画质及通用 PDF 仍有缺口；这些功能从 preview.9 开始提供，公开状态见发布记录。代码、命令、原版对照及限制见独立兼容层与 PDF 报告。可直接运行：dotnet run -c Release --project examples/PdfViewer -- tests/Pdf/Fixtures/external.pdf。

2026-10-27 preview.8 通用 x64、Vulkan / Direct2D 实测：75 个 CPU、36 个 GPU 串行进程完成正式复测。通用 x64 AOT 的 CPU 吞吐综合耗时低于原版 4.4%，最慢场景落后 3.8%；Vulkan / Direct2D 的 JIT 离屏完成帧综合耗时低约 29.8% / 35.3%。限定本机和已测场景，不能推广到所有应用或窗口呈现。 常驻内存和原版整页画质仍有差距；本次按已知限制发布预览版，不宣称完整兼容。公开上架状态见发布记录，带图使用文章见博客园 Markdown。

2026-10-26 半透明图片兼容性修复：此前「非预乘含透明 / 预乘含透明」两类原版画质失败已修复。对齐固定 SkiaSharp 3.119.4 x64 图像合成舍入，原门槛不变，核心图片对照 24/24 组通过，最大误差降到 1、RMSE 约 0.05–0.11。468,137 项精确回归、真实控件/Direct2D/Vulkan 和两种 AOT 验证通过。完整字体/路径及整页画质缺口仍在，本轮纳入 preview.7，发布状态见 发布记录。 下文保留此前独立测量结果。

2026-10-26 核心 CPU 优化与原版对照：新增精确八像素 AVX2 双线性采样。1024×768 非预乘不透明图片 46.317→7.423 ms（原版 7.830 ms），Opaque 格式 8.815→6.415 ms（原版 7.188 ms），这两类通过既定原版画质门槛。真实 Avalonia 页面耗时中位数改善约 3%–5%；常驻托管内存基本不变，透明过滤和整页画质缺口仍保留。74,921 项逐字节/回退检查和实际通用/v3 AOT 验证通过。本轮优化纳入 preview.7；通用 AOT 仍可使用标量回退，不能假定它具有 AVX2 的测试速度。

最新 桌面启动、CPU/GPU 与内存报告：完成 70 次 JIT/AOT 可见启动对照。JIT 白色阶段采样中位数 CPU 114→61 ms、Direct2D 289→198 ms、Vulkan 363→266 ms，同机原版 CPU 为 49 ms；白屏缩短，尚未完全消除。新增桌面后台准备、精确几何边界复用和字形缓冲优化；系统字体控件 0.695→0.666 ms/帧，CPU 窗口每帧托管分配约减少 17%。常驻内存和持续 GPU 性能没有明显改善，完整画质/API 门槛仍未通过。 本轮及此前内存、采样改进纳入 preview.6，公开发布状态见 发布记录。实际 AOT 首帧两者约 337 ms，发布目录为 26.99 vs 原版 38.33 MiB，AOT 工作集/Private 仍较高；报告保留所有进程与画质失败项。

上一轮 采样、画刷缓存与窗口对比：系统字体控件 0.793→0.694 ms/帧；连续更新图片画刷短批次 7.553→1.681 ms/帧，该场景 GC 后 Private 58.6→27.9 MiB，原版 0.729 ms、26.5 MiB。历史轮次数据保持原样，不与本轮不同 DPI/采样间隔的结果拼接。

上一轮 启动、CPU 与内存报告：系统字体控件 1.008→0.800 ms/帧，工作集 111.9→94.8 MiB。CPU 白色阶段估计 280→218 ms，原版约 95 ms；白屏未消除。这是此前独立测量，不与最新表格拼接计算增益。

上一轮 内存与性能报告：系统字体 CPU 窗口工作集 252.6→116.0 MiB，Private 197.6→60.6 MiB；固定字体 CPU 控件耗时下降 5%–9%，每帧分配减少 66%–70%。该轮改进一并纳入 preview.6。

最新 Vulkan 专项优化与测试报告：真实控件窗口 P50 22.250→2.316 ms，约快 9.6 倍；同场景 CPU 2.067 ms、Direct2D 1.552 ms。包含 CPU、工作集、Private、分配、原版 GPU 对照及失败项。本轮优化纳入 preview.5，发布状态见下方发布记录；CPU/内存没有获得同等幅度改善，完整画质/API 验收仍未通过。 上一轮 CPU 与分配优化见 历史报告。

独立 C# 2D 引擎，内部使用 SimdSkia，源码兼容层保留 SkiaSharp.SK*。不使用 Google Skia 绘图；字体、基础排版及图片编解码均由 C# 实现。通过 SimdSkia.Avalonia 可以接入 Avalonia，无需重新编译 Avalonia。

本轮版本为 0.1.0-preview.9，固定支持 Avalonia 12.1.4。Windows、Linux X11/XWayland、macOS 已通过真实窗口验证；macOS 使用经用户确认允许的官方原生窗口宿主，绘图、字体、排版和编解码仍是 C#。默认使用 CPU，可选 Windows Direct2D 原生交换链或 Windows/Linux Vulkan 绘图。macOS GPU/Metal 尚未实现，完整兼容性和画质验收仍未全部通过。

preview.9 更新了什么

12 个包统一版本，包内提供 NuGet 发行说明、完整使用 README 和 CHANGELOG.md。公开下载状态以发布记录为准；本次不是完整兼容正式版。

• 独立兼容层：真实像素指针 SKBitmap.GetPixels、系统字体族/样式发现、GIF SKCodec、圆角、图层整组透明度、几何与采样重载。固定基线公共条目匹配 892/3235，仍缺 2343 项，不承诺二进制兼容。
• PDF：SKDocument.CreatePdf 多页栅格导出；新增可选包 SimdSkia.Pdf 读取已有 PDF 并绘制受支持的页面内容，普通 Avalonia 用户不引入 PDF 解析依赖。无矢量导出、可搜索文字或 PDF/A；阅读器超出支持范围明确报错。
• 真实应用修复：修正 VelaShell 字体 Try 回退和图片布局舍入边界，9,750 项控件回归通过。常规 CPU/Direct2D/Vulkan 各 23/23；深层视图仍有失败、超时和 Skia 专属预览缺口，不能宣称整个应用已替换。
• 性能范围：本版只新增 1080p 带 stride 像素逐行复制对照，0.5907 vs 原版 0.5921 ms/帧，视为基本持平。未重测完整 Avalonia CPU/GPU 吞吐和常驻内存；上文 preview.8 数字保留历史版本，不作为本版成绩。
• 示例和限制：新增 Documents、PdfViewer、独立原版调用对照及 VelaShell 测试工具。圆角/文字和整页画质、组合字符、资源监视性能、部分输入及 macOS GPU 等缺口详见更新日志。

NuGet 包怎么选

本轮包含下列十二个包，统一版本 0.1.0-preview.9；发布状态见 预览发布。在 Visual Studio 的 NuGet 搜索中勾选“包括预发行版”。

新桌面应用添加 SimdSkia.Avalonia.Desktop，其渲染服务和引擎依赖会自动还原，无需额外安装 SimdSkia 或手动复制底层 DLL：

dotnet add package SimdSkia.Avalonia.Desktop --version 0.1.0-preview.9

安装包后还必须配置启动代码。 以下是完整的新程序示例；现有项目按后面的迁移步骤调整。

从旧预览版升级时，将直接引用的所有 SimdSkia.* 包统一到 0.1.0-preview.9，Avalonia 包继续统一为 12.1.4。这次新增独立 SK* API、GIF、PDF 和真实应用接入修复，继承之前的 SIMD、半透明修复、系统字体和启动准备；无需重新编译 Avalonia。具体性能、画质限制与发布验收见 发布记录。

Avalonia 快速开始（Windows / Linux / macOS）

使用 .NET 10 SDK，在空目录创建以下两个文件。所有 Avalonia 包统一为 12.1.4，无需克隆或编译本仓库。

Demo.csproj：

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  <PropertyGroup>
    <OutputType>WinExe</OutputType>
    <TargetFramework>net10.0</TargetFramework>
    <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
    <Nullable>enable</Nullable>
  </PropertyGroup>
  <ItemGroup>
    <PackageReference Include="SimdSkia.Avalonia.Desktop" Version="0.1.0-preview.9" />
    <PackageReference Include="Avalonia" Version="[12.1.4]" />
    <PackageReference Include="Avalonia.Themes.Fluent" Version="[12.1.4]" />
  </ItemGroup>
</Project>

Program.cs：

using Avalonia;
using Avalonia.Controls;
using Avalonia.Controls.ApplicationLifetimes;
using Avalonia.Themes.Fluent;
using SimdSkia.Avalonia;

internal static class Program
{
    [STAThread]
    public static void Main(string[] args)
        => AppBuilder.Configure<App>()
            .UseSimdSkiaDesktop()
            .StartWithClassicDesktopLifetime(args);
}

public sealed class App : Application
{
    public override void Initialize() => Styles.Add(new FluentTheme());

    public override void OnFrameworkInitializationCompleted()
    {
        if (ApplicationLifetime is IClassicDesktopStyleApplicationLifetime desktop)
        {
            desktop.MainWindow = new Window
            {
                Title = "SimdSkia 预览",
                Width = 600,
                Height = 300,
                Content = new StackPanel
                {
                    Margin = new Thickness(24),
                    Spacing = 16,
                    Children =
                    {
                        new TextBlock { Text = "你好，SimdSkia / Hello Avalonia", FontSize = 24 },
                        new Button { Content = "普通 Avalonia 按钮" }
                    }
                }
            };
        }
        base.OnFrameworkInitializationCompleted();
    }
}

在该目录运行：

dotnet restore
dotnet run

Windows 的 WinExe 避免额外控制台窗口。三平台自动发现受支持的已安装静态 TrueType 字体，无需附带字体资源；中文需要相应字形的已安装字体。Linux 需要 X11 或 XWayland 及系统窗口库。macOS 会分发官方 MIT libAvaloniaNative.dylib，只负责窗口和系统交互。字体解析、文字栅格化及编解码均由 C# 完成。

Avalonia GPU 与 Direct2D

在上面的桌面程序中增加可选包：

dotnet add package SimdSkia.Avalonia.Gpu --version 0.1.0-preview.9

Windows 将 .UseSimdSkiaDesktop() 改为：

.UseSimdSkiaDesktop(options => options.UseGpu(SimdSkiaGpuBackend.Direct2D))

通过 C# 调用系统 Direct2D/D3D11，并使用 DXGI 原生交换链呈现；正常帧不强制回读像素，GPU 完成以事件查询确认。文字默认由 C# 生成并缓存覆盖率纹理，再交 GPU 合成；透明图层、滤镜等仍有 CPU 工作，诊断分别记录。可选择 GpuOutlines 进行轮廓 GPU 绘制，该模式当前更慢且文字覆盖率与默认模式不同。

Linux/Windows 可改用 SimdSkiaGpuBackend.Vulkan，需硬件 Vulkan 设备；当前通过完成栅栏后回读并交窗口 framebuffer 呈现。GPU 不保证快于 CPU，需按实际尺寸、DPI 和场景评估；macOS 调用 GPU 配置会明确报错。 不支持的画刷等默认报错；可显式设置 allowCpuFallback: true，并通过 SimdSkiaGpuDiagnostics 查看原因、回退数及 Vulkan 覆盖缓存和同步计数。详见 跨平台说明、最新窗口/内存报告 和 此前 Vulkan 专项报告。

现有 Avalonia 项目如何切换

1. 将 Avalonia 系列包统一为 12.1.4，添加 SimdSkia.Avalonia.Desktop；需要 GPU 时再添加 SimdSkia.Avalonia.Gpu。
2. 移除 Avalonia.Desktop、Avalonia.Skia、Avalonia.Fonts.Inter 等原版后端/字体引用及 .WithInterFont()，使用上述包配置；检查第三方控件是否仍间接引用 Skia/HarfBuzz/ANGLE。
3. 添加 using SimdSkia.Avalonia;，将 .UsePlatformDetect() 或固定 .UseWin32() 链替换为 .UseSimdSkiaDesktop()。保留自己的 App、XAML、MVVM 和窗口创建代码。

.UseSimdSkia() 注册 Avalonia 的绘图、字体和基础排版服务，因此无需修改 Avalonia 源码。它不会把 SkiaSharp.dll 替换为同名程序集；直接依赖原版 SK*/GR API 或 ISkiaSharpApiLeaseFeature 的自定义控件仍需迁移。

如需显式指定受支持的 TTF/TTC，将 .UseSimdSkia() 改为：

.UseSimdSkia(options => options.FontFiles.Add(@"C:\Fonts\MyFont.ttf"))

显式列表会替代自动系统字体列表；随程序分发字体时，应设置复制到输出/发布目录并遵守字体许可证。Linux/macOS 按受支持静态字体的优先级选择默认家族，可用 SIMDSKIA_DEFAULT_FONT_FAMILY 指定已安装家族，不复刻 fontconfig/CoreText 的所有规则。更多说明见 Avalonia 包内 README。

启动准备

preview.6 默认在经典桌面 JIT 初始化时，用一次性后台线程准备常用绘图路径；无窗口应用和 Native AOT 自动跳过。需要排查启动行为时可关闭：

AppBuilder.Configure<App>()
    .UseSimdSkiaDesktop(options => options.EnableStartupPreparation = false)
    .StartWithClassicDesktopLifetime(args);

准备任务不隐藏窗口、不延迟 Show、不绘制占位帧；它缩短部分首帧等待，不能保证所有系统和业务窗口完全无白屏。

Avalonia Native AOT 发布

在目标平台安装 Native AOT 工具链后执行对应命令。Windows 需要 Visual Studio C++ 和 Windows SDK，Linux 需要 clang/zlib 开发工具，macOS 需要 Xcode 命令行工具。AOT 发布必须在相应操作系统完成：

dotnet publish -c Release -r win-x64 -p:PublishAot=true -o publish/win-x64
dotnet publish -c Release -r linux-x64 -p:PublishAot=true -o publish/linux-x64
dotnet publish -c Release -r osx-arm64 -p:PublishAot=true -o publish/osx-arm64

运行目标目录中的 Demo.exe（Windows）或 Demo（Linux/macOS），无需安装 .NET 运行时。业务代码仍需满足 AOT 要求。若没有窗口，检查 desktop.MainWindow 和单实例提前退出逻辑。macOS 正式分发还需自行准备应用包、签名和公证。

上述两个文件与包内 README 保持一致。流水线、许可证、真实 nupkg 的消费验证与发布状态见 预览发布说明；本轮平台测试与性能见 交付报告，画质和 API 剩余缺口见 兼容验证。

示例、实现与测试报告

发光控件 AOT 示例：可输入的中英文文本框、焦点发光、流光进度条、悬停/按下反馈按钮，支持暂停、继续和重置。纯 SimdSkia CPU 自绘，实测 EXE 1.343 MiB；成品体积、截图与验证报告。

独立 Native AOT 窗口：不用 Avalonia，直接用 SimdSkia 绘图和 Windows 系统窗口宿主。MinimumSize 配置实测纯图形 EXE 1.172 MiB，中英文 1.311 MiB；完整部署分别 1.185 / 1.324 MiB，不附带字体或绘图 DLL。实际 EXE 通过全 RGB 像素、调整大小和点击验证。最小配置关闭地区格式化及部分诊断，仅用于简单自绘窗口，不包含 Avalonia 控件体系。体积和取舍报告。

新增 Avalonia Native AOT 双后端程序：相同控件分别使用 SimdSkia 与原版，提供 Windows x64 通用及 AVX2 版本，实际比较完整发布体积、启动/绘制速度、CPU 和内存。结果见 AOT 实测报告；既有报告是另一套 JIT/离屏基准，数据不混用。

SK* 源码兼容的固定基线是 Avalonia.Skia 12.1.4 实际解析的 SkiaSharp 3.119.4。Core/Cpu/Text/Gpu 无第三方 NuGet 依赖，Imaging/Compatibility 使用固定版本纯托管 JpegLibrary；可选 Avalonia 层另有纯托管依赖，见 许可证与依赖。

路径、抗锯齿、基本中英文 glyf TTF/TTC 字体、PNG/JPEG/部分 ICC、图像/视觉画刷、模糊/阴影、SIMD、Vulkan 离屏及窗口回读呈现、Direct2D 原生交换链均有真实实现。完整 Avalonia 替换尚未通过验收：文字/曲线及部分新功能画质仍失败，通用字体排版、Vulkan 直接交换链和 macOS GPU 等仍有缺口。

2026-10-21 历史交付：测试报告、CPU/内存/滤镜性能、原版 Vulkan GPU 对比、实现范围与缺口。报告保留未通过项，不承诺替代原版强名称程序集。

2026-10-21 的 CPU、GPU、真实 OCR、CPU 时间和内存对比见 本轮优化报告。保留优化前数据及失败的画质检查。

真实 Avalonia 接入：UseSimdSkia 已运行实际控件与 Win32 软件窗口，8109 项控件/字形/滤镜/字体集合断言通过。较早的字形/首绘优化及通用报告保留为历史数据；当前结论以本轮报告为准。

dotnet build SimdSkia.sln -c Release
powershell -NoProfile -File tools/fetch-avalonia-font.ps1
dotnet run --project examples/AvaloniaControls -c Release
# Windows 交互窗口
dotnet run --project examples/AvaloniaControls -c Release -- --window

构建和运行

需要 .NET 10 SDK 和 .NET 8 runtime。

dotnet build SimdSkia.sln -c Release
dotnet run --project tests/SimdSkia.Tests -c Release
dotnet run --project tests/Features -c Release
dotnet run --project tests/Avalonia -c Release
dotnet run --project examples/AvaloniaText -c Release
dotnet run --project tests/Gpu -c Release
dotnet run --project examples/Features -c Release
dotnet run --project examples/Features -c Release -- --gpu

组合示例绘制渐变、曲线、孔洞、描边、中英文和经过 PNG 编解码的图片，输出 artifacts/features-cpu.png / features-vulkan.png。GPU 实际执行覆盖率与合成，等待 fence 完成后读取像素，没有 CPU fallback 冒充 GPU。

字体须是真实 glyf TrueType 文件。Windows 示例默认使用系统 SimHei，其他环境传入字体路径：

powershell -NoProfile -File tools/fetch-test-font.ps1
dotnet run --project tests/Features -c Release -- baseline/fonts/ZenOldMincho-Regular.ttf
dotnet run --project examples/Features -c Release -- baseline/fonts/ZenOldMincho-Regular.ttf --gpu

固定 OFL 测试字体含 CJK/拉丁字形；区域字形风格应使用应用自己的中文字体。没有字体时明确失败或标记字体测试未执行，不生成假字形。独立 Vulkan 后端需要系统 loader/驱动：Windows vulkan-1.dll，Linux libvulkan.so.1；main 源码支持 64 位小端 RGBA/BGRA 预乘或 Opaque 存储目标，窗口直接输出 BGRA 并通过回读呈现，不提供 Vulkan swapchain 或 Skia GR 句柄替换。Windows Direct2D 另有原生 DXGI 交换链。

实际验收

• Release 构建 0 警告、0 错误，原有 36 项测试通过。
• 扩展功能测试带原版 PNG 夹具时 14 项通过，包含真实中文字体、换行/折行、独立面积、三类 DEFLATE 块和 SIMD 等价性。
• 150 个格式/Alpha/stride/尾部组合一致，另实际禁用硬件指令验证标量回退。
• GTX 1050 Ti 上，GPU/CPU 的矩形、AA 路径、中文、渐变、描边、图片/裁剪和批次边界逐像素一致；验证了缓存内容变化、淘汰、线程约束和 Dispose。
• 原版 120 个 CPU 像素场景中 108 达到预设阈值，12 个曲线 AA/文字场景未通过；25 个行为和字体度量探针一致。失败未隐藏或放宽阈值。
• 425/3235 条公共元数据匹配，仍有 2810 条缺口；Avalonia 引用的成员中 120/346 个存在签名，尚未完整接入，未承诺二进制兼容。Linux 尚未实机运行。

复现验证

powershell -NoProfile -File tools/verify.ps1 -Gpu
powershell -NoProfile -File tools/check-production-dependencies.ps1
powershell -NoProfile -File tools/fetch-baseline.ps1 -IncludeWindowsReferenceRuntime
powershell -NoProfile -File tools/verify.ps1 -Reference
dotnet run --project tests/Features -c Release -- --reference-pngs
dotnet run --project tools/CpuBench -c Release
dotnet run --project tests/ReferenceRenderer -c Release -- --benchmark

-Reference 当前因上述 12 个像素差异非零退出，查看 artifacts/diff/results.json 和差异图。原版只在隔离对照进程。测试使用可执行断言程序，不应将 dotnet test 的无测试输出当作通过。

项目附 GLSL 和 SPIR-V，普通构建不需要 shader 编译器。更改 shader 后使用 tools/build-shader.ps1 -Compiler <glslang路径>；编译器仅供开发。

Git 仓库保留源码、测试夹具和文档。baseline/、artifacts/、results/、构建缓存及 OCR 本机配置不上传；报告中的这些路径指本机原始证据，可按所列命令重新生成。项目采用 MIT 许可证，第三方依赖保留各自许可证，详见下方文档。

进度 · 兼容报告 · 验证与性能 · 架构 · 依赖与许可证

原版性能对比

多场景性能报告 已实测原版/标量/SIMD：12 场景、两尺寸、每实现 3 个独立进程及每场景 7 批采样，包含逐帧 P95、托管分配、GC、进程内存、CPU 使用率、PNG 大小和像素 gate。画质未通过的场景只作诊断。随后实际优化引擎并复测，见 优化前后实测；旧结果、失败门槛和像素证据保留。

GPU(Vulkan)对比 用同一台 GTX 1050 Ti 实测原版 SkiaSharp Vulkan 光栅后端与 SimdSkia compute 管线：每帧完整 round-trip（绘制+提交+等待+回读）计时，含托管分配、进程内存和 CPU 使用率；未过像素 gate 的场景只作诊断。

复现时指定新的输出目录，以保留旧数据：

powershell -NoProfile -File tools/run-benchmarks.ps1 -Output artifacts/performance/my-run
powershell -NoProfile -File tools/run-gpu-benchmarks.ps1 -Output artifacts/performance-gpu/my-run

CPU 光栅结果见 PERFORMANCE.md；GPU(Vulkan) round-trip 对照见 PERFORMANCE-GPU.md，二者不混用。原版依赖仍仅在 benchmarks/Reference 与 benchmarks/GpuReference，benchmark 项目不属于生产引用图。

CPU 优化包括连续像素 SIMD 合成、AA 矩形覆盖、路径活动边与区间计数、有界布局/描边/覆盖率缓存、图片分段及托管 PNG/DEFLATE。GPU 优化包括包围盒限定 dispatch、FillPath 边缓存、持久化 arena 与预分配描述符、源图身份+快照缓存；两者细节与实测见 优化前后实测。额外 变化场景基准 每帧移动并超过缓存容量，用于查看未命中成本。

当前修复版本的 CPU/GPU、内存与继续投入评估 已重新实测，包含相对原版和上轮的变化、每帧 CPU 成本与进程内存。独立 HOST_CACHED 实验验证了 GPU 回读优化空间；复杂 GPU 文字仍需要改变算法。