android 智能电视 开发

核心概念与挑战

在开始之前,必须理解 TV 开发与手机开发的核心区别：

1. 输入方式：

   • 手机：触摸屏，交互直接、精确。
   • 电视：遥控器（方向键、确定键、返回键、菜单键等）和可能的语音/手势，交互是间接的、相对粗略的，这是 TV 开发中最重要的一点。

2. 使用距离：

   • 手机：30-50厘米。
   • 电视：3-5米，UI 元素（字体、图标、按钮）必须足够大，以确保远距离清晰可见和易于选择。

3. 焦点管理：

   • 手机：焦点在点击的元素上。
   • 电视：焦点是自动移动的，用户通过方向键在屏幕上的可聚焦元素之间导航，开发者必须精心设计焦点流的路径，确保用户能顺畅地在页面内和页面间导航，避免焦点“迷路”。

4. 性能要求：

   
   （图片来源网络，侵删）
   • 电视通常被用作家庭娱乐中心,对应用的启动速度、流畅度（尤其是视频播放）和稳定性要求极高，卡顿或崩溃会带来非常糟糕的用户体验。

5. 屏幕比例：

   • 现代 TV 主要是 16:9 或 21:9 的宽屏，需要为横屏模式进行专门设计，基本不考虑竖屏。

开发环境搭建

准备工作和 Android 手机开发类似，但需要一些额外的配置。

硬件准备

• 开发主机：一台性能不错的电脑。
• Android TV 设备：
  • 首选：一台真正的 Android TV 设备（如 NVIDIA Shield TV、小米电视、索尼 Bravia TV 等），这是最真实的测试环境。
  • 备选：一个 Android TV 模拟器，在 Android Studio 中可以直接创建和运行，非常方便，但性能和真实体验有差距。
  • 极简方案：一个支持 Google Play 商店的 Android 机顶盒（如 Chromecast with Google TV）。

软件准备

• Android Studio：确保你安装了最新稳定版。
• SDK 和 AVD Manager：
  • 在 SDK Manager 中，下载最新版本的 Android SDK Platform-Tools 和 Android SDK Build-Tools。
  • 下载一个 TV 系统镜像，Android 13 (Tiramisu) TV API Level 33，这会包含 TV 模拟器所需的系统镜像。

创建第一个 TV 项目

1. 打开 Android Studio，选择 File > New > New Project...。
2. 在模板选择窗口,选择 TV > TV Activity，然后点击 Next。
3. 配置你的项目名称、包名、保存位置和语言（Java/Kotlin）。
4. 点击 Finish。

Android Studio 会为你生成一个基础的 TV 项目，包含一个 LeanbackSupport 库，这是 TV 开发的核心库之一。

核心 UI 组件与布局

TV 开发主要使用两种 UI 框架：

Leanback Support Library (推荐)

这是 Google 官方为 TV 应用设计的 UI 库，专门为遥控器交互优化，它提供了一系列预制好的、符合 TV 设计规范的组件。

• 核心布局：

  • BrowseFragment：用于构建类似 Netflix 首页的“行-列”式浏览界面，这是 TV 应用的核心页面。
  • PlaybackOverlayFragment：用于视频播放时的控制界面（播放/暂停、进度条、音量等）。
  • SearchFragment：用于实现语音或键盘搜索。
  • DetailsOverviewRowPresenter：用于展示单个内容（如电影）的详细信息，通常包含一个背景图、标题、简介和一组操作按钮（“播放”、“收藏”等）。

• 关键组件：

  • RowsSupportFragment：BrowseFragment 的核心，用于承载多行数据。
  • ArrayObjectAdapter：数据适配器，用于填充 Row 对象。
  • ListRowPresenter：用于展示普通的列表行。
  • CardPresenter：用于将数据项（如一部电影）渲染成卡片样式。
  • PlaybackControlsRow 和 PlaybackControlsRowPresenter：构建播放控制界面的基础。

示例：创建一个简单的 BrowseFragment

class MainFragment : BrowseSupportFragment() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        // 设置标题和是否显示标题
        headersState = BrowseSupportFragment.HEADERS_ENABLED
        // 设置是否启用搜索
        isHeadersTransitionOnBackEnabled = true
        // 创建适配器
        val adapter = ArrayObjectAdapter(ListRowPresenter())
        // 创建一些数据 (示例)
        val cardPresenter = CardPresenter()
        val listRowAdapter = ArrayObjectAdapter(cardPresenter)
        for (i in 0 until 10) {
            listRowAdapter.add("Item $i")
        }
        // 创建一个 Row 并添加到主适配器
        adapter.add(ListRow("My First Row", listRowAdapter))
        // 设置适配器
        setAdapter(adapter)
    }
}

传统 View 系统

你也可以使用 LinearLayout, RecyclerView 等，但这需要你手动处理所有的焦点逻辑，工作量巨大，不推荐新手使用。RecyclerView 在 TV 上依然可用，但你需要仔细处理 onFocusSearchFailed 等事件来优化焦点流。

关键开发实践

焦点管理

这是 TV 开发的灵魂。

• 默认行为：Android 系统会自动处理相邻元素间的焦点转移。
• 自定义焦点：如果默认路径不理想，你可以通过以下方式干预：
  • nextFocusForward：在 XML 布局文件中，为 View 指定获取下一个焦点的方向（@id/some_view_id）。
  • ViewGroup 的焦点子类：创建自定义 ViewGroup 来控制其子 View 的焦点顺序。
  • onRequestFocusInDescendants()：重写此方法来决定子 View 是否以及如何获取焦点。

遥控器按键处理

在 Activity 或 Fragment 中重写 onKeyDown 方法来处理按键事件。

override fun onKeyDown(keyCode: Int, event: KeyEvent?): Boolean {
    when (keyCode) {
        KeyEvent.KEYCODE_DPAD_CENTER, KeyEvent.KEYCODE_ENTER -> {
            // 处理确定键
            return true
        }
        KeyEvent.KEYCODE_DPAD_LEFT, KeyEvent.KEYCODE_DPAD_RIGHT, 
        KeyEvent.KEYCODE_DPAD_UP, KeyEvent.KEYCODE_DPAD_DOWN -> {
            // 方向键由系统自动处理焦点，通常不需要手动处理
            return super.onKeyDown(keyCode, event)
        }
        KeyEvent.KEYCODE_BACK -> {
            // 处理返回键
            // ...
            return true
        }
    }
    return super.onKeyDown(keyCode, event)
}

性能优化

• 启动速度：优化 Application 和 Activity 的启动时间，避免在主线程中进行网络请求或复杂计算，可以考虑使用 SplashScreen API。
• 列表滚动：如果使用 RecyclerView，确保你的 ViewHolder 和 onBindViewHolder 方法足够高效，避免在绑定方法中进行耗时操作。
• 内存管理：TV 应用通常长时间运行，要小心内存泄漏，特别是对图片、视频等大对象的处理，使用 Glide 或 Coil 等图片加载库，并配置合适的内存缓存策略。
• 视频播放：使用 ExoPlayer，它是 Google 官方推荐的媒体播放器，性能强大，格式支持好，并且与 TV UI 集成度高。

遵循 TV 设计规范

• 字体：使用足够大的字号，正文建议不小于 24sp。
• 间距：元素之间要有足够的间距，方便用户选中。
• 导航：保持导航逻辑简单直观，左右切换行，上下切换行内元素。
• 颜色和对比度：确保文字和背景有足够的对比度，方便远距离观看。

调试与发布

调试

• ADB 调试：和手机一样，通过 USB 连接 TV 设备，可以在 Android Studio 中直接安装、调试和 Logcat 查看日志。
• 模拟器调试：在 Android Studio 中启动 TV 模拟器，可以快速测试 UI 布局和基本逻辑。
• 性能分析：使用 Android Studio 的 CPU Profiler, Memory Profiler, Network Profiler 等工具来分析性能瓶颈。

发布

• Google Play Console：和发布手机 App 一样，你需要在 Google Play Console 中创建新的“TV 应用”。
• TV 特定要求：
  • 权限：申请 TV 特有的权限，如 android.permission.RECORD_AUDIO（如果需要语音搜索）。
  • 图形资源：必须提供高分辨率的启动图标和横屏图标。
  • 截图和视频：必须提供在 TV 设备上录制的应用截图和宣传视频。
  • 目标设备：明确你的应用支持的 TV 设备类型（需要支持 4K, 需要支持 HDR 等）。
  • 内容分级分级问卷。

学习资源

• 官方文档：
  • TV Developer's Guide (这是你的起点)
  • Leanback Library Reference
• Codelabs：
  • Build a TV App with Leanback：官方的入门教程，非常推荐。
• 示例项目：
  • Leanback sample：Google 官方的示例代码，包含了几乎所有 TV UI 组件的用法。

Android TV 开发是一个专注于用户体验的领域，成功的关键在于：

1. 以用户为中心：时刻想着用户是如何用遥控器与你的应用交互的。
2. 拥抱 Leanback：使用官方库能让你事半功倍，并保证 UI 符合平台规范。
3. 重视性能：流畅、稳定是 TV 应用的生命线。
4. 测试，再测试：在真实的 TV 设备上进行大量测试，特别是焦点流和导航逻辑。

从创建一个简单的 BrowseFragment 开始，逐步添加功能，你会发现开发一个 TV 应用是一件非常有成就感的事情，祝你开发顺利！