近期，首屆HarmonyOS開發者創新大賽正式落下帷幕。大賽共歷時5個月，超過3000支隊伍的10000多名選手參賽，25000多位開發者參與了大賽學習，最終23支參賽隊伍斬獲獎項，產出了多款有創新、有創意、有價值的優秀作品。其中由“Labo Lado兒童藝術創想”團隊打造的《Labo涂鴉鴻蒙親子版》就是其中之一，其創造性地通過HarmonyOS分布式技術，實現了多設備下的親子互動涂鴉功能，最終摘得大賽一等獎。

在很早以前，“Labo Lado兒童藝術創想”團隊就做過一款涂鴉游戲的應用，該應用可以讓孩子和父母在一個平板或者手機上進行繪畫比賽，比賽的方式就是屏幕一分為二，兩人各在設備的一邊進行涂鴉。這種方式雖然有趣，但是對于繪畫而言，屏幕尺寸限制了用戶的發揮和操作。因此團隊希望這類玩法能通過多個設備完成，于是他們研究了ZeroConf、iOS的Multipeer Connectivity、Google Nearby等近距離互聯的技術, 結果發現這些技術在設備發現和應用拉起方面實現的都不理想，尤其是當目標用戶是兒童的情況下，操作起來不夠簡便也不易上手。

HarmonyOS的出現給團隊帶來了希望。他們發現HarmonyOS的分布式技術有著很大的應用潛力，這項技術讓設備的發現和應用拉起變的非常的簡單自然，互聯的過程也很流暢，很好地解決了單機操作的限制，讓跨設備聯機功能能夠非常容易地實現。此外，HarmonyOS的開發也給團隊留下了很深刻的印象，以往繁瑣的開發步驟，在 HarmonyOS 中僅需幾個配置、幾行代碼即可完成，無需花費太多精力。在《Labo涂鴉鴻蒙親子版》里面的5個分布式玩法的開發只用了團隊一名開發者不到兩個月的時間，其中還包括了學習上手、解決文檔不全和各種疑難問題的過程。

以下是“Labo Lado兒童藝術創想”團隊基于HarmonyOS的分布式開發關鍵技術的簡單分享：

一、分布式技術實踐

HarmonyOS的分布式能力是在系統層面實現的，在設備雙方同屬一個局域網的情況下，設備都可以快速的發現和進行流暢的通訊。下面將從HarmonyOS設備的發現、應用的拉起、應用通訊和雙向通訊幾個部分來進行分享。

1、設備的發現

假設設備A想要邀請另外一個設備B加入，AB任何一方都無需啟動特別的廣播服務，只要發起方設備A在應用內調用設備發現代碼，就可以列出附近符合條件可用的的設備。

以下是獲取設備列表的示例代碼：

public static List getRemoteDevice() {

List deviceInfoList = DeviceManager.getDeviceList(DeviceInfo.FLAG_GET_ONLINE_DEVICE);

return deviceInfoList;

}

列出設備之后，用戶就可以通過設備名選擇想要邀請的設備了。

（左側設備A發現右側名為“ye”的設備B的界面展示）

2、應用的拉起

設備A邀請了設備B之后，如果設備B上應用沒啟動,設備A可直接通過調用startAbility方法來拉起設備B上的應用。雙方應用都啟動了之后，就可以進行RPC通訊了。如果需要事先檢查設備B上的應用是否已經啟動或者是否在后臺，可通過在應用中增加一個PA來實現。在拉起之前，設備A先連接設備B的應用中的PA可以實現更復雜精準的遠程應用啟動控制。

3、應用通訊

在應用中啟動一個PA，專門用作通訊的服務器端。當設備B的應用被拉起之后，設備A就會通過connectAbility與設備B的PA進行連接，通訊采用RPC方式實現，并使用IDL定義通訊接口。

4、雙向通訊

RPC的通訊方式使用簡單，但是只能支持單向通訊。為了實現雙向通訊，可在設備A與設備B發起建立連接成功之后，再讓設備B與設備A發起建立一個連接，用兩個連接實現了雙向通訊。下面是這兩個連接建立過程的示意時序圖：

在設備A與設備B建立連接的時候，設備A必須將自己的DeviceId發送給設備B,然后設備B才可以主動發起一個與設備A的連接，獲取當前設備的DeviceId方法如下：

KvManagerFactory.getInstance().createKvManager(new KvManagerConfig(this)).getLocalDeviceInfo().getId()

應用中,FA主要實現了界面層邏輯，PA部分用做數據通訊的服務端。為了防止拉起應用導致用戶當前面的操作被中斷，可通過PA來查詢當前FA的狀態，如果FA已經啟動了，就跳過拉起，直接進行下一步操作即可。

二、數據接口與數據結構定義

使用了IDL定義了兩個通用的接口，分別用來進行異步和同步調用：

int sendSyncCommand([in] int command, [in] String params);

void sendAsyncCommand([in] int command, [in] String params, [in] byte[] content);

大部分情況下，遠程調用大部分都通過同步的方式進行，用戶之間的繪畫數據通過異步接口傳輸，數據在用戶繪制的時候采集，每50ms左右發送一次，這個頻率可以大概保證用戶視覺上沒有卡頓，而又不至于因為接口過度調用導致卡頓或者耗電量過大。采集的繪畫數據的數據結構大致如下：

enum action //動作，表示落筆、移動、提筆等動作

int tagId //多點觸摸識別標記

int x //x坐標

int y //y坐標

enum brushType //筆刷類型

int brushSize //筆刷大小

enum brushColor //筆刷顏色

int layer //圖層

這款應用是支持多點觸摸的，所以每個觸摸點在落筆的的時候，都使用了tagId進行標記。這些數據除了通訊外，還會完整地保存在文件中，這樣用戶就可以通過應用內的播放功能播放該數據，回看繪畫的整個過程。

三、教程錄制與曲線平滑

1、教程制作

這款產品的特色之一是教程是動態的，用戶可以自己拼裝或者通過游戲生成教程角色。目前應用內置六種教程。這些教程預先由設計師在photoshop中畫好并標記各個部位，然后再通過專門的photoshop腳本導出到教程錄制應用中，再由設計師按部位逐個進行臨摹繪制，繪制完成，應用會將設計師的繪制過程數據保存為json文件，通過將這些json的文件里的部位互換，我們就實現了用戶自己拼裝教程的功能了。

2、曲線平滑

繪制過程，為了讓用戶繪制的曲線更加平滑，采用二次貝塞爾曲線算法進行差值（Quadratic Bezier Curve），該算法簡單效率也非常不錯：

public Point quadraticBezier(Point p0, Point p1, Point p2, float t) {

Point pFinal = new Point();

pFinal.x = (float) (Math.pow(1 - t, 2) * p0.x + (1 - t) * 2 * t * p1.x + t * t * p2.x);

pFinal.y = (float) (Math.pow(1 - t, 2) * p0.y + (1 - t) * 2 * t * p1.y + t * t * p2.y);

return pFinal;

}

基于HarmonyOS的分布式特性，《Labo涂鴉鴻蒙親子版》完成了一次已有應用的自我嘗試和突破，大大的增加了用戶在使用過程中的樂趣，為用戶帶來了全新的跨設備親子交互體驗，“Labo Lado兒童藝術創想”團隊在未來將與更多的HarmonyOS開發者一起，為用戶創作出更多更有趣的兒童創造類應用。

近一段時間以來，HarmonyOS 2的發布吸引了廣大開發者的關注。作為一款面向萬物互聯時代的智能終端操作系統，HarmonyOS 2帶來了諸多新特性、新功能和新玩法，等待開發者去探索、去學習、去實踐。也歡迎廣大開發者繼續發揮創造力和想象力，基于HarmonyOS開發出更多有創新、有創意、有價值的作品，打造出專屬于萬物互聯時代的創新產品。