1. 引言

在混合办公与移动生产力的场景下，用户对多屏协作的需求日益增长——例如，将平板作为PC的扩展屏幕，用于分屏显示文档、代码编辑器的辅助窗口，或视频会议的辅助画面；或在创意设计中，将平板作为绘图板，与PC的主屏幕协同完成设计稿的细节调整。传统方案依赖物理线缆（如HDMI）或第三方软件（如Spacedesk），但存在连接复杂、延迟高、兼容性差等问题。

鸿蒙操作系统（HarmonyOS）凭借其​​分布式软总线​​与​​多设备协同能力​​，为平板与PC的“扩展桌面模式”提供了原生支持。通过该能力，平板可作为PC的副屏，实现屏幕内容的无缝扩展（类似Windows的“扩展显示器”功能），用户可通过拖拽操作在主屏（PC）与副屏（平板）之间自由移动窗口，提升多任务处理效率。本文将深入解析鸿蒙如何通过分布式技术实现这一功能，涵盖技术背景、代码实现、原理解析及实际应用等内容。

2. 技术背景

2.1 分布式软总线与多设备协同的核心机制

鸿蒙的“平板作为PC副屏”能力基于以下关键技术：

• ​​分布式软总线​​：提供低延迟（<10ms）、高带宽（支持4K视频传输）的设备间通信通道，使PC与平板能够自动发现并建立稳定连接（基于华为账号信任关系）。

• ​​屏幕扩展协议​​：鸿蒙定义了一套标准化的屏幕扩展协议，支持将PC的主屏幕内容“扩展”到平板的显示屏上，并通过分布式任务调度实现窗口的跨设备拖拽与渲染。

• ​​分布式任务管理​​：允许PC与平板的应用窗口（如浏览器、文档编辑器）在扩展模式下被统一管理，用户可通过拖拽将窗口从PC主屏移动到平板副屏，或反向操作。

• ​​权限与安全​​：屏幕扩展需用户授权（如“允许此平板作为PC的副屏”），确保仅信任设备可访问主屏内容，保护数据隐私。

2.2 扩展桌面模式的核心价值

• ​​空间扩展​​：将平板的屏幕作为PC的额外显示区域，增加工作空间（如主屏处理代码，副屏显示文档或调试信息）。

• ​​协同效率​​：支持窗口跨设备拖拽（如将PC上的网页窗口拖到平板上放大查看），减少鼠标/键盘切换操作。

• ​​灵活适配​​：平板可根据使用场景切换角色（如扩展屏、独立设备、镜像屏），满足不同办公需求。

3. 应用使用场景

3.1 场景1：办公生产力提升

​​典型需求​​：程序员在PC上编写代码（主屏），将平板作为副屏显示API文档或调试日志；设计师在PC上使用Photoshop（主屏），将平板作为副屏放置色板或草图参考。

3.2 场景2：视频会议与协作

​​典型需求​​：在PC上参加视频会议（主屏显示会议画面），将平板作为副屏显示会议纪要或聊天窗口，避免频繁切换窗口。

3.3 场景3：创意设计与绘图

​​典型需求​​：在PC上使用专业设计软件（如Figma、Sketch）绘制主体框架（主屏），将平板作为副屏用作数位板，通过手写笔精细调整细节（如标注、上色）。

3.4 场景4：教育与学习

​​典型需求​​：教师在PC上播放课件（主屏），将平板作为副屏显示学生提问或互动内容；学生在PC上学习主课程（主屏），将平板作为副屏查看补充资料。

4. 不同场景下详细代码实现

4.1 场景1：平板作为PC副屏（扩展模式基础实现）

4.1.1 核心功能概述

• ​​PC端​​：作为主设备，负责发起扩展桌面请求，将自身屏幕内容的一部分（或全部）扩展到平板。

• ​​平板端​​：作为副设备，接收PC的扩展请求，将接收到的屏幕内容渲染到本地显示屏，并支持窗口拖拽交互。

4.1.2 代码实现（PC端：发起扩展请求）

PC端代码（HarmonyOS Java API，简化逻辑）

// PC端代码：通过分布式桌面服务发起扩展请求
import ohos.distributedDesktop.DesktopExtensionManager;
import ohos.distributedDesktop.DeviceInfo;
import ohos.rpc.IRemoteObject;
import ohos.app.Context;

public class PCDesktopExtension {
    private Context context;
    private DesktopExtensionManager extensionManager;

    public PCDesktopExtension(Context context) {
        this.context = context;
        this.extensionManager = DesktopExtensionManager.getInstance(context);
    }

    // 发起扩展桌面请求（选择平板作为副屏）
    public void extendToTablet() {
        // 1. 获取已配对的平板设备（同一华为账号）
        List<DeviceInfo> trustedDevices = extensionManager.getTrustedDevices(DeviceInfo.TYPE_TABLET);
        if (trustedDevices.isEmpty()) {
            System.out.println("未发现可用的平板设备");
            return;
        }
        DeviceInfo tabletDevice = trustedDevices.get(0); // 选择第一个平板设备

        // 2. 配置扩展模式参数（如扩展方向：右侧扩展）
        ExtensionConfig config = new ExtensionConfig.Builder()
                .setExtendMode(ExtensionConfig.MODE_RIGHT) // 向右侧扩展（平板显示主屏右侧内容）
                .setResolution(1920, 1080) // 平板的分辨率（需与实际一致）
                .build();

        // 3. 发起扩展请求
        try {
            IRemoteObject extensionSession = extensionManager.extendDesktop(tabletDevice.getDeviceId(), config);
            if (extensionSession != null) {
                System.out.println("平板已作为副屏扩展（右侧）");
            } else {
                System.out.println("扩展请求失败");
            }
        } catch (RemoteException e) {
            System.err.println("扩展过程中发生错误: " + e.getMessage());
        }
    }
}

关键点说明

• ​​设备发现​​：通过getTrustedDevices(DeviceInfo.TYPE_TABLET)筛选同一华为账号下的平板设备（基于分布式软总线的信任关系）。

• ​​扩展配置​​：ExtensionConfig定义了扩展模式（如MODE_RIGHT表示向右侧扩展，平板显示主屏右侧内容）、分辨率（需与平板实际分辨率匹配）。

• ​​远程调用​​：extendDesktop方法通过RPC（远程过程调用）向平板设备发起扩展请求，建立屏幕共享通道。

4.1.3 代码实现（平板端：接收扩展内容并渲染）

平板端代码（HarmonyOS Java API，简化逻辑）

// 平板端代码：接收PC的扩展请求并渲染屏幕内容
import ohos.distributedDesktop.DesktopExtensionManager;
import ohos.distributedDesktop.ExtensionSession;
import ohos.rpc.IRemoteObject;
import ohos.app.Context;

public class TabletDesktopExtension {
    private Context context;
    private DesktopExtensionManager extensionManager;

    public TabletDesktopExtension(Context context) {
        this.context = context;
        this.extensionManager = DesktopExtensionManager.getInstance(context);
    }

    // 监听并处理PC的扩展请求
    public void listenForExtension() {
        // 1. 注册扩展会话回调
        extensionManager.setExtensionCallback(new DesktopExtensionManager.ExtensionCallback() {
            @Override
            public void onExtensionRequested(String pcDeviceId, ExtensionConfig config) {
                // 2. 接收PC的扩展请求（pcDeviceId为主屏PC的设备ID，config为扩展参数）
                System.out.println("接收到PC的扩展请求，模式: " + config.getExtendMode());

                // 3. 接受扩展请求并建立会话
                try {
                    ExtensionSession session = extensionManager.acceptExtension(pcDeviceId, config);
                    if (session != null) {
                        System.out.println("已接受扩展，开始渲染PC的屏幕内容");
                        // 4. 启动屏幕渲染线程（实际通过SurfaceView或硬件加速渲染）
                        startScreenRendering(session);
                    }
                } catch (RemoteException e) {
                    System.err.println("接受扩展请求失败: " + e.getMessage());
                }
            }
        });
    }

    // 启动屏幕内容渲染（简化逻辑）
    private void startScreenRendering(ExtensionSession session) {
        // 实际实现中，此处会通过SurfaceView或OpenGL ES将PC的屏幕帧数据
        // 渲染到平板的显示屏上（依赖分布式桌面服务的帧传输协议）
        new Thread(() -> {
            while (true) {
                // 从session中获取PC的屏幕帧数据（如Bitmap或像素流）
                // 并通过平板的UI组件（如SurfaceView）显示
                // 示例伪代码：
                // Bitmap frame = session.getNextFrame();
                // surfaceView.drawFrame(frame);
                try {
                    Thread.sleep(16); // 约60FPS的渲染间隔
                } catch (InterruptedException e) {
                    break;
                }
            }
        }).start();
    }
}

关键点说明

• ​​请求监听​​：平板端通过setExtensionCallback注册回调，监听PC发起的扩展请求（onExtensionRequested）。

• ​​会话建立​​：接收到请求后，平板通过acceptExtension接受扩展，并与PC建立屏幕共享会话（ExtensionSession）。

• ​​内容渲染​​：通过后台线程从会话中获取PC的屏幕帧数据（如像素流或压缩图像），并渲染到平板的显示屏（实际开发中需结合SurfaceView或硬件加速）。

4.2 场景2：窗口跨设备拖拽（扩展模式交互）

4.2.1 需求扩展

在扩展桌面模式下，用户可将PC主屏上的应用窗口（如浏览器）拖拽到平板副屏上，或反向从平板拖回PC主屏。鸿蒙通过​​分布式任务调度​​与​​窗口管理API​​，实现窗口的跨设备拖拽与状态同步。

4.2.2 代码实现（简化逻辑）

PC端/平板端：窗口拖拽事件监听

// 通用代码（PC与平板均需实现）：监听窗口拖拽到边缘的触发事件
import ohos.window.WindowManager;
import ohos.window.Window;

public class WindowDragHandler {
    private WindowManager windowManager;

    public WindowDragHandler(Context context) {
        this.windowManager = WindowManager.getInstance(context);
    }

    // 监听窗口拖拽到屏幕边缘（如右侧边缘触发扩展到平板）
    public void listenForDragToEdge() {
        windowManager.setWindowDragListener(new WindowManager.WindowDragListener() {
            @Override
            public void onDragToEdge(Window window, int edge) {
                if (edge == WindowManager.EDGE_RIGHT) { // 拖拽到右侧边缘
                    // 触发扩展逻辑（将窗口移动到平板副屏）
                    moveWindowToTablet(window);
                } else if (edge == WindowManager.EDGE_LEFT) { // 拖拽到左侧边缘（从平板返回PC）
                    moveWindowToPC(window);
                }
            }
        });
    }

    // 将窗口移动到平板副屏（通过分布式任务调度）
    private void moveWindowToTablet(Window window) {
        // 实际实现中，此处通过分布式任务API将窗口ID与状态同步到平板
        // 示例伪代码：
        // DistributedTaskManager.moveWindow(window.getId(), tabletDeviceId);
        System.out.println("窗口已移动到平板副屏");
    }

    // 将窗口从平板移回PC主屏
    private void moveWindowToPC(Window window) {
        // 实际实现中，通过分布式任务API将窗口状态同步回PC
        System.out.println("窗口已移回PC主屏");
    }
}

关键点说明

• ​​边缘触发​​：当用户将窗口拖拽到屏幕右侧边缘（或左侧边缘）时，触发扩展到平板（或从平板返回）的逻辑。

• ​​分布式任务调度​​：通过鸿蒙的分布式任务管理API（如DistributedTaskManager），将窗口的状态（如位置、大小、内容）同步到目标设备（平板或PC）。

5. 原理解释与核心特性

5.1 平板作为PC副屏的核心流程

1. ​​设备发现与信任​​：PC通过分布式软总线自动发现同一华为账号下的平板设备（基于信任关系）。

2. ​​扩展请求发起​​：PC端调用分布式桌面服务的extendDesktop方法，指定平板设备ID与扩展模式（如右侧扩展）。

3. ​​会话建立​​：平板端接收扩展请求，通过acceptExtension建立屏幕共享会话（ExtensionSession），并开始接收PC的屏幕帧数据。

4. ​​内容渲染​​：平板端通过UI组件（如SurfaceView）将接收到的屏幕帧数据渲染到本地显示屏，实现扩展桌面的视觉效果。

5. ​​窗口交互​​：用户可通过拖拽窗口到屏幕边缘，触发窗口在PC与平板之间的跨设备移动（依赖分布式任务调度）。

5.2 核心特性对比

6. 原理流程图与详细解释

6.1 平板作为PC副屏的完整流程

sequenceDiagram
    participant PC as PC端（HarmonyOS）
    participant 软总线 as 分布式软总线
    participant 平板 as 平板端（HarmonyOS）
    participant 桌面服务 as 分布式桌面服务

    PC->>软总线: 发现同一账号下的平板设备
    软总线-->>PC: 返回可用平板设备ID
    PC->>桌面服务: 调用extendDesktop(平板ID, 扩展配置)
    桌面服务->>软总线: 通过加密通道发送扩展请求到平板
    软总线->>平板: 接收扩展请求
    平板->>桌面服务: 调用acceptExtension(平板ID, 配置)
    桌面服务->>平板: 建立屏幕共享会话(ExtensionSession)
    平板->>平板: 通过会话接收PC的屏幕帧数据
    平板->>平板: 渲染屏幕内容到本地显示屏（扩展桌面）
    用户->>PC/平板: 拖拽窗口到边缘（跨设备移动）
    PC/平板->>桌面服务: 通过分布式任务调度同步窗口状态

6.2 详细解释

1. ​​设备发现​​：PC通过分布式软总线扫描同一华为账号下的平板设备（如MatePad），获取其设备ID。

2. ​​扩展请求​​：PC的分布式桌面服务调用extendDesktop，将扩展模式（如右侧扩展）和平板设备ID发送给平板。

3. ​​会话建立​​：平板接收请求后，通过acceptExtension建立与PC的屏幕共享会话，开始接收PC的屏幕帧数据（如像素流）。

4. ​​内容渲染​​：平板通过UI组件（如SurfaceView）将接收到的帧数据实时渲染到显示屏，形成PC主屏的扩展区域。

5. ​​窗口交互​​：用户拖拽窗口到屏幕边缘（如右侧）时，分布式任务调度将窗口状态（位置、内容）同步到平板，实现跨设备移动。

7. 环境准备

7.1 开发环境配置

• ​​工具​​：鸿蒙DevEco Studio（支持Java/C++开发）、PC真机（HarmonyOS 3.0+，需支持分布式桌面服务）、平板真机（HarmonyOS 3.0+）。

• ​​项目初始化​​：

  • ​​PC端​​：创建“分布式桌面”模板项目（Java），配置设备发现与扩展权限。

  • ​​平板端​​：创建“扩展桌面接收”应用（Java），声明接收屏幕共享的权限。

• ​​依赖库​​：分布式桌面服务API（ohos.distributedDesktop）、分布式软总线API（ohos.distributedHardware）。

7.2 权限配置

• ​​PC端​​：在config.json中声明ohos.permission.DISTRIBUTED_DESKTOP_EXTENSION权限（用于发起扩展请求）。

• ​​平板端​​：在config.json中声明ohos.permission.RECEIVE_EXTENDED_DESKTOP权限（用于接收扩展内容）。

8. 实际详细应用代码示例实现（综合场景）

8.1 PC与平板协同：扩展桌面+窗口拖拽

场景需求

用户在PC上打开浏览器（主屏），将平板作为副屏显示文档编辑器；随后将浏览器窗口拖拽到平板副屏，实现分屏协作。

代码实现（结合4.1与4.2）

• ​​PC端​​：发起扩展请求（平板作为右侧副屏），并通过窗口拖拽监听将浏览器窗口移动到平板。

• ​​平板端​​：接收扩展内容并渲染，同时支持通过拖拽将窗口移回PC主屏。

9. 运行结果与测试步骤

9.1 预期运行结果

• ​​基础功能​​：平板成功作为PC的副屏，显示PC主屏的扩展内容（如右侧屏幕），无延迟或卡顿。

• ​​交互功能​​：用户可将PC主屏的窗口拖拽到平板副屏（或反向操作），窗口状态实时同步。

• ​​多分辨率适配​​：平板的扩展区域分辨率与实际屏幕匹配（如1920×1080）。

9.2 测试步骤（手工验证）

1. ​​设备配对​​：确保PC与平板登录同一华为账号，并在鸿蒙设置中开启“分布式桌面协同”功能。

2. ​​扩展测试​​：在PC上点击“扩展到平板”按钮，确认平板显示PC主屏的右侧内容（或指定区域）。

3. ​​窗口拖拽测试​​：将PC上的浏览器窗口拖拽到屏幕右侧边缘，观察窗口是否移动到平板副屏并正常显示。

4. ​​反向测试​​：将平板副屏的窗口拖拽回PC主屏，确认窗口状态同步。

5. ​​异常测试​​：断开PC与平板的Wi-Fi连接，确认扩展桌面断开并提示“设备未连接”。

10. 部署场景

10.1 适用场景

• ​​办公协作​​：PC处理代码/文档，平板显示参考资料或辅助窗口。

• ​​创意设计​​：PC使用设计软件（如Figma），平板作为数位板或细节调整屏。

• ​​视频会议​​：PC显示会议主画面，平板显示聊天窗口或会议纪要。

10.2 注意事项

• ​​设备兼容性​​：PC与平板需均为鸿蒙系统（HarmonyOS 3.0+），且支持分布式桌面服务。

• ​​网络环境​​：建议PC与平板处于同一局域网（Wi-Fi），以降低传输延迟。

• ​​权限管理​​：首次使用需用户授权“允许平板作为副屏”。

11. 疑难解答

11.1 常见问题与解决方案

​​问题1：平板未显示PC的扩展内容​​

• ​​原因​​：设备未登录同一华为账号，或未开启“分布式桌面协同”功能。

• ​​解决​​：检查账号一致性，确保PC与平板的分布式桌面服务权限已开启。

​​问题2：窗口拖拽后未同步到平板​​

• ​​原因​​：分布式任务调度未正确同步窗口状态（如网络波动）。

• ​​解决​​：检查网络稳定性，重启PC与平板的分布式桌面服务。

12. 未来展望

12.1 技术演进方向

• ​​多副屏支持​​：允许PC同时连接多个平板/显示器，形成多扩展桌面（如左侧平板+右侧显示器）。

• ​​跨平台兼容​​：支持非鸿蒙设备（如Windows PC+鸿蒙平板）通过通用协议（如Wi-Fi Direct）实现扩展桌面。

• ​​AI智能布局​​：根据用户使用习惯（如常用窗口组合），自动推荐最优的扩展布局（如代码窗口+文档窗口分屏）。

12.2 挑战

• ​​性能优化​​：高分辨率（如4K）扩展时的传输带宽与渲染效率（需硬件加速支持）。

• ​​安全增强​​：防止扩展内容被未授权设备截获（如通过动态加密密钥）。

13. 总结

核心要点

1. ​​扩展桌面模式的核心​​：通过鸿蒙的分布式软总线与桌面服务API，实现PC主屏与平板副屏的屏幕内容共享与窗口交互。

2. ​​核心能力​​：PC可发起扩展请求，平板接收并渲染扩展内容，用户通过拖拽实现窗口跨设备移动，提升多任务处理效率。

3. ​​最佳实践​​：

   • ​​设备管理​​：确保PC与平板登录同一华为账号并开启分布式桌面权限。

   • ​​交互设计​​：优化窗口拖拽的触发逻辑（如边缘检测），提升用户体验。

   • ​​性能优化​​：根据平板分辨率调整扩展配置，避免延迟或模糊。

通过合理利用鸿蒙的分布式技术，开发者能够构建高效的“PC+平板”多屏协作方案，满足用户对混合办公与创意生产的核心需求。