HarmonyOS 5跨设备画板实战：手机绘制，智慧屏实时显示，@ohos.distributedHardware实现绘图数据秒级同步

引言：打破设备边界，让创作「无界流动」

在数字创作场景中，用户常面临「设备割裂」的困扰：手机屏幕小，绘图细节难把控；智慧屏虽大，但无法直接用手指精细操作。传统方案依赖手动截图传输或第三方工具同步，存在延迟高（数秒级）、操作断层（需重新开始）、格式兼容差等问题。HarmonyOS 5推出的@ohos.distributedHardware分布式硬件能力，通过统一的设备互联与数据共享协议，让手机与智慧屏的绘图操作实现「同屏同感」——手机上的每一笔触碰，智慧屏同步呈现；缩放、擦除等操作，两端实时响应。本文将以「手机绘制+智慧屏实时显示」的跨设备画板为例，从技术原理到代码实战，带你掌握分布式绘图同步的核心方案。

一、技术原理：@ohos.distributedHardware如何实现绘图数据共享？

1.1 分布式硬件的核心能力矩阵

@ohos.distributedHardware是HarmonyOS 5为多设备协同提供的底层能力模块，其针对图形绘制场景优化了以下关键能力：
设备发现与连接：自动扫描同一局域网内的HarmonyOS设备（手机、智慧屏、平板等），支持快速建立P2P连接；

低延迟数据传输：基于UDP协议优化，结合数据压缩与批量发送，将绘图指令传输延迟降至50ms以内；

状态同步一致性：通过分布式事务保证两端绘图状态（如画笔颜色、线条粗细、图层顺序）完全一致；

跨设备输入映射：自动适配不同设备的输入方式（手机触控→智慧屏触控/鼠标），确保操作体验统一。

1.2 跨设备绘图的通信流程

以手机绘制、智慧屏显示为例，整个流程可分为5步：
设备初始化：手机与智慧屏启动分布式硬件服务，注册为「可被发现」；

设备发现：手机扫描到智慧屏，用户选择目标设备并建立连接；

状态同步：手机发送初始绘图参数（画笔颜色、线条粗细），智慧屏确认并同步；

指令传输：手机绘制时，实时发送触摸点坐标、绘制动作（如DOWN/MOVE/UP）至智慧屏；

实时渲染：智慧屏接收指令后，立即在画布上还原绘制效果，实现「笔到屏显」。

二、2小时实战：跨设备画板的开发全流程

2.1 环境准备与前置条件

硬件与软件：
测试设备：1台HarmonyOS 5手机（如HUAWEI P60，支持触控）+ 1台HarmonyOS 5智慧屏（如HUAWEI Vision Glass，支持触控/鼠标）；

开发工具：DevEco Studio 4.0+（需安装分布式硬件插件）；

权限声明：在module.json5中添加以下权限：

"requestPermissions": [

“name”: “ohos.permission.DISTRIBUTED_DEVICE_DISCOVERY” // 设备发现权限

},

“name”: “ohos.permission.DISTRIBUTED_DATASYNC” // 数据同步权限

},

“name”: “ohos.permission.NETWORK_CONNECT” // 网络连接权限

]

2.2 核心步骤1：初始化分布式硬件服务

在画板应用的主界面中，首先需要初始化DeviceManager和ConnectionManager，开启设备发现功能。

// 画板主界面（ArkTS）
import distributedHardware from ‘@ohos.distributedHardware’;
import deviceManager from ‘@ohos.distributedHardware.deviceManager’;
import connectionManager from ‘@ohos.distributedHardware.connectionManager’;

@Entry
@Component
struct DrawingBoardPage {
private deviceManagerInstance: deviceManager.DeviceManager = null;
private connectionManagerInstance: connectionManager.ConnectionManager = null;
@State deviceList: Array<deviceManager.DeviceInfo> = []; // 可连接设备列表
@State isDrawing: boolean = false; // 是否正在绘制
@State currentPath: Array<{x: number, y: number}> = []; // 当前绘制路径

aboutToAppear() {
this.initDistributedService();
// 初始化分布式服务

private initDistributedService() {
try {
// 创建DeviceManager实例（作用域为当前应用）
this.deviceManagerInstance = deviceManager.createDeviceManager(“com.example.drawingboard”);

  // 设置设备发现监听器
  this.deviceManagerInstance.on('deviceFound', (deviceInfo: deviceManager.DeviceInfo) => {
    // 新设备被发现时，添加到列表（去重）
    if (!this.deviceList.some(d => d.deviceId === deviceInfo.deviceId)) {
      this.deviceList.push(deviceInfo);

});

  // 启动设备发现（扫描周期10秒，提升响应速度）
  this.deviceManagerInstance.startDiscovery({
    scanPeriod: 10000,
    filter: { // 仅过滤智慧屏设备（类型为'tv'）
      deviceType: ['tv']

});

  // 初始化ConnectionManager（用于建立连接）
  this.connectionManagerInstance = connectionManager.createConnectionManager("com.example.drawingboard");

catch (error) {

  console.error('分布式服务初始化失败:', error);

}

2.3 核心步骤2：设备发现与连接建立

在画板界面中展示可连接的智慧屏列表，用户点击后触发连接流程。

// 渲染设备列表（智慧屏）
@Builder DeviceListBuilder() {
List() {
ForEach(this.deviceList, (device: deviceManager.DeviceInfo) => {
ListItem() {
Row() {
Text(device.deviceName) // 设备名称（如「HUAWEI Vision Glass」）
.fontSize(18)
.fontWeight(FontWeight.Bold)
Blank()
Button(‘连接’)
.onClick(() => this.connectToDevice(device))
.width(‘90%’)

    .padding(10)

})

.width(‘100%’)

.height(‘30%’)
// 连接智慧屏

private async connectToDevice(device: deviceManager.DeviceInfo) {
try {
// 创建连接请求（P2P连接，优先使用Wi-Fi直连）
const connectionRequest = {
deviceId: device.deviceId,
connectionType: connectionManager.ConnectionType.P2P,
transportType: connectionManager.TransportType.WIFI_DIRECT // 优先Wi-Fi直连降低延迟
};

// 发起连接（异步操作）
const connectionResult = await this.connectionManagerInstance.connect(connectionRequest);

if (connectionResult.status === connectionManager.ConnectionStatus.SUCCESS) {
  // 连接成功，进入绘制准备状态
  prompt.showToast({ message: '智慧屏连接成功，开始绘制吧！' });
  this.startDrawingSession(connectionResult.connectionId);

else {

  prompt.showToast({ message: '连接失败：' + connectionResult.errorMessage });

} catch (error) {

console.error('连接智慧屏失败:', error);

}

2.4 核心步骤3：绘图数据实时同步（手机→智慧屏）

手机绘制时，需要将触摸事件（DOWN/MOVE/UP）转换为绘图指令，并通过ConnectionManager实时发送至智慧屏。

3.1 定义绘图指令格式（关键数据结构）

// 绘图指令类型
enum DrawingCommandType {
START_PATH = ‘START_PATH’, // 开始新路径（对应TOUCH_DOWN）
UPDATE_PATH = ‘UPDATE_PATH’, // 更新路径（对应TOUCH_MOVE）
END_PATH = ‘END_PATH’, // 结束路径（对应TOUCH_UP）
SET_BRUSH = ‘SET_BRUSH’ // 设置画笔属性（颜色、粗细）
// 路径点数据

interface PathPoint {
x: number; // 相对于画布的X坐标（归一化0-1）
y: number; // 相对于画布的Y坐标（归一化0-1）
timestamp: number; // 时间戳（用于排序）
// 绘图指令

interface DrawingCommand {
type: DrawingCommandType;
pathId: string; // 路径唯一ID（如UUID）
points: Array<PathPoint>; // 路径点集合（仅UPDATE_PATH包含多个点）
color: string; // 画笔颜色（如’#FF0000’）
strokeWidth: number; // 画笔粗细（像素）

3.2 手机端：捕获触摸事件并发送指令

// 画布触摸事件监听（手机端）
@Builder CanvasBuilder() {
Stack() {
// 画布背景（白色）
Rect()
.width(‘100%’)
.height(‘100%’)
.fill(‘#FFFFFF’)

// 已绘制路径（从@State paths中渲染）
ForEach(this.paths, (path: DrawingCommand) => {
  Path()
    .commands(this.generatePathCommands(path))
    .stroke(path.color)
    .strokeWidth(path.strokeWidth)
    .fill('none')
})

.width(‘100%’)

.height(‘70%’)
.touchable(true)
.onTouch((event: TouchEvent) => {
this.handleTouchEvent(event);
})
// 处理触摸事件（手机端）

private handleTouchEvent(event: TouchEvent) {
const { type, x, y } = event;
const normalizedX = x / this.canvasWidth; // 归一化X坐标（0-1）
const normalizedY = y / this.canvasHeight; // 归一化Y坐标（0-1）

switch (type) {
case TouchType.DOWN:
// 开始新路径
this.startNewPath(normalizedX, normalizedY);
break;
case TouchType.MOVE:
// 更新路径（添加新点）
this.updateCurrentPath(normalizedX, normalizedY);
break;
case TouchType.UP:
// 结束路径
this.endCurrentPath();
break;
}

// 开始新路径（手机端）
private startNewPath(x: number, y: number) {
const pathId = UUID.randomUUID().toString(); // 生成唯一路径ID
this.currentPath = {
id: pathId,
points: [{ x, y, timestamp: Date.now() }],
color: this.currentBrush.color,
strokeWidth: this.currentBrush.width
};
// 发送START_PATH指令
this.sendDrawingCommand({
type: DrawingCommandType.START_PATH,
pathId: pathId,
points: [{ x, y, timestamp: Date.now() }],
color: this.currentBrush.color,
strokeWidth: this.currentBrush.width
});
// 更新路径（手机端）

private updateCurrentPath(x: number, y: number) {
if (!this.currentPath) return;
// 添加新点到当前路径
this.currentPath.points.push({ x, y, timestamp: Date.now() });
// 批量发送UPDATE_PATH指令（每5个点发送一次，降低频率）
if (this.currentPath.points.length % 5 === 0) {
this.sendDrawingCommand({
type: DrawingCommandType.UPDATE_PATH,
pathId: this.currentPath.id,
points: this.currentPath.points.slice(-5), // 仅发送最近5个点
color: this.currentBrush.color,
strokeWidth: this.currentBrush.width
});
}

// 结束路径（手机端）
private endCurrentPath() {
if (!this.currentPath) return;
// 发送END_PATH指令
this.sendDrawingCommand({
type: DrawingCommandType.END_PATH,
pathId: this.currentPath.id
});
// 将路径添加到已绘制列表
this.paths.push(this.currentPath);
this.currentPath = null;

2.5 核心步骤4：智慧屏接收并渲染绘图指令

智慧屏连接成功后，需要注册数据接收回调，解析绘图指令并实时渲染到画布。

// 注册数据接收回调（智慧屏端）
private registerDataReceiver() {
this.connectionManagerInstance.on(‘dataReceived’, (data: connectionManager.ReceivedData) => {
const command: DrawingCommand = JSON.parse(data.data.toString());
this.handleIncomingCommand(command);
});
// 处理接收到的绘图指令（智慧屏端）

private handleIncomingCommand(command: DrawingCommand) {
switch (command.type) {
case DrawingCommandType.START_PATH:
// 开始新路径
this.currentPath = {
id: command.pathId,
points: command.points,
color: command.color,
strokeWidth: command.strokeWidth
};
break;
case DrawingCommandType.UPDATE_PATH:
// 追加新点到当前路径
if (this.currentPath && this.currentPath.id === command.pathId) {
this.currentPath.points.push(…command.points);
break;

case DrawingCommandType.END_PATH:
  // 结束路径并保存
  if (this.currentPath && this.currentPath.id === command.pathId) {
    this.paths.push(this.currentPath);
    this.currentPath = null;

break;

case DrawingCommandType.SET_BRUSH:
  // 更新画笔属性
  this.currentBrush = {
    color: command.color,
    width: command.strokeWidth
  };
  break;

// 触发UI刷新

this.updateCanvas();

三、常见问题与优化技巧

3.1 绘图延迟过高（超过100ms）

现象：手机绘制后，智慧屏延迟明显，影响创作体验。
解决方案：
优化数据传输频率：手机端采用「批量发送」策略（如每5个点发送一次），减少网络IO次数；

启用可靠传输：DataReliability.RELIABLE确保数据必达（避免丢包重传导致的卡顿）；

降低数据精度：对非关键路径点（如连续移动的中间点）适当降低坐标精度（如从0.1px→0.5px）。

3.2 两端画笔属性不同步（颜色/粗细不一致）

现象：手机切换了红色画笔，智慧屏仍显示黑色。
解决方案：
强制同步画笔属性：每次开始新路径时，发送SET_BRUSH指令，确保两端属性一致；

添加属性校验：智慧屏接收指令后，校验当前画笔属性，若不一致则立即更新。

3.3 多设备同时绘制冲突（如两人同时修改同一路径）

现象：手机和智慧屏同时绘制时，路径出现错乱或覆盖。
解决方案：
路径所有权标记：为每个路径分配「所有者设备ID」，仅允许所有者修改（如手机创建的路径，智慧屏仅可查看）；

操作队列同步：通过分布式事务保证操作顺序（如手机先画线，智慧屏后擦除，需按时间戳排序执行）。

结语：分布式硬件让跨设备创作「如臂使指」

HarmonyOS 5的@ohos.distributedHardware模块，通过统一的设备互联与低延迟数据传输能力，彻底解决了跨设备画板的「同步延迟」与「操作断层」问题。开发者只需关注绘图逻辑本身，即可快速实现手机与智慧屏的无缝协作体验。

本文的2小时实战已覆盖：
分布式硬件的核心能力与通信流程；

设备发现、连接建立与绘图指令传输的代码实现；

常见问题与优化技巧。

未来，结合HarmonyOS的分布式渲染能力（如distributedDataManager同步画布资源），还可以实现更复杂的多人协同绘画（如多人同时修改同一画布、共享图层）。HarmonyOS的「全场景协同」特性，正在让「跨设备创作」从想象变为现实。

参考资料：
https://developer.harmonyos.com/cn/documentation/documentation/doc-references-V3/distributed-hardware-overview-0000001478181145-V3
https://developer.harmonyos.com/cn/blog/2023-07-15-distributed-data-sync-best-practices