VxWorks漢字顯示解決方案

關(guān)鍵詞：VxWorks操作系統(tǒng) WindML組件 漢字點(diǎn)陣 國(guó)標(biāo)編碼

1 VxWorks操作系統(tǒng)圖形顯示方案

VxWorks作為嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用已非常廣泛，但VxWorks原廠(chǎng)商沒(méi)有直接提供完備的漢字顯示解決方案。本文這個(gè)熱點(diǎn)論題，通過(guò)對(duì)VxWorks顯示組件的分析，具體給出一種漢字顯示的方案。

VxWorks的漢字顯示首先需要一種圖形解決方案，只有工作在圖形模式下才可能顯示漢字。VxWorks有三種顯示方案可供選擇。

（1）WindML+Zinc

WindML是Wind River Mutli-media Library的簡(jiǎn)稱(chēng)，其中包含UGL（Universal Graphics Library）。該組件直接控制顯示硬件，主要提供顯示模式設(shè)置、標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出控制、點(diǎn)線(xiàn)面作圖等函數(shù)，編程接口很類(lèi)似于Torbo C、Borland C里的圖形庫(kù)。Zinc基于WindML，提供了類(lèi)Widnows風(fēng)格的接口，有各種控件被封裝于內(nèi)，編程接口很類(lèi)似于Windows編程。

（2）WindML+Jworks

Jworks提供Java的支持，在VxWorks上啟動(dòng)Java虛擬機(jī)來(lái)解釋Java語(yǔ)言；圖形開(kāi)發(fā)編程接口是Java語(yǔ)言，Java虛擬機(jī)的圖形實(shí)現(xiàn)基于WindML。

（3）Web Server+WindML+Jworks+Browser

Web Werver使顯示編程接口成為編寫(xiě)網(wǎng)頁(yè)，可以通過(guò)遠(yuǎn)程的Browser來(lái)訪(fǎng)問(wèn)而使設(shè)備具有遠(yuǎn)程顯示接口，也可以在本機(jī)做Browser使設(shè)備具有本機(jī)顯示接口。該Browser的實(shí)現(xiàn)需要WindML或Jworks的支持。

上述方案內(nèi)，純Web Server的方案不需要本地漢字顯示，只要在網(wǎng)頁(yè)上放國(guó)標(biāo)碼或Unicode碼等，由遠(yuǎn)程的Browser去實(shí)現(xiàn)顯示；其它方案基本上都需要WindML的支持，這是因?yàn)閂xWorks系統(tǒng)里所有底層的顯示操作都是通過(guò)WindML實(shí)現(xiàn)的。

2 漢字顯示方案

實(shí)現(xiàn)本地漢字顯示的方案一定會(huì)涉及到WindML，只是不同的方案對(duì)WindML的依賴(lài)程度有所不同，一般有如下幾種。

①利用WindML對(duì)雙字節(jié)編碼的支持，實(shí)現(xiàn)對(duì)漢字的點(diǎn)陣存儲(chǔ)、點(diǎn)陣獲取、點(diǎn)陣顯示的全過(guò)程，并使用WindML的雙字節(jié)顯示函數(shù)實(shí)現(xiàn)漢遼碼到漢字顯示。這種方法使用了系統(tǒng)機(jī)制，最根本的解決方法，并使WindML的其它上層組件很方便地實(shí)現(xiàn)漢字顯示。

②自己開(kāi)發(fā)點(diǎn)陣存儲(chǔ)、點(diǎn)陣獲取、點(diǎn)陣顯示，改造WindML的雙字節(jié)和單字節(jié)顯示函數(shù)，使其能判斷漢字碼，一旦判斷出漢字碼，則使用自己開(kāi)發(fā)的點(diǎn)陣獲取、點(diǎn)陣顯示等把漢字顯示出來(lái)。該方法對(duì)點(diǎn)陣的操作更加靈活，適合非標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)陣算法，或者當(dāng)開(kāi)發(fā)者已有成熟的點(diǎn)陣操作方法時(shí)，把該方法綁接到WindML上。

③完全自己開(kāi)發(fā)一套點(diǎn)陣存儲(chǔ)、點(diǎn)陣獲取、點(diǎn)陣顯示、漢字顯示函數(shù)，使用者使用特定的漢字顯示函數(shù)把漢字顯示出來(lái)。該方法具有最大的靈活性，甚至不理睬WindML的任何機(jī)制，直接在上層組件里實(shí)現(xiàn)，但這種方法使程序的中英文混合顯示變得復(fù)雜，程序可移植性也比較差。

本文將就第一種顯示方案和第一種漢字顯示方案詳細(xì)論述WindML的雙字節(jié)編碼機(jī)制，并利用該機(jī)制構(gòu)建WindML漢字顯示框架，并論述Zinc如何使用該框架。這些機(jī)制和思路其實(shí)是任何方案都需要考慮的，對(duì)繞開(kāi)WindML的方案也具指導(dǎo)和借鑒意義。

3 WindML的點(diǎn)陣參數(shù)

①每個(gè)字模都有一個(gè)占據(jù)的空間，該空間對(duì)于點(diǎn)陣字庫(kù)里的每個(gè)字是一樣大的，所有字符點(diǎn)陣的大小都不應(yīng)該超過(guò)該空間，如果超過(guò)，顯示時(shí)超出部分將被截掉。相關(guān)參數(shù)有：

maxAdvance――最大寬度（橫向）大小，以點(diǎn)為單位。

MaxAscent,maxDescent――maxAscent+maxDescend是最大長(zhǎng)度（即縱向）大小，兩數(shù)的交界決定了一個(gè)baseline，maxAscent是baseline以上的長(zhǎng)度，maxDescent是baseline以下的部分。Baseline對(duì)于定位具體字符點(diǎn)陣的打點(diǎn)起始位置非常重要，另外如果有一行來(lái)自同一個(gè)字符集的字符串，則這些字符的baseline是在一條線(xiàn)上的。maxAscent+maxDescent有時(shí)被稱(chēng)為字符表高度height，注意要與下面所述的字符高度區(qū)別開(kāi)來(lái)。

②每個(gè)字符點(diǎn)陣也有一個(gè)范圍大小，其大小與每個(gè)字符有關(guān)。該大小一般不會(huì)填滿(mǎn)整個(gè)字?？臻g。相關(guān)參數(shù)有：

width――寬度。

height――高度。

ascent――點(diǎn)陣打點(diǎn)開(kāi)始位置在baseline之上的偏移，如果是負(fù)數(shù)，則點(diǎn)陣在baseline之下開(kāi)始打點(diǎn)。

Ascent和height決定了點(diǎn)陣從字模的多少行開(kāi)始打點(diǎn)，要打多少行。而列的打點(diǎn)起始位置，固定是0，即字模的最左邊，所以只有width描述打點(diǎn)的寬度。

③字符橫向和縱向都要有額外空間，以防止字符粘接重疊。相關(guān)參數(shù)有：

leading――行間距。

④對(duì)字符的一些變換選項(xiàng)，字符讀取的標(biāo)志等。相關(guān)參數(shù)有：

pixelSixe――平均行、列大小。

weight――行、列加粗屬性。

italic――斜體屬性。

spacing――字符行間距屬性。

charSet――字符集標(biāo)志。

faceName――字符集名稱(chēng)。

familyName――字符集的家族名稱(chēng)。

scalable――字符放大縮小比例。

WindML顯示字符時(shí)，以maxAscent+maxDescend作為字符高度（不加leading），以width作為字符寬度（不以maxAdvance，不判斷spacing）；根據(jù)字符ascent和字符height取出字符點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，進(jìn)行weight、italic、scalable等運(yùn)算（很多運(yùn)算需要用戶(hù)開(kāi)發(fā)），然后輸出到屏幕。

4 WindML的點(diǎn)陣存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和操作方法

WindML雙字節(jié)編碼顯示的參數(shù)和實(shí)現(xiàn)思路集中體現(xiàn)在點(diǎn)陣存儲(chǔ)文件的結(jié)構(gòu)上，該文件的框架如下（這些文件在WIND_BASE/target/src/ugl/fonts/bmf目錄下）：

UGL_LOCAL const unsigned char UGL_FAR_DATA

page0Data[]=

{…

/*0x0023('#')*/

0,/*page*/

0x23,/*index*/

0,/*size(MSB)*/

20,/*size(LSB)*/

8,/*width*/

16,/*high*/

14,/*ascent*/

0x00,0x00,0x00,0x00,0x44,0x44,0x44,0xfe,0x44,0x44,0x44,0xfe,0x44,0x44,0x44,0x00,/*數(shù)據(jù)*/

/*0x0024和其它字符*/

…

/*結(jié)束*/

0，0，0，0

}/*西文擴(kuò)展為雙字節(jié)編碼的點(diǎn)陣表*/

/*上表解析：

page+index就是該字符的ASCII編碼，過(guò)擴(kuò)成了雙字節(jié)；

size(MSB)+size(LSB)是該字節(jié)的點(diǎn)陣信息長(zhǎng)度，注意實(shí)際描述體的長(zhǎng)度是2（2字節(jié)page,index）+該長(zhǎng)度+1（從0開(kāi)始編大小，所以從1數(shù)據(jù)要加1），而ascent之后的真正點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的大小是該大小減4；

width+height是該點(diǎn)陣資料的寬度和高度；

ascent是點(diǎn)陣處在baseline以上的偏移位置，baseline的位置要看整個(gè)字符表描述結(jié)構(gòu)的定義；

data是按行掃描得到的點(diǎn)陣資料，是列遞增把行顯示效果排成一個(gè)連續(xù)空間后，按字節(jié)來(lái)描述每位的打點(diǎn)狀態(tài)；如果行寬是8位的整數(shù)倍，不會(huì)把位補(bǔ)0去湊8位整數(shù)倍 。

字符點(diǎn)陣描述數(shù)據(jù)依次往下排列，直到以4個(gè)0標(biāo)志結(jié)束。

*/

UGL_LOCAL const unsigned char UGL_FAR_DATA

Page1Data[]=

{ 0x81,/*page*/

0x40,/*index*/

0,/*size*/

36,/*size*/

16,/*width*/

16,/*hight*/

14,/*ascent*/

0x00,0x08,0xff,0xfc,0x04,0x00,0x04,0x00,0x08,0x00,0x08,0x10,0x1f,0xf8,0x00,0x10,

0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x02,0x20,0x01,0x40,0x00,0x80,

/*其它字符*/

…

/*結(jié)束*/

0，0，0，0

}*/國(guó)標(biāo)碼對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣表*/

/*上表解析：

數(shù)據(jù)含義與西文表類(lèi)似，注意字碼是雙字節(jié)國(guó)標(biāo)碼*/

UGL_LOCAL const unsigned char *const pageArray[]

{ page0Data,

page1Data,

UGL_NULL

};/*總的點(diǎn)陣資料表*/

/*上表解析：

把分類(lèi)的點(diǎn)陣資料表匯集成一張表，總表以UGL_NULL結(jié)束，注意各個(gè)分表是以0，0，0，0結(jié)束。

可以把漢字表按GB2312編碼的page分類(lèi)，構(gòu)建多個(gè)漢字分表，然后把分表指針填入該表。當(dāng)然，也可以做成一個(gè)漢字大表，把指針?lè)旁谠摫恚踔烈部梢园阎形魑狞c(diǎn)陣做成的中西文混合大表，然后把該表指針?lè)旁谠摂?shù)組里。

*/

const UGL_BMF_FONT_DESC uglBMFFont_Song_16=

{

/*UGL_FONT_DESC結(jié)束*/

{

{16,16}, /*點(diǎn)陣大小*/

{UGL_FONT_BOLD_OFF,UGL_FONT_BOLD_OFF},

/*寬度*/

UGL_FONT_UPRIGHT， /*斜體*/

UGL_FONT_PROPORTIONAL，/*行間距屬性*/

UGL_FONT_UNICODE， /*字符集*/

“Song 16x16Dot”, /*字體名稱(chēng)*/

“Song” /*字體系列名稱(chēng)*/

}/*點(diǎn)陣名稱(chēng)等點(diǎn)陣屬性表*/

/*UGL_BMF_FONT_DESC結(jié)構(gòu)*/

/*點(diǎn)陣表的屬性和位置*/

2， /*行間距*/

14， /*最大上偏移位置*/

2， /*最大下偏移位置*/

14， /*最大寬度*/

pageArray /*字形頁(yè)*/

};/*點(diǎn)陣描述結(jié)構(gòu)*/

/*上表解析：

首先是定義屬性表，然后是定義字模和間距，并定義總的點(diǎn)陣描述表指針。

*/

最后定義的const UGL_BMF_FONT_DESC uglBMFFont_Song_16包含了該點(diǎn)陣的所有信息。只要能定位該結(jié)構(gòu)，則任何能在該點(diǎn)陣表內(nèi)匹配出字碼的字都可以顯示出來(lái)。WindML選擇不同的點(diǎn)陣就是選擇不同的該結(jié)構(gòu)去做點(diǎn)陣尋址，其實(shí)現(xiàn)的大體過(guò)程如下：

①WIND_BASE/target/src/ugl/config/uglBmfCfge文件描述了整個(gè)系統(tǒng)能使用的字符集，如：

extern const UGL_BMF_FONT_DESC uglBMFFont_Courier_12；

extern const uglBMFFont_Song_16;/*就是上面的例子*/

const UGL_BMF_FONT_DESC * uglBMFFontData[]=

{

uglBMFFont_Courier_12,

uglBMFFont_Song_16,

NULL

};

②通過(guò)如uglDriverFind (UGL_FONT_ENGINE_TYPE,0,(UGL_UINT32*)fontDrvId);的調(diào)用定位點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)，即控制對(duì)點(diǎn)陣表訪(fǎng)問(wèn)、打點(diǎn)等操作的函數(shù)；

通過(guò)如uglFontFindString(fontDrvId,“familyName=Song;pixelSize=16”systemFontDef);的調(diào)用定位點(diǎn)陣描述結(jié)構(gòu)；

通過(guò)如fontSystem=uglFontCreate(fontDrvId,systemFontDef));的調(diào)用綁接點(diǎn)陣和點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)，并標(biāo)識(shí)為fontSystem;

如此重復(fù)創(chuàng)建多個(gè)字符集的點(diǎn)陣標(biāo)識(shí)。

③通過(guò)如：uglFontSet(gc,fontSystem);的調(diào)用設(shè)置當(dāng)前字符集；

通過(guò)如uglTextDrawW(gc,iX,iY,iLength,caString);的調(diào)用在iX，iY的位置顯示caString里的字碼。

可見(jiàn)，只要開(kāi)發(fā)者根據(jù)上述的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)出對(duì)應(yīng)的字符點(diǎn)陣，然后把點(diǎn)陣描述結(jié)構(gòu)加入到uglBMFFontData，便可以用系統(tǒng)的函數(shù)使用這些點(diǎn)陣了。在Dos/Windosw、Linux系統(tǒng)下一些應(yīng)用程序，可以把操作系統(tǒng)的點(diǎn)陣導(dǎo)出為C文件或數(shù)組，把這些導(dǎo)出的文件加以調(diào)整，就可以得到VxWorks系統(tǒng)支持的格式。

5 Zinc對(duì)漢字的支持

只要WindML的漢字支持做成功，則可以按如下方法使Zinc支持漢字：

WIND_BASE/target/src/zinc/generic/i_ugldsp.cpp文件是WindML與Zic的接口文件，在ZafScreenDisplay：：ZafScreenDisplay函數(shù)里使用上述的函數(shù)定義了Zinc要使用的字符集。把這些字符集改成漢字字符集，并且把Zinc配置成支持UNICODE的方式重新編譯，則Zinc就自然支持漢字顯示了。

6 注意事項(xiàng)和總結(jié)

在使用過(guò)程中，還要注意幾個(gè)問(wèn)題。

①Tornado對(duì)漢字的編譯，如果把漢字定義為如short ca[]={'董'，0x00}（把單個(gè)漢字定義在單引號(hào)），則編譯生成的目標(biāo)碼是正序的國(guó)標(biāo)碼；如果定義為“董”（雙引號(hào)定義出的漢字字符串），則編譯生成的目標(biāo)碼是反序的國(guó)標(biāo)碼。這樣，就必須約定一種定義以根據(jù)該約定產(chǎn)生的國(guó)標(biāo)碼來(lái)構(gòu)建字符點(diǎn)陣表（以根據(jù)該約定產(chǎn)生的國(guó)標(biāo)碼來(lái)構(gòu)建字符點(diǎn)陣表（需要改變表里面的字碼順序）。

②如果使用雙引導(dǎo)定義漢字字符中，要注意該串?dāng)?shù)據(jù)是以一個(gè)字節(jié)0結(jié)束，使用uglTextDrawW要求是以字為單位，所以，需要在該字節(jié)串結(jié)尾補(bǔ)一個(gè)0（"000"即可）。

③有些字庫(kù)表的字碼是UNICODE的編碼，尤其是使用一些操作系統(tǒng)的點(diǎn)陣導(dǎo)出程序生成的字庫(kù)表。UNICODE編碼與國(guó)際碼有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以把這樣的字庫(kù)表轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)或者在程序里適當(dāng)位置把要顯示的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為UNICODE再顯示。

本文就嵌入式操作系統(tǒng)上作用漢字這一熱門(mén)論題，論述了VxWorks上的圖形實(shí)現(xiàn)方案、漢字開(kāi)發(fā)方案，圖形組件WindML對(duì)多字節(jié)碼的支持特性，并在論述特性的同時(shí)，列舉了宋體16點(diǎn)陣的框架，幫助漢字開(kāi)發(fā)者理解點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。在論述WindML漢字操作函數(shù)之后，提出了在Zinc層實(shí)現(xiàn)漢字顯示的方法和編程時(shí)注意事項(xiàng)。這套方案已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)，并在上海大眾的導(dǎo)航產(chǎn)品、南京電力的電力控制產(chǎn)品等項(xiàng)目上獲得成功的應(yīng)用。文章的作者都在VxWorks操作系統(tǒng)上做了多年的開(kāi)發(fā)和支持，感興趣或需要幫助的朋友可通過(guò)donleo@china.com.cn與我們聯(lián)系。