DirectFB在嵌入式遠程桌面控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

引言

　　在“軟件變服務(wù)”的背景下，通過網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，即網(wǎng)絡(luò)計算，占據(jù)了越來越重要的地位。這種模式的特點是：客戶端只進行顯示和輸入，不進行復雜計算，應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)都運行和存儲在服務(wù)器端。為了在有限的資源條件下，如手機，PDA等便攜終端上實現(xiàn)便捷的移動桌面效果，本文提出一種基于嵌入式系統(tǒng)的遠程桌面控制方案，其基本思想是盡可能地減少終端資源占用，最大限度地增強其適用范圍，以此達到增強應(yīng)用價值的目的。具體方案是通過Directvnc 的移植來實現(xiàn)的，由于Directvnc 與其它Unix 系統(tǒng)不同的是它通過輕量級圖形庫DirectFB 使用Linux 幀緩沖設(shè)備。DirectFB 在FrameBuffer 的基礎(chǔ)上提供了圖形加速等多種功能，顯示速度快，鏈接庫較小，可以在一定程度上節(jié)省系統(tǒng)資源，另外，directvnc工作在幀緩沖層，平臺獨立性好，摒棄了對龐大低效的X Window 等標準嵌入式系統(tǒng)圖形化用戶界面的依賴，這一功能對于資源有限的嵌入式系統(tǒng)和PDA 等環(huán)境下是非常有效的。

　　1 網(wǎng)絡(luò)計算模式的實現(xiàn)

　　1.1 網(wǎng)絡(luò)計算模式

　　系統(tǒng)的實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)計算模式（virtual network computing，VNC），該模式由VNC 服務(wù)器、RFB（遠程幀緩存） 協(xié)議和VNC 客戶端3 部分組成。Directvnc 作為客戶端，它使用圖形用戶界面顯示與進行輸入輸出控制，通過互連網(wǎng)遠程訪問與控制服務(wù)器。RealVNC 作為服務(wù)器端，它進行大量的計算并提供幀緩存變化到客戶端顯示設(shè)備，減輕了客戶端負荷。RealVNC 功能成熟，高效實用，完全跨平臺，兼容性好，可廣泛應(yīng)用于多種操作系統(tǒng)和開發(fā)系統(tǒng)。系統(tǒng)通信通過RFB 協(xié)議來完成，RFB是一個架構(gòu)在TCP/IP上遠程圖形用戶的簡單協(xié)議，通過TCP/IP 協(xié)議簇連接，是基于字節(jié)流或消息的可靠傳輸。它是真正的瘦客戶協(xié)議。

　　1.2 基于RFB 的瘦客戶端實現(xiàn)

因為RFB 工作在幀緩存級別上，所以它可以應(yīng)用于所有的窗口系統(tǒng)，例如：X11，Windows 和Mac 系統(tǒng)，重要的是對客戶端硬件的需求少能支持更廣范圍的硬件環(huán)境。

　　在協(xié)議的設(shè)計上，對客戶端的任務(wù)實現(xiàn)也盡可能的簡單，這體現(xiàn)在：

　　（1）顯示編碼源語。

　　顯示編碼源語有基于像素和基于圖形兩種繪圖源語。RFB 的顯示編碼方式基于像素，其顯示更新在服務(wù)器端處理，客戶端僅需要顯示像素數(shù)據(jù)。客戶端計算簡單、平臺獨立性好。

　　（2）系統(tǒng)最初握手階段對像素數(shù)據(jù)格式和編碼類型協(xié)商的設(shè)計。

　　像素格式涉及如何通過像素值來實現(xiàn)不同顏色的重現(xiàn)，最常用的像素格式是24 位或16 位真彩色。像素格式描述了像素數(shù)據(jù)存儲所用的格式，定義了像素在內(nèi)存中的編碼方式。

　?。?）編碼方式。

　　編碼是根據(jù)一定的協(xié)議或格式把模擬信息轉(zhuǎn)換成比特流的過程。在RFB 協(xié)議中，編碼就是將每一個矩形像素點的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為包含該矩形像素點的位置、寬度和高度信息以及編碼類型的前綴，再加上經(jīng)過此編碼方式編碼的數(shù)據(jù)本身。RFB 協(xié)議主要采用的編碼方式是二維運動步長編碼（2DRLE）的變種，如Raw、CopyRectangle、RRE（Rise-and-Run-Lengeh）、CoRRE（Compact RRE）和缺省時使用的Hextile。實際上常用的有2DRLE、Hextil 以及CopyRectangle 編碼，他們?yōu)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/桌面">桌面提供最好的壓縮方法。在RFB 中壓縮編碼算法比不高，但由于算法簡單，故對客戶端的圖形顯示引擎設(shè)計要求很低，客戶端程序也相對簡單。

　　（4） 顯示更新機制。

　　RFB 的顯示協(xié)議是基于一個簡單的畫圖原理，即將每一個矩形像素點放在給定的位置（x,y）上。

　　幀緩存的更新通過一系列塊操作來完成，這種更新像素塊的操作效率較低，但是通過多種像素編碼壓縮方式的靈活選擇可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬、客戶端計算速度和服務(wù)器處理的速度之間的效率折中，從而實現(xiàn)高效率的圖形顯示。顯示更新機制包括更新時機及刷新模式。更新時機有客戶端拉動和服務(wù)器端推動兩種，每種更新時機又可采用懶惰更新和急切更新兩種刷新模式。RFB 更新請求是客戶端驅(qū)動型的懶惰更新，只有在服務(wù)器端收到客戶端的請求時才會向其發(fā)送若干命令緩沖合并后的顯示更新。對于一些應(yīng)用，在相同區(qū)域上的更新往往非常頻繁，這樣如果網(wǎng)絡(luò)非常慢或者客戶端處理能力不強時，客戶端驅(qū)動的更新機制使得客戶端的顯示質(zhì)量可以得到調(diào)整。

　　總之，在網(wǎng)絡(luò)計算模式下，RFB協(xié)議盡可能地減少終端資源占用并提高網(wǎng)絡(luò)利用率，基本提供了一個比較瘦的客戶端。