嵌入式Linux系統(tǒng)圖形及圖形用戶界面

3.3 Qt/Embedded

Qt/Embedded是著名的 Qt 庫(kù)開(kāi)發(fā)商 TrollTech（http://www.trolltech.com/）發(fā)布的面向嵌入式系統(tǒng)的 Qt 版本。因?yàn)?Qt 是 KDE 等項(xiàng)目使用的 GUI 支持庫(kù)，所以有許多基于 Qt 的 X Window 程序可以非常方便地移植到 Qt/Embedded 版本上。因此，自從 Qt/Embedded 以 GPL 條款形勢(shì)發(fā)布以來(lái)，就有大量的嵌入式 Linux 開(kāi)發(fā)商轉(zhuǎn)到了 Qt/Embedded 系統(tǒng)上。比如韓國(guó)的 Mizi 公司，臺(tái)灣省的某些嵌入式 Linux 應(yīng)用開(kāi)發(fā)商等等。

不過(guò)，在筆者看來(lái)，Qt/Embedded 還有一些問(wèn)題值得開(kāi)發(fā)者注意：

1）目前，該系統(tǒng)采用兩種條款發(fā)布，其中包括 GPL 條款。對(duì)函數(shù)庫(kù)使用 GPL 條款，意味著其上的應(yīng)用需要遵循 GPL 條款。當(dāng)然了，如果要開(kāi)發(fā)商業(yè)程序，TrollTech 也允許你采用另外一個(gè)授權(quán)條款，這時(shí)，就必須向 TrollTech 交納授權(quán)費(fèi)用了。

2）Qt/Embedded 是一個(gè) C++ 函數(shù)庫(kù)，盡管 Qt/Embedded 聲稱可以裁剪到最少 630K，但這時(shí)的 Qt/Embedded 庫(kù)已經(jīng)基本上失去了使用價(jià)值。低的程序效率、大的資源消耗也對(duì)運(yùn)行 Qt/Embedded 的硬件提出了更高的要求。

3）Qt/Embedded 庫(kù)目前主要針對(duì)手持式信息終端，因?yàn)閷?duì)硬件加速支持的匱乏，很難應(yīng)用到對(duì)圖形速度、功能和效率要求較高的嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中，比如機(jī)頂盒、游戲終端等等。

4）Qt/Embedded 提供的控件集風(fēng)格沿用了 PC 風(fēng)格，并不太適合許多手持設(shè)備的操作要求。

5）Qt/Embedded 的結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，很難進(jìn)行底層的擴(kuò)充、定制和移植，尤其是那個(gè)用來(lái)實(shí)現(xiàn) signal/slot 機(jī)制的著名的 moc 文件。

因?yàn)樯鲜鲞@些原因，目前所見(jiàn)到的 Qt/Embedded 的運(yùn)行環(huán)境，幾乎是清一色基于 StrongARM 的 iPAQ。

3.4 MiniGUI

MiniGUI是由筆者主持，并由許多自由軟件開(kāi)發(fā)人員支持的一個(gè)自由軟件項(xiàng)目（遵循 LGPL 條款發(fā)布），其目標(biāo)是為基于 Linux 的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)提供一個(gè)輕量級(jí)的圖形用戶界面支持系統(tǒng)。該項(xiàng)目自 1998 年底開(kāi)始到現(xiàn)在，已歷經(jīng) 3 年多的開(kāi)發(fā)過(guò)程。到目前為止，已經(jīng)非常成熟和穩(wěn)定。目前，我們已經(jīng)正式發(fā)布了穩(wěn)定版本 1.0.9，并且開(kāi)始了新版本系列的開(kāi)發(fā)，即 MiniGUI Version 1.1.x，該系列的正式版也即將發(fā)布。

在 MiniGUI 幾年的發(fā)展過(guò)程中，有許多值得一提的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)，正是由于這些技術(shù)上的創(chuàng)新，才使得 MiniGUI 更加適合實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)；而且 MiniGUI 的靈活性非常好，可以應(yīng)用在包括手持設(shè)備、機(jī)頂盒、游戲終端等等在內(nèi)的各種高端或者低端的嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中。這些技術(shù)創(chuàng)新包括：

1）圖形抽象層。圖形抽象層對(duì)頂層 API 基本沒(méi)有影響，但大大方便了 MiniGUI 應(yīng)用程序的移植、調(diào)試等工作。目前包含三個(gè)圖形引擎，SVGALib、LibGGI 以及直接基于 Linux FrameBuffer 的 Native Engine，利用 LibGGI 時(shí)，可在 X Window 上運(yùn)行 MiniGUI 應(yīng)用程序，并可非常方便地進(jìn)行調(diào)試。與圖形抽象層相關(guān)的還有輸入事件的抽象層。MiniGUI 現(xiàn)在已經(jīng)被證明能夠在基于 ARM、MIPS、StrongARM 以及 PowerPC 等的嵌入式系統(tǒng)上流暢運(yùn)行。

2）多字體和多字符集支持。這部分通過(guò)設(shè)備上下文（DC）的邏輯字體（LOGFONT）實(shí)現(xiàn)，不管是字體類型還是字符集，都可以非常方便地進(jìn)行擴(kuò)充。應(yīng)用程序在啟動(dòng)時(shí)，可切換系統(tǒng)字符集，比如 GB、BIG5、EUCKR、UJIS。利用 DrawText 等函數(shù)時(shí)，可通過(guò)指定字體而獲得其他字符集支持。對(duì)于一個(gè)窗口來(lái)說(shuō)，同時(shí)顯示不同語(yǔ)種的文字是可能的。MiniGUI 的這種字符集支持不同于傳統(tǒng)通過(guò) UNICODE 實(shí)現(xiàn)的多字符集支持，這種實(shí)現(xiàn)更加適合于嵌入式系統(tǒng)。

3）兩個(gè)不同架構(gòu)的版本。最初的 MiniGUI 運(yùn)行在 PThread 庫(kù)之上，這個(gè)版本適合于功能單一的嵌入式系統(tǒng)，但存在系統(tǒng)健壯性不夠的缺點(diǎn)。在 0.9.98 版本中，我們引入了 MiniGUI-Lite 版本，這個(gè)版本在提高系統(tǒng)健壯性的同時(shí)，通過(guò)一系列創(chuàng)新途徑，避免了傳統(tǒng) C/S 結(jié)構(gòu)的弱點(diǎn)，為功能復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)提供了一個(gè)高效、穩(wěn)定的 GUI 系統(tǒng)。

在 MiniGUI 1.1.0 版本的開(kāi)發(fā)中，我們參照 SDL 和 Allegro 的圖形部分，重新設(shè)計(jì)了圖形抽象層，并增強(qiáng)了圖形功能，同時(shí)增強(qiáng)了 MiniGUI-Lite 版本的某些特性。這些特性包括：

1）MiniGUI-Lite 支持層的概念。同一層可容納多個(gè)能夠同時(shí)顯示的客戶程序，并平鋪在屏幕上顯示。

2）新的 GAL 能夠支持硬件加速能力，并能夠充分使用顯示內(nèi)存；新 GAL 之上的新 GDI 接口得到進(jìn)一步增強(qiáng)。新的 GDI 接口可以支持 Alpha 混和、透明位塊傳輸、光柵操作、YUV覆蓋、Gamma 校正，以及高級(jí)圖形功能（橢圓、多邊形、樣條曲線）等等。

MiniGUI 新版本在圖形方面的增強(qiáng)和提高，將大大擴(kuò)展它的應(yīng)用領(lǐng)域，希望能夠?qū)η度胧?Linux 上的多媒體應(yīng)用、游戲開(kāi)發(fā)提供支持。

縱觀嵌入式 Linux 系統(tǒng)上的各種圖形系統(tǒng)方案，我們發(fā)現(xiàn)，許多圖形系統(tǒng)（如 Qt/Embedded 和 MicoroWindows），只注重手持設(shè)備上的需求，卻不太注重其他應(yīng)用領(lǐng)域的需求，而其他許多需要圖形支持的嵌入式 Linux 系統(tǒng)卻需要許多獨(dú)特的、高級(jí)的圖形功能，而不僅僅是圖形用戶界面。為此，在接下來(lái)的開(kāi)發(fā)中，我們還將在如下領(lǐng)域繼續(xù)開(kāi)發(fā) MiniGUI：

1）提供運(yùn)行在 MiniGUI 上的 JAVA 虛擬機(jī) AWT 組件的實(shí)現(xiàn)。

2）提供 MiniGUI 上的 OpenGL 實(shí)現(xiàn)。

3）提供類 QT 控件集的 C++ 封裝。

3）提供窗口/控件風(fēng)格主題支持。

4）在 MiniGUI-Lite 當(dāng)中增加對(duì)矢量字體的支持。

4 小結(jié)

綜上所述，筆者認(rèn)為在嵌入式 Linux 圖形領(lǐng)域，還有許多有待開(kāi)發(fā)人員仔細(xì)研究和解決的問(wèn)題。MiniGUI 的新的發(fā)展，也正源于對(duì)這些需求的認(rèn)識(shí)之上。我們也衷心希望能夠有更多的自由軟件開(kāi)發(fā)人員加盟 MiniGUI 的開(kāi)發(fā)，一同開(kāi)發(fā)新的嵌入式 Linux 的圖形系統(tǒng)。