嵌入式Linux系統圖形及圖形用戶界面

3.3 Qt/Embedded

Qt/Embedded是著名的 Qt 庫開發商 TrollTech（http://www.trolltech.com/）發布的面向嵌入式系統的 Qt 版本。因為 Qt 是 KDE 等項目使用的 GUI 支持庫，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 條款形勢發布以來，就有大量的嵌入式 Linux 開發商轉到了 Qt/Embedded 系統上。比如韓國的 Mizi 公司，臺灣省的某些嵌入式 Linux 應用開發商等等。

不過，在筆者看來，Qt/Embedded 還有一些問題值得開發者注意：

1）目前，該系統采用兩種條款發布，其中包括 GPL 條款。對函數庫使用 GPL 條款，意味著其上的應用需要遵循 GPL 條款。當然了，如果要開發商業程序，TrollTech 也允許你采用另外一個授權條款，這時，就必須向 TrollTech 交納授權費用了。

2）Qt/Embedded 是一個 C++ 函數庫，盡管 Qt/Embedded 聲稱可以裁剪到最少 630K，但這時的 Qt/Embedded 庫已經基本上失去了使用價值。低的程序效率、大的資源消耗也對運行 Qt/Embedded 的硬件提出了更高的要求。

3）Qt/Embedded 庫目前主要針對手持式信息終端，因為對硬件加速支持的匱乏，很難應用到對圖形速度、功能和效率要求較高的嵌入式系統當中，比如機頂盒、游戲終端等等。

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

5）Qt/Embedded 的結構過于復雜，很難進行底層的擴充、定制和移植，尤其是那個用來實現 signal/slot 機制的著名的 moc 文件。

因為上述這些原因，目前所見到的 Qt/Embedded 的運行環境，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發人員支持的一個自由軟件項目（遵循 LGPL 條款發布），其目標是為基于 Linux 的實時嵌入式系統提供一個輕量級的圖形用戶界面支持系統。該項目自 1998 年底開始到現在，已歷經 3 年多的開發過程。到目前為止，已經非常成熟和穩定。目前，我們已經正式發布了穩定版本 1.0.9，并且開始了新版本系列的開發，即 MiniGUI Version 1.1.x，該系列的正式版也即將發布。

在 MiniGUI 幾年的發展過程中，有許多值得一提的技術創新點，正是由于這些技術上的創新，才使得 MiniGUI 更加適合實時嵌入式系統；而且 MiniGUI 的靈活性非常好，可以應用在包括手持設備、機頂盒、游戲終端等等在內的各種高端或者低端的嵌入式系統當中。這些技術創新包括：

1）圖形抽象層。圖形抽象層對頂層 API 基本沒有影響，但大大方便了 MiniGUI 應用程序的移植、調試等工作。目前包含三個圖形引擎，SVGALib、LibGGI 以及直接基于 Linux FrameBuffer 的 Native Engine，利用 LibGGI 時，可在 X Window 上運行 MiniGUI 應用程序，并可非常方便地進行調試。與圖形抽象層相關的還有輸入事件的抽象層。MiniGUI 現在已經被證明能夠在基于 ARM、MIPS、StrongARM 以及 PowerPC 等的嵌入式系統上流暢運行。

2）多字體和多字符集支持。這部分通過設備上下文（DC）的邏輯字體（LOGFONT）實現，不管是字體類型還是字符集，都可以非常方便地進行擴充。應用程序在啟動時，可切換系統字符集，比如 GB、BIG5、EUCKR、UJIS。利用 DrawText 等函數時，可通過指定字體而獲得其他字符集支持。對于一個窗口來說，同時顯示不同語種的文字是可能的。MiniGUI 的這種字符集支持不同于傳統通過 UNICODE 實現的多字符集支持，這種實現更加適合于嵌入式系統。

3）兩個不同架構的版本。最初的 MiniGUI 運行在 PThread 庫之上，這個版本適合于功能單一的嵌入式系統，但存在系統健壯性不夠的缺點。在 0.9.98 版本中，我們引入了 MiniGUI-Lite 版本，這個版本在提高系統健壯性的同時，通過一系列創新途徑，避免了傳統 C/S 結構的弱點，為功能復雜的嵌入式系統提供了一個高效、穩定的 GUI 系統。

在 MiniGUI 1.1.0 版本的開發中，我們參照 SDL 和 Allegro 的圖形部分，重新設計了圖形抽象層，并增強了圖形功能，同時增強了 MiniGUI-Lite 版本的某些特性。這些特性包括：

1）MiniGUI-Lite 支持層的概念。同一層可容納多個能夠同時顯示的客戶程序，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存；新 GAL 之上的新 GDI 接口得到進一步增強。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和提高，將大大擴展它的應用領域，希望能夠對嵌入式 Linux 上的多媒體應用、游戲開發提供支持。

縱觀嵌入式 Linux 系統上的各種圖形系統方案，我們發現，許多圖形系統（如 Qt/Embedded 和 MicoroWindows），只注重手持設備上的需求，卻不太注重其他應用領域的需求，而其他許多需要圖形支持的嵌入式 Linux 系統卻需要許多獨特的、高級的圖形功能，而不僅僅是圖形用戶界面。為此，在接下來的開發中，我們還將在如下領域繼續開發 MiniGUI：

1）提供運行在 MiniGUI 上的 JAVA 虛擬機 AWT 組件的實現。

2）提供 MiniGUI 上的 OpenGL 實現。

3）提供類 QT 控件集的 C++ 封裝。

3）提供窗口/控件風格主題支持。

4）在 MiniGUI-Lite 當中增加對矢量字體的支持。

4 小結

綜上所述，筆者認為在嵌入式 Linux 圖形領域，還有許多有待開發人員仔細研究和解決的問題。MiniGUI 的新的發展，也正源于對這些需求的認識之上。我們也衷心希望能夠有更多的自由軟件開發人員加盟 MiniGUI 的開發，一同開發新的嵌入式 Linux 的圖形系統。