Qt圖形編程基礎之嵌入式GUI

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　　12.1 嵌入式GUI簡介
　　目前的桌面機操作系統大多有著美觀、操作方便、功能齊全的GUI（圖形用戶界面），例如KDE或者GNOME。GUI（圖形用戶界面）是指計算機與其使用者之間的對話接口，可以說，GUI是當今計算機技術的重大成就。它的存在為使用者提供了友好便利的界面，并大大地方便了非專業用戶的使用，使得人們從繁瑣的命令中解脫出來，可以通過窗口、菜單方便地進行操作。
　　而在嵌入式系統中，GUI的地位也越來越重要，但是不同于桌面機系統，嵌入式GUI要求簡單、直觀、可靠、占用資源小且反應快速，以適應系統硬件資源有限的條件。另外，由于嵌入式系統硬件本身的特殊性，嵌入式GUI應具備高度可移植性與可裁減性，以適應不同的硬件條件和使用需求?？傮w來講，嵌入式GUI具備以下特點：
　　n 體積??；
　　n 運行時耗用系統資源??；
　　n 上層接口與硬件無關，高度可移植；
　　n 高可靠性；
　　n 在某些應用場合應具備實時性。
　　UNIX環境下的圖形視窗標準為X Window System，Linux是類UNIX系統，所以頂層運行的GUI系統是兼容X標準的XFree86系統。X標準大致可以劃分X Server、Graphic Library（底層繪圖函數庫）、Toolkits、Window Manager等幾大部分。其好處是具有可擴展性、可移植性等優點，但對于嵌入式系統而言無疑太過龐大、累贅、低效。目前流行的嵌入式GUI與X思路不同，這些GUI一般不局限于X標準，更強調系統的空間和效率。
　　12.1.1 Qt/Embedded
　　表12.1歸納了Qt/Embedded的一些優缺點。
　　表12.1 Qt/Embedded分析
　　Qt/Embedded分析
　　優點以開發包形式提供包括了圖形設計器、Makefile 制作工具、字體國際化工具、Qt的C++類庫等
　　跨平臺支持Microsoft Windows 95/98/2000、Microsoft Windows NT、MacOS X、Linux、Solaris、HP-UX、Tru64 （Digital UNIX）、Irix、FreeBSD、BSD/OS、SCO、AIX等眾多平臺
　　類庫支持跨平臺Qt類庫封裝了適應不同操作系統的訪問細節，這正是Qt的魅力所在
　　模塊化可以任意裁減
　　缺點結構也過于復雜臃腫，很難進行底層的擴充、定制和移植例如：
　　· 盡管Qt/Embedded聲稱，它最小可以裁剪到幾百KＢ，但這時的Qt/Embedded庫已經基本失去了使用價值
　　· 它提供的控件集沿用了PC風格，并不太適合許多手持設備的操作要求
　　· Qt/Embedded的底層圖形引擎只能采用framebuffer，只是針對高端嵌入式圖形領域的應用而設計的
　　· 由于該庫的代碼追求面面俱到，以增加它對多種硬件設備的支持，造成了其底層代碼比較凌亂，各種補丁較多的問題
　　12.1.2 MiniGUI
　　提起國內的開源軟件，就肯定會提到MiniGUI，它由魏永明先生和眾多志愿者開發，是一個基于Linux的實時嵌入式系統的輕量級圖形用戶界面支持系統。
　　MiniGUI分為最底層的GAL層和IAL層，向上為基于標準POSIX接口中pthread庫的Mini-thread架構和基于Server/Client的Mini-Lite架構。其中前者受限于thread模式對于整個系統的可靠性——進程中某個thread的意外錯誤可能導致整個進程的崩潰，該架構應用于系統功能較為單一的場合。Mini-Lite應用于多進程的應用場合，采用多進程運行方式設計的Server/Client架構能夠較好地解決各個進程之間的窗口管理、Z序剪切等問題。MiniGUI還有一種從Mini-Lite衍生出的standalone運行模式。與Lite架構不同的是，standalone模式一次只能以窗口最大化的方式顯示一個窗口。這在顯示屏尺寸較小的應用場合具有一定的應用意義。
　　MiniGUI的IAL層技術SVGA lib、LibGGI、基于framebuffer的native圖形引擎以及啞圖形引擎等，對于Trolltech公司的QVFB在X Window下也有較好的支持。IAL層則支持Linux標準控制臺下的GPM鼠標服務、觸摸屏、標準鍵盤等。
　　MiniGUI下豐富的控件資源也是MiniGUI的特點之一。當前MiniGUI的最新版本是1.3.3。在該版本的控件中已經添加了窗口皮膚、工具條等桌面GUI中的高級控件支持。對比其他系統，“Mini”是MiniGUI的特色，輕量、高性能和高效率的MiniGUI已經應用在電視機頂盒、實時控制系統、掌上電腦等諸多場合。
　　12.1.3 Microwindows、Tiny X等
　　Microwindows Open Source Project成立的宗旨在于針對體積小的裝置，建立一套先進的視窗環境，在Linux桌面上通過交叉編譯可以很容易地制作出Microwindows的程序。Microwindows能夠在沒有任何操作系統或其他圖形系統的支持下運行，它能對裸顯示設備進行直接操作。這樣，Microwindows就顯得十分小巧，便于移植到各種硬件和軟件系統上。
　　然而Microwindows的免費版本進展一直很慢，幾乎處于停頓狀態，而且至今為止，國內沒有任何一家對Microwindows提供全面技術支持、服務和擔保的專業公司。
　　Tiny X Server是XFree86 Project的一部分，由Keith Pachard發展起來的，而他本身就是XFree86專案的核心成員之一。一般的X Server都過于龐大，因此Keith Packard就以XFree86為基礎，精簡而成Tiny X Server，它的體積可以小到幾百KB，非常適合應用于嵌入式環境。
　　就純X Window System搭配Tiny X Server架構來說，其最大的優點就是具有很好的彈性開發機制，并能大大提高開發速度。因為與桌面的X架構相同，因此相對于很多以Qt、GTK+、FLTK等為基礎開發的軟件可以很容易地移植過來。
　　雖然移植方便，但是卻有體積大的缺點，由于很多軟件本來是針對桌面環境開發的，因此無形之中具備了桌面環境中很多復雜的功能。因此“調?！弊兂刹捎么思軜嬜畲蟮恼n題，有時候重新改寫可能比調校所需的時間還短。
　　表12.2總結了常見GUI的參數比較。
　　表12.2 常見GUI參數比較
　　名 稱
　　參 數MiniGUIOpenGUIQt/Embedded
　　API（完備性）Win32（很完備）私有（很完備）Qt（C＋＋）（很完備）
　　函數庫的典型大小300KB300KB600KB
　　移植性很好只支持x86平臺較好
　　授權條款LGPLLGPLQPL/GPL
　　系統消耗小最小最大
　　操作系統支持LinuxLinux，DOS，QNXLinux
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