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3 面向嵌入式Linux 系统的图形用户界面
3.1 MicoroWindows/NanoX
MicroWindows（http： //microwindows.censoft.com）是一个开放源码的项目，目前由美国 Century Software 公司主持开发。该项目的开发一度非常活跃，国内也有人参与了其中的开发，并编写了 GB2312 等字符集的支持。但在 Qt/Embedded 发布以来，该项目变得不太活跃，并长时间停留在 0.89Pre7 版本。可以说，以开放源码形势发展的 MicroWindows 项目，基本停滞。
MicroWindows 是一个基于典型客户/服务器体系结构的 GUI 系统，基本分为三层。最底层是面向图形输出和键盘、鼠标或触摸屏的驱动程序；中间层提供底层硬件的抽象接口，并进行窗口管理；最高层分别提供兼容于 X Window 和 Windows CE（Win32 子集）的 API.
该项目的主要特色在于提供了类似 X 的客户/服务器体系结构，并提供了相对完善的图形功能，包括一些高级的功能，比如 Alpha 混合，三维支持，TrueType 字体支持等。但需要注意的是，MicroWindows 的图形引擎存在许多问题，可以归纳如下：
1）无任何硬件加速能力。
2）图形引擎中存在许多低效算法，同时未经任何优化。比如在直线或者圆弧绘图函数中，存在低效的逐点判断剪切的问题。
3）代码质量较差。由于该项目缺少一个强有力的核心代码维护人员，因此代码质量参差不齐，影响整体系统稳定性。这也是 MicroWindows 长时间停留在 0.89Pre7 版本上的原因。
MicroWindows 采用 MPL 条款发布（该条款基本类似 LGPL 条款）。
3.2 OpenGUI
OpenGUI（http://www.tutok.sk/fastgl/）在 Linux 系统上存在已经很长时间了。最初的名字叫 FastGL，只支持 256 色的线性显存模式，但目前也支持其他显示模式，并且支持多种操作系统平台，比如 MS-DOS、QNX 和 Linux 等等，不过目前只支持 x86 硬件平台。OpenGUI 也分为三层。最低层是由汇编编写的快速图形引擎；中间层提供了图形绘制 API，包括线条、矩形、圆弧等，并且兼容于 Borland 的 BGI API.第三层用 C++ 编写，提供了完整的 GUI 对象集。
OpenGUI 采用 LGPL 条款发布。OpenGUI 比较适合于基于 x86 平台的实时系统，可移植性稍差，目前的发展也基本停滞。
3.3 Qt/Embedded
Qt/Embedded是著名的 Qt 库开发商 TrollTech（http://www.trolltech.com/）发布的面向嵌入式系统的 Qt 版本。因为 Qt 是 KDE 等项目使用的 GUI 支持库，所以有许多基于 Qt 的 X Window 程序可以非常方便地移植到 Qt/Embedded 版本上。因此，自从 Qt/Embedded 以 GPL 条款形势发布以来，就有大量的嵌入式 Linux 开发商转到了 Qt/Embedded 系统上。比如韩国的 Mizi 公司，台湾省的某些嵌入式 Linux 应用开发商等等。
不过，在笔者看来，Qt/Embedded 还有一些问题值得开发者注意：
1）目前，该系统采用两种条款发布，其中包括 GPL 条款。对函数库使用 GPL 条款，意味着其上的应用需要遵循 GPL 条款。当然了，如果要开发商业程序，TrollTech 也允许你采用另外一个授权条款，这时，就必须向 TrollTech 交纳授权费用了。
2）Qt/Embedded 是一个 C++ 函数库，尽管 Qt/Embedded 声称可以裁剪到最少 630K，但这时的 Qt/Embedded 库已经基本上失去了使用价值。低的程序效率、大的资源消耗也对运行 Qt/Embedded 的硬件提出了更高的要求。
3）Qt/Embedded 库目前主要针对手持式信息终端，因为对硬件加速支持的匮乏，很难应用到对图形速度、功能和效率要求较高的嵌入式系统当中，比如机顶盒、游戏终端等等。
4）Qt/Embedded 提供的控件集风格沿用了 PC 风格，并不太适合许多手持设备的操作要求。
5）Qt/Embedded 的结构过于复杂，很难进行底层的扩充、定制和移植，尤其是那个用来实现 signal/slot 机制的著名的 moc 文件。
因为上述这些原因，目前所见到的 Qt/Embedded 的运行环境，几乎是清一色基于 Strongarm 的 iPAQ.
3.4 MiniGUI
MiniGUI是由笔者主持，并由许多自由软件开发人员支持的一个自由软件项目（遵循 LGPL 条款发布），其目标是为基于 Linux 的实时嵌入式系统提供一个轻量级的图形用户界面支持系统。该项目自 1998 年底开始到现在，已历经 3 年多的开发过程。到目前为止，已经非常成熟和稳定。目前，我们已经正式发布了稳定版本 1.0.9，并且开始了新版本系列的开发，即 MiniGUI Version 1.1.x，该系列的正式版也即将发布。
在 MiniGUI 几年的发展过程中，有许多值得一提的技术创新点，正是由于这些技术上的创新，才使得 MiniGUI 更加适合实时嵌入式系统；而且 MiniGUI 的灵活性非常好，可以应用在包括手持设备、机顶盒、游戏终端等等在内的各种高端或者低端的嵌入式系统当中。这些技术创新包括：
1）图形抽象层。图形抽象层对顶层 API 基本没有影响，但大大方便了 MiniGUI 应用程序的移植、调试等工作。目前包含三个图形引擎，SVGALib、LibGGI 以及直接基于 Linux FrameBuffer 的 Native Engine，利用 LibGGI 时，可在 X Window 上运行 MiniGUI 应用程序，并可非常方便地进行调试。与图形抽象层相关的还有输入事件的抽象层。MiniGUI 现在已经被证明能够在基于 ARM、MIPS、Strongarm 以及 PowerPC 等的嵌入式系统上流畅运行。
2）多字体和多字符集支持。这部分通过设备上下文（DC）的逻辑字体（LOGFONT）实现，不管是字体类型还是字符集，都可以非常方便地进行扩充。应用程序在启动时，可切换系统字符集，比如 GB、BIG5、EUCKR、UJIS.利用 DrawText 等函数时，可通过指定字体而获得其他字符集支持。对于一个窗口来说，同时显示不同语种的文字是可能的。MiniGUI 的这种字符集支持不同于传统通过 UNICODE 实现的多字符集支持，这种实现更加适合于嵌入式系统。
3）两个不同架构的版本。最初的 MiniGUI 运行在 PThread 库之上，这个版本适合于功能单一的嵌入式系统，但存在系统健壮性不够的缺点。在 0.9.98 版本中，我们引入了 MiniGUI-Lite 版本，这个版本在提高系统健壮性的同时，通过一系列创新途径，避免了传统 C/S 结构的弱点，为功能复杂的嵌入式系统提供了一个高效、稳定的 GUI 系统。
在 MiniGUI 1.1.0 版本的开发中，我们参照 SDL 和 Allegro 的图形部分，重新设计了图形抽象层，并增强了图形功能，同时增强了 MiniGUI-Lite 版本的某些特性。这些特性包括：
1）MiniGUI-Lite 支持层的概念。同一层可容纳多个能够同时显示的客户程序，并平铺在屏幕上显示。
2）新的 GAL 能够支持硬件加速能力，并能够充分使用显示内存；新 GAL 之上的新 GDI 接口得到进一步增强。新的 GDI 接口可以支持 Alpha 混和、透明位块传输、光栅操作、YUV覆盖、Gamma 校正，以及高级图形功能（椭圆、多边形、样条曲线）等等。
MiniGUI 新版本在图形方面的增强和提高，将大大扩展它的应用领域，希望能够对嵌入式 Linux 上的多媒体应用、游戏开发提供支持。
纵观嵌入式 Linux 系统上的各种图形系统方案，我们发现，许多图形系统（如 Qt/Embedded 和 MicoroWindows），只注重手持设备上的需求，却不太注重其他应用领域的需求，而其他许多需要图形支持的嵌入式 Linux 系统却需要许多独特的、高级的图形功能，而不仅仅是图形用户界面。为此，在接下来的开发中，我们还将在如下领域继续开发 MiniGUI：
1）提供运行在 MiniGUI 上的 JAVA 虚拟机 AWT 组件的实现。
2）提供 MiniGUI 上的 OpenGL 实现。
3）提供类 QT 控件集的 C++ 封装。
3）提供窗口/控件风格主题支持。
4）在 MiniGUI-Lite 当中增加对矢量字体的支持。
4 小结
综上所述，笔者认为在嵌入式 Linux 图形领域，还有许多有待开发人员仔细研究和解决的问题。MiniGUI 的新的发展，也正源于对这些需求的认识之上。我们也衷心希望能够有更多的自由软件开发人员加盟 MiniGUI 的开发，一同开发新的嵌入式 Linux 的图形系统。 |
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