DirectFB和Cairo的嵌入式圖形開發(fā)實(shí)踐
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DirectFB是一個提供硬件圖形加速、輸入設(shè)備處理抽象并集成了透明功能窗體系統(tǒng)和多顯示層處理的開源庫。通過對底層硬件不支持的圖形操作以回調(diào)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，DirectFB實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備的完全抽象。另外DirectFB在設(shè)計之初就充分考慮嵌入式系統(tǒng)的固有特性，體積小巧，資源消耗低。作為嵌入式系統(tǒng)中強(qiáng)大的圖形處理庫，DirectFB成為Linux下圖形處理的一個新的標(biāo)準(zhǔn)(CELF AVG 1．0標(biāo)準(zhǔn))。
使用DirectFB可以繞開X Window系統(tǒng)，讓應(yīng)用程序直接操作Frame Buffer，從而加速和簡化圖形操作。這對于嵌入式系統(tǒng)是很重要的，因?yàn)樵谫Y源有限的嵌入式系統(tǒng)中通常沒有運(yùn)行X Window。當(dāng)然，DirectFB可以采用XDirectFB來開發(fā)，這樣原來基于X Window開發(fā)的程序不需要修改就可以運(yùn)行起來。
DirectFB采用的是LGPL協(xié)議，因而可做商用開發(fā)庫。LinuxTV、Palm Foleo等移動公司的項(xiàng)目均采用DirectFB作為底層圖形庫。
值得一提的是，考慮跨平臺、多語言等特定需求，開發(fā)者可以選擇以DirectFB為后端的Cairo圖形庫進(jìn)行2D圖形操作。實(shí)踐證明，這是一種嵌入式系統(tǒng)中高效、通用的解決方案。
本文在介紹DirectFB相關(guān)特性之后，通過實(shí)例說明了其在嵌入式系統(tǒng)中的開發(fā)方法，并對基于DirectFB的Cairo圖形庫的使用關(guān)鍵點(diǎn)作了相關(guān)介紹。
1 輕量級圖形處理庫DirectFB
DirectFB提供了豐富的圖形操作方法，而且所有操作在芯片支持的前提下均可進(jìn)行硬件加速。例如：矩形和三角形繪制和填充、BLIT、Porter／Duff規(guī)則混色等。Di―reetFB內(nèi)部集成了一個簡易的窗口系統(tǒng)，支持透明窗體。顯示層和輸入設(shè)備等資源可以通過加鎖的方式訪問。DirectFB對任何通用表面(surface)都提供了抽象，這使得窗口和全屏之間的切換只需要簡單的設(shè)置合作級別即可。
1．1 DirectFB整體框圖介紹
DirectFB通過操作系統(tǒng)中Frame Buffer驅(qū)動程序提供的內(nèi)核接口來訪問圖形硬件設(shè)備，這意味著DirectFB需要Frame Buffer驅(qū)動才可以工作。無論是否使用硬件加速，DirectFB都需要驅(qū)動完成設(shè)置分辨率、色深等視頻模式，映射Frame Buffer等操作。對于特定的圖形操作，DirectFB通過訪問圖形硬件的內(nèi)存映射端口，提交命令給顯卡加速引擎來實(shí)現(xiàn)。其整體框架如圖1所示。
1.2 DirectFB接口框架
DirectFB提供了一套C接口給用戶調(diào)用DirectFB的各項(xiàng)功能。在DirectFB中，接口實(shí)質(zhì)上是一個結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體中包含了功能函數(shù)指針，不同接口的函數(shù)指針指向不同的核心函數(shù)。比如IDireetFBSurface接口代表屏幕中可操作的區(qū)塊，其中封裝了BLIT、畫框、畫線和FLIP等核心操作。
其中IDirectFB是整個庫的頂層接口，可以通過DirectFBCreate函數(shù)來創(chuàng)建，其他接口可以通過這個接口創(chuàng)建。所有存在的接口也可以通過它來枚舉訪問。圖2展示了DireetFB的接口框架。
表1對主要接口模塊的功能作了簡單說明。具體的操作可以查看DirectFB官方網(wǎng)站的相關(guān)幫助文檔。
2 DirectFB應(yīng)用開發(fā)
下面通過一個例子說明使用DirectFB接口的開發(fā)方法：
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