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嵌入式Linux下基于帧缓冲技术的图形库研究与系统实现

作　者: 夏凡
导　师: 陈蜀宇
学　校: 重庆大学
专　业: 软件工程
关键词: Linux 帧缓冲窗口消息控件
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 45次
引　用: 0次
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内容摘要

随着后PC时代的到来,嵌入式系统的性能有了大幅度的提高,应用范围也越来越广,当初的一些简单的人机交互接口已经无法满足人们的要求。而与此同时,图形交互界面在台式PC机上早已普及并成熟。于是在嵌入式系统中也逐渐出现了图形用户界面(Graphic User Interface)。图形用户界面的显示离不开系统中图形库的支持。本论文不是探讨如何裁剪、修改、移植已存在的高级图形库到嵌入式系统,而是讨论如何直接以嵌入式Linux系统的帧缓冲技术为基础,设计并实现出一个小型的图形库(帧缓冲技术由Framebuffer设备提供,它能够对显卡进行最原始的操作,如将某数据写入显存的某个位置而显示某个点),并最终将其应用于项目实践中。本论文的主要工作如下:①结合中点画线算法、中点画圆算法、种子填充算法,实现图形库对矢量图形(点、线、面)显示的支持。②通过读取位图信息头获取的长度、宽度信息,运用Framebuffer映射位图图形数据阵列到帧缓冲区的方法,实现图形库对位图显示的支持。③设计一个小型的点阵字符库,通过点阵字符显示原理实现图形库对常用ASCII字符显示的支持。④设计定义了只包含客户区的窗口,用矢量图形显示的方法实现窗口的显示。⑤通过消息队列和循环读取的方式,实现消息响应机制(主要响应定时器消息、触摸屏消息、按键消息),使图形库能够响应外部输入,实现人机交互。⑥用单链表的方式设计并实现一系列对象化的窗口控件,以方便基于本图形库的应用程序开发。最终通过实验证明,本论文设计并实现的图形库具备上述功能,并展示了基于本图形库的应用程序的运行效果。最后还将本图形库与嵌入式系统的其它图形库做了个对比,体现了本图形库在嵌入式领域的应用优势。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-11
  1.1 背景  8
  1.2 国内外研究现状  8-10
  1.3 研究目的和研究内容  10
  1.4 论文组织结构  10-11
2 相关技术  11-18
  2.1 基于Linux 的嵌入式系统  11-13
    2.1.1 嵌入式系统  11
    2.1.2 嵌入式操作系统  11-12
    2.1.3 选择Linux 构造嵌入式系统  12-13
  2.2 Framebuffer 原理  13-18
    2.2.1 Framebuffer 简介  13-14
    2.2.2 Framebuffer 内部结构  14
    2.2.3 Framebuffer 的设置  14-15
    2.2.4 Framebuffer 显示机制  15
    2.2.5 Framebuffer 基本编程  15-18
3 图形库的设计  18-31
  3.1 图形库的分层设计  18-20
    3.1.1 设备驱动层  18-19
    3.1.2 中间引擎层  19-20
    3.1.3 API 层  20
  3.2 GUI 对象模块的设计  20-23
    3.2.1 矢量图形的显示  20-21
    3.2.2 BMP 位图的显示  21-22
    3.2.3 字符的显示  22-23
  3.3 窗口模块的设计  23-25
    3.3.1 GUI 窗口介绍  23-24
    3.3.2 坐标系统  24-25
    3.3.3 窗口的输出  25
  3.4 消息机制模块的设计  25-27
  3.5 控件模块的设计  27-31
    3.5.1 按钮  28
    3.5.2 静态框  28-29
    3.5.3 单选框  29
    3.5.4 复选框  29-31
4 图形库的实现  31-49
  4.1 点的绘制的实现  31-32
  4.2 直线绘制的实现与中点画线算法  32-33
  4.3 圆的绘制的实现与中点画圆算法  33-35
  4.4 区域填充与种子填充算法  35-36
  4.5 BMP 位图显示的实现  36-39
  4.6 字符显示的实现与点阵字符原理  39-41
    4.6.1 点阵字符原理  39-40
    4.6.2 字符显示的实现  40-41
  4.7 窗口的实现  41-42
  4.8 消息机制的实现  42-46
    4.8.1 消息  42-44
    4.8.2 消息队列  44-45
    4.8.3 消息循环  45-46
  4.9 控件的实现  46-49
    4.9.1 控件结构体与控件链表  46-47
    4.9.2 控件的点击处理  47-49
5 系统测试与对比  49-57
  5.1 系统测试  49-53
    5.1.1 Framebuffer 环境设置  49-51
    5.1.2 编写基于本图形库的应用程序和Makefile 文件  51-53
  5.2 系统运行效果  53-55
  5.3 本图形库与其它图形库的对比  55-57
6 总结与展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-61
附录  61
  A 作者在攻读学位期间发表的论文目录  61
  B 作者在攻读学位期间参与的科研项目  61

嵌入式Linux下基于帧缓冲技术的图形库研究与系统实现

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