當前嵌入式系統(tǒng)中GUI 的實現(xiàn)方式主要有兩種：一是采用現(xiàn)有的GUI 庫;第二種是開發(fā)商基于嵌入式操作系統(tǒng)設計特有的GUI 系統(tǒng)。采用第1種方式一般要對通用GUI 庫進行剪裁和個性化定制，也往往要支出額外的成本來獲得軟件授權。相對而言，第2 種方法實現(xiàn)的GUI 占用資源較小、容易滿足嵌入式系統(tǒng)的實時性和個性化需求。

　　本文采用第2 種方式，在嵌入式Linux下使用C 語言實現(xiàn)了一個界面美觀、輕量級、占用資源少、執(zhí)行效率高的圖形用戶界面系統(tǒng)SKY-GUI.本文的結構如下：第1 部分介紹SKY-GUI 的基本結構;第2部分給出具體的模塊設計;第3 部分給出其實驗和測試結果;最后總結。

　　1 SKY-GUI 基本結構

　　SKY-GUI 系統(tǒng)的功能主要有以下四點：

　　(1)接收各種輸入設備的輸入。

　　(2)建立消息循環(huán)，將設備的輸入翻譯為抽象的事件。

　　(3)建立窗口和控件對象系統(tǒng)，組織好各個抽象模塊的關系，處理各種GUI 事件。

　　(4)將GUI 對象通過具體形狀顯示在屏幕上，通過動畫將系統(tǒng)的狀態(tài)變化呈現(xiàn)給用戶。

　　基于這樣的設計目標，SKY-GUI 結構如圖1 所示。

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　　圖1 SKY-GUI 的整體架構

　　它主要由輸入抽象層、顯示抽象層、事件系統(tǒng)和窗口系統(tǒng)四大部分組成。輸入抽象層管理所有的輸入設備，將用戶的操作轉化成消息送入事件系統(tǒng)。

　　顯示抽象層操作顯示設備，提供給窗口系統(tǒng)繪畫、貼圖、顯示字體接口。事件系統(tǒng)為窗口系統(tǒng)提供消息獲取、存儲和處理的機制。窗口系統(tǒng)是SKY-GUI 的核心，定義了各種控件和窗口，描述它們之間的邏輯關系和消息循環(huán)關系。下面將分別對這四大組成部分的設計進行介紹。

　　2 SKY-GUI 模塊設計

　　2. 1 輸入抽象層

　　輸入抽象層為各種輸入設備對事件系統(tǒng)的輸入接口，它是一個單獨的線程，其流程如圖2 所示。

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　　圖2 輸入抽象層流程。

　　輸入抽象層首先對GUI 所需的各種輸入設備初始化，而后等待各個設備的輸入。當接到設備輸入，就把用戶對設備的操作翻譯成消息，送至事件系統(tǒng)最底層消息隊列(在異2. 3. 2 詳細討論)中。

　　設備輸入的翻譯過程根據具體的輸入設備而定。對于鍵盤，只要將其鍵值和該鍵的狀態(tài)封成消息。對于鼠標，除了要記錄其按鍵狀態(tài)，還要根據鼠標當前的位置和屏幕的大小將輸入的位移分量轉化成鼠標的新位置封入消息。

　　2. 2 顯示抽象層

　　顯示抽象層的作用是為窗口系統(tǒng)提供顯示接口函數(shù)，包括基本圖形接口(畫點、畫線、填充矩形、區(qū)域拷貝、Alpha 混合等)、貼圖接口和字體接口三大功能，其結構如圖3 所示。

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　　圖3 顯示抽象層的結構。

　　顯示抽象層在嵌入式Linux 下的基礎設備為幀緩沖，對其按坐標寫入或讀出顏色值即可實現(xiàn)基本的圖形接口的功能。

　　簡單的貼圖功能用基本圖形接口加bmp 格式的文件(圖片不經過壓縮，其顏色分量按坐標順序存儲)就可以實現(xiàn)。為了讓界面更加美觀，SKY-GUI移植了開源的jpeg 庫和png 庫來解壓相應格式的壓縮圖片文件，實現(xiàn)了對這兩種圖片格式的支持。

　　對字體的支持當然必不可少。點陣字體把字體的位圖按12伊12、16伊16 等格式存入二進制文件，可以比較容易地實現(xiàn)字體接口，但字體不能隨意放大縮小，且放大后字體有明顯的鋸齒。矢量字體用數(shù)學方程加字形上的關鍵點來描述字體，可以進行無級縮放，為界面的繪制帶來極大的靈活性。SKY-GUI 移植了開源的Freetype 庫，用其尋址矢量字體文件并生成字體位圖，實現(xiàn)了對矢量字體的支持。

　　2. 3 事件系統(tǒng)

　　事件系統(tǒng)為SKY-GUI 的其他三大部分提供消息發(fā)送、存儲、獲取和處理的功能。其核心為消息、消息隊列和消息處理函數(shù)。

　　2. 3. 1 消息定義

　　SKY-GUI 的消息定義為：

　　typedef STruct __MSG {

　　HWND hWnd;搖/ / 窗口指針

　　int event;搖/ / 事件編號

　　void* wParam;搖/ / 事件附加參數(shù)1

　　void* lParam;搖/ / 事件附加參數(shù)2

　　} MSG;

　　hWnd 為指向窗口的指針，表明此消息需要發(fā)給哪個窗口。event 為事件編號，用不同的整數(shù)代表不同的事件。wParam 和lParam 為事件的附加參數(shù)，它們的含義根據事件類型的不同而定，例如，在鼠標消息中這兩個參數(shù)就代表光標在屏幕上的坐標位置。