在進行Linux下的圖形系統編程時，我們常常會遇到以下這些概念：

Framebuffer,?X11,?SDL，DFB,?miniGUI,?OpenGL，QT,?GTK，KDE,?GNOME等等。

一、Linux?圖形領域的基礎設施1.1?X?Window

X?Window從邏輯上分為三層：X?Server、X?Client和X協議。

最底層的X?Server(X服務器)主要處理輸入/輸出信息并維護相關資源，它接受來自鍵盤、鼠標的操作并將它交給X?Client(X客戶端)作出反饋，而由X?Client傳來的輸出信息也由它來負責輸出；

最上層的X?Client則提供一個完整的GUI界面，負責與用戶的直接交互(KDE、GNOME都是一個X?Client)。

X協議則是銜接X?Server與X?Client的通訊協議，它的任務是充當這兩者的溝通管道。盡管UNIX廠商采用相同的X?Window，但終端的X?Client并不相同。

XFree86是X?Window系統的一個開源的實現。它主要運行于Unix以及類Unix操作系統上。XFree86在顯示硬件(鼠標、鍵盤以及顯卡)與桌面環境(也就是窗口管理器)之間提供了一個Client/Server接口。

1.2?SVGALib

SVGALib是Linux下的底層圖形庫，也是Linux系統中最早出現的非X圖形支持庫，它支持標準的VGA圖形模式和一些其他的模式，SVGALib的缺點是程序必須以root權限登錄，并且它是基于圖形卡的，所以不是所有的硬件都支持它。

自從framebuffer這個孿生姐妹誕生后，許多軟件由只支持SVGALib變為同時支持兩者，甚至一些流行的高層函數庫如QT?和GTK只支持Framebuffer，作為一個老的圖形支持庫，SVGALib目前的應用范圍越來越小，尤其是在?Linux?內核增加了FrameBuffer驅動支持之后。

1.3?FrameBuffer

FrameBuffer是出現在Linux?2.2.xx內核當中的一種驅動程序接口。這種接口將顯示設備抽象為幀緩沖區。用戶可以將它看成是顯示內存的一個映像，將其映射到進程地址空間之后，就可以直接對顯存進行讀寫操作，而寫操作可以立即反映在屏幕上。該驅動程序的設備文件一般是/dev/fb0、/dev/fb1?等等。

在應用程序中，一般通過將FrameBuffer設備映射到進程地址空間的方式

來使用，比如下面的程序就打開/dev/fb0設備，并通過mmap系統調用進行地址映射，隨后用memset將屏幕清空(這里假設顯示模式是1024x766-8位色模式線性內存模式)：

FrameBuffer設備還提供了若干ioctl命令，通過這些命令，可以獲得顯示

設備的一些固定信息(比如顯示內存大小)、與顯示模式相關的可變信息(比如分辨率、象素結構、每掃描線的字節寬度)，以及偽彩色模式下的調色板信息等等。

FrameBuffer實際上只是一個提供顯示內存和顯示芯片寄存器從物理內存映

射到進程地址空間中的設備。所以，對于應用程序而言，如果希望在FrameBuf

之上進行圖形編程，還需要完成其他許多工作。FrameBuffer?就像一張畫布，用什么樣子的畫筆，如何畫畫，還需要你自己動手完成。

1.4?LibGGI

LibGGI試圖建立一個一般性的圖形接口，而這個抽象接口連同相關的輸入(鼠標、鍵盤、游戲桿等)抽象接口一起，可以方便地運行在X?Window、SVGALib、FrameBuffer等等之上。建立在LibGGI之上的應用程序，不需重新編譯，就可以在上述這些底層圖形接口上運行。但不知何故，LibGGI的發展幾乎停滯。

二、Linux?圖形領域的高級函數庫2.1?Xlib及其他相關函數庫在X?Window系統中進行圖形編程時，可以選擇直接使用Xlib。Xlib實際上是對底層X協議的封裝，可通過該函數庫進行一般的圖形輸出。如果你的X?Server支持DGA，則可以通過DGA擴展直接訪問顯示設備，從而獲得加速支持。對一般用戶而言，由于Xlib的接口太原始而且復雜，因此一般的圖形程序選擇其他高級一些的圖形庫作為基礎。比如GTK、QT?等等。這兩個函數庫同時還是一些高級的圖形用戶界面的支持函數庫。由于種種原因，GTK、QT等函數庫存在龐大、占用系統資源多的問題，不太適合在嵌入式系統中使用。這時，你可以選擇使用?FLTK，這是一個輕量級的圖形函數庫，但它的主要功能集中在用戶界面上，提供了較為豐富的控件集。2.2?SDL

SDL(Simple?DirectMedia?Layer)是一個跨平臺的多媒體游戲支持庫。其中包含了對圖形、聲音、游戲桿、線程等等的支持，目前可以運行在許多平臺上，其中包括?X?Window、X?Window?with?DGA、Linux?FrameBuffer控制臺、Linux?SVGALib，以及Windows?DirectX、BeOS?等等。因為SDL是專門為游戲和多媒體應用而設計開發，所以它對圖形的支持非常優秀，尤其是高級圖形能力，比如Alpha混和、透明處理、YUV覆蓋、Gamma?校正等等。而且在SDL環境中能夠非常方便地加載支持OpenGL的Mesa庫，從而提供對二維和三維圖形的支持。可以說，SDL是編寫跨平臺游戲和多媒體應用的最佳平臺，也的確得到了廣泛應用。相關信息，可參閱?http://www.libsdl.org/。2.3?Allegro

Allegro是一個專門為x86平臺設計的游戲圖形庫。最初的Allegro運行在?DOS環境下，而目前可運行在Linux?FrameBuffer控制臺、Linux?SVGALib、X?Window等系統上。Allegro提供了一些豐富的圖形功能，包括矩形填充和樣條曲線生成等等，而且具有較好的三維圖形顯示能力。由于Allegro的許多關鍵代碼是采用匯編編寫的，所以該函數庫具有運行速度快、資源占用少的特點。然而，Allegro也存在如下缺點：1)對線程的支持較差。Allegro的許多函數是非線程安全的，不能同時在兩個以上的線程中使用。2)對硬件加速能力的支持不足，在設計上沒有為硬件加速提供接口。有關?Allegro?的進一步信息，可參閱http://www.allegro.cc/。2.4?Mesa3D

Mesa3D是一個兼容OpenGL規范的開放源碼函數庫，是目前Linux上提供專業三維圖形支持的惟一選擇。Mesa3D同時也是一個跨平臺的函數庫，能夠運行在X?Window、X?Window?with?DGA、BeOS、Linux?SVGALib?等平臺上。2.5?DirectFB

DirectFB是專注于Linux?FrameBuffer硬件加速的一個圖形庫，并試圖建立一個兼容GTK的嵌入式GUI系統。它以可裝載函數庫的形式提供對加速?FrameBuffer驅動程序的支持。目前，該函數庫正在開發之中(最新版本?0.9.97)，詳情可見?http://www.directfb.org/。

三、面向嵌入式Linux系統的圖形用戶界面3.1?MicoroWindows/NanoX

MicroWindows(http://microwindows.censoft.com/)是一個開放源碼的項目，目前由美國Century?Software公司主持開發。該項目的開發一度非常活躍，國內也有人參與了其中的開發，并編寫了GB2312等字符集的支持。但在?Qt/Embedded發布以來，該項目變得不太活躍，并長時間停留在0.89Pre7版本。可以說，以開放源碼形勢發展的MicroWindows項目，已基本停滯。MicroWindows是一個典型的基于客戶/服務器體系結構的GUI系統，基本分為三層。最底層是面向圖形輸出和鍵盤、鼠標或觸摸屏的驅動程序；中間層提供底層硬件的抽象接口，并進行窗口管理；最高層分別提供兼容于X?Window和?Windows?CE(Win32?子集)的API。該項目的主要特色在于提供了類似X的客戶/服務器體系結構，并提供了相對完善的圖形功能，包括一些高級的功能，比如Alpha混合，三維支持，TrueType?字體支持等。但需要注意的是，MicroWindows的圖形引擎存在許多問題，可以歸納如下：1)無任何硬件加速能力。2)圖形引擎中存在許多低效算法，同時未經任何優化。比如在直線或者圓弧繪圖函數中，存在低效的逐點判斷剪切的問題。3)代碼質量較差。由于該項目缺少一個強有力的核心代碼維護人員，因此代碼質量參差不齊，影響整體系統穩定性。這也是MicroWindows長時間停留在?0.89Pre7?版本上的原因。MicroWindows?采用MPL條款發布(該條款基本類似?LGPL?條款)。3.2?OpenGUI

OpenGUI(http://www.tutok.sk/fastgl/)在Linux系統上存在已經很長時間了。最初的名字叫FastGL，只支持256色的線性顯存模式，但目前也支持其他顯示模式，并且支持多種操作系統平臺，比如?MS-DOS、QNX?和Linux等等，不過目前只支持x86硬件平臺。OpenGUI也分為三層。最低層是由匯編編寫的快速圖形引擎；中間層提供了圖形繪制API，包括線條、矩形、圓弧等，并且兼容于?Borland的BGI?API。第三層用C++編寫，提供了完整的GUI對象集。OpenGUI采用LGPL條款發布。OpenGUI比較適合于基于x86平臺的實時系統，可移植性稍差，目前的發展也基本停滯。3.3?Qt/Embedded

Qt/Embedded是著名的Qt庫開發商TrollTech(http://www.trolltech.com/)發布的面向嵌入式系統的Qt版本。因為Qt是KDE等項目使用的GUI支持庫，所以有許多基于Qt?的X?Window程序可以非常方便地移植到Qt/Embedded版本上。因此，自從Qt/Embedded以GPL條款形勢發布以來，就有大量的嵌入式Linux開發商轉到了Qt/Embedded系統上。比如韓國的Miz?公司，臺灣省的某些嵌入式Linux應用開發商等等。不過，在筆者看來，Qt/Embedded還有一些問題值得開發者注意：1)目前，該系統采用兩種條款發布，其中包括GPL條款。對函數庫使用GPL條款，意味著其上的應用需要遵循GPL條款。當然了，如果要開發商業程序，TrollTech也允許你采用另外一個授權條款，這時，就必須向TrollTech交納授權費用了。2)Qt/Embedded是一個C++函數庫，盡管Qt/Embedded聲稱可以裁剪到最少?630K，但這時的Qt/Embedded庫已經基本上失去了使用價值。低的程序效率、大的資源消耗也對運行Qt/Embedded的硬件提出了更高的要求。3)Qt/Embedded庫目前主要針對手持式信息終端，因為對硬件加速支持的匱乏，很難應用到對圖形速度、功能和效率要求較高的嵌入式系統當中，比如機頂盒、游戲終端等等。4)Qt/Embedded提供的控件集風格沿用了PC風格，并不太適合許多手持設備的操作要求。5)Qt/Embedded的結構過于復雜，很難進行底層的擴充、定制和移植，尤其是那個用來實現signal/slot機制的著名的moc文件。因為上述這些原因，目前所見到的Qt/Embedded?的運行環境，幾乎是清一色基于StrongARM的iPAQ。注：目前，Qt/Embedded已經增加了對DirectFB驅動的支持，因此具有了圖形加速能力，其性能也大大地得到提高。

3.4?MiniGUI

MiniGUI(http://www.minigui.org/)是由許多自由軟件開發人員支持的一個自由軟件項目(遵循?LGPL?條款發布)，其目標是為基于Linux?的實時嵌入式系統提供一個輕量級的圖形用戶界面支持系統。該項目自?1998?年底開始到現在，已歷經3年多的開發過程。到目前為止，已經非常成熟和穩定。目前，已經正式發布了穩定版本?1.0.9，并且開始了新版本系列的開發，即?MiniGUI?Version?1.1.x，該系列的正式版也即將發布。在MiniGUI幾年的發展過程中，有許多值得一提的技術創新點，正是由于這些技術上的創新，才使得?MiniGUI?更加適合實時嵌入式系統；而且?MiniGUI?的靈活性非常好，可以應用在包括手持設備、機頂盒、游戲終端等等在內的各種高端或者低端的嵌入式系統當中。這些技術創新包括：1)圖形抽象層。圖形抽象層對頂層?API?基本沒有影響，但大大方便了?MiniGUI?應用程序的移植、調試等工作。目前包含三個圖形引擎，SVGALib、LibGGI?以及直接基于?Linux?FrameBuffer?的?Native?Engine，利用?LibGGI?時，可在?X?Window?上運行?MiniGUI?應用程序，并可非常方便地進行調試。與圖形抽象層相關的還有輸入事件的抽象層。MiniGUI?現在已經被證明能夠在基于?ARM、MIPS、StrongARM?以及?PowerPC?等的嵌入式系統上流暢運行。2)多字體和多字符集支持。這部分通過設備上下文(DC)的邏輯字體(LOGFONT)實現，不管是字體類型還是字符集，都可以非常方便地進行擴充。應用程序在啟動時，可切換系統字符集，比如?GB、BIG5、EUCKR、UJIS。利用?DrawText?等函數時，可通過指定字體而獲得其他字符集支持。對于一個窗口來說，同時顯示不同語種的文字是可能的。MiniGUI?的這種字符集支持不同于傳統通過?UNICODE?實現的多字符集支持，這種實現更加適合于嵌入式系統。

3)兩個不同架構的版本。最初的?MiniGUI?運行在?PThread?庫之上，這個版本適合于功能單一的嵌入式系統，但存在系統健壯性不夠的缺點。在?0.9.98?版本中，我們引入了?MiniGUI-Lite?版本，這個版本在提高系統健壯性的同時，通過一系列創新途徑，避免了傳統?C/S?結構的弱點，為功能復雜的嵌入式系統提供了一個高效、穩定的?GUI?系統。在?MiniGUI?1.1.0?版本的開發中，我們參照?SDL?和?Allegro?的圖形部分，重新設計了圖形抽象層，并增強了圖形功能，同時增強了?MiniGUI-Lite?版本的某些特性。這些特性包括：1)MiniGUI-Lite?支持層的概念。同一層可容納多個能夠同時顯示的客戶程序，并平鋪在屏幕上顯示。2)新的?GAL?能夠支持硬件加速能力，并能夠充分使用顯示內存；新?GAL?之上的新?GDI?接口得到進一步增強。新的?GDI?接口可以支持?Alpha?混和、透明位塊傳輸、光柵操作、YUV覆蓋、Gamma?校正，以及高級圖形功能(橢圓、多邊形、樣條曲線)等等。MiniGUI?新版本在圖形方面的增強和提高，將大大擴展它的應用領域，希望能夠對嵌入式?Linux?上的多媒體應用、游戲開發提供支持。縱觀嵌入式?Linux?系統上的各種圖形系統方案，我們發現，許多圖形系統(如?Qt/Embedded?和?MicoroWindows)，只注重手持設備上的需求，卻不太注重其他應用領域的需求，而其他許多需要圖形支持的嵌入式?Linux?系統卻需要許多獨特的、高級的圖形功能，而不僅僅是圖形用戶界面。為此，在接下來的開發中，我們還將在如下領域繼續開發?MiniGUI：1)提供運行在?MiniGUI上的?JAVA?虛擬機?AWT?組件的實現。2)提供?MiniGUI?上的OpenGL?實現。3)提供類QT?控件集的C++?封裝。3)提供窗口/控件風格主題支持。4)在?MiniGUI-Lite?當中增加對矢量字體的支持。

四、Linux/Unix系統圖形界面原理簡單介紹及GTK、QT、GNOME和KDE的關系

最近IT新聞出現較多的就是諾基亞的新版手機操作系統Symbian?3。今天看到在cnbeta上看大家為這個系統爭論不休，其焦點也逐漸轉移到到塞班新系統的核心技術：Qt?。評論區大家唇槍舌戰，不過很多人連基本概念都沒搞明白，今天正好無事可做，稍微整理下X11,GTK,QT,GNOME，KDE的區別與聯系。

一、在這之前你必須要了解：

1.linux是基于Unix的

2.塞班Symbian、蘋果max?os等系統的最底層也是unix

3.linux本身沒有圖形界面,linux現在的圖形界面的實現只是linux下的應用程序

實現的

4.Xwindow、Xfree中的X是協議,不是具體的某個軟件

5.linux圖形界面層次關系：linux本身-->X服務器窗口管

理器(綜合桌面環境)-->X應用程序

二、linux和windows下界面系統的區別：

圖形界面并不是linux的一部分?,linux只是一個基于命令行的操作系統,linux和Xfree的關系就相當于當年的DOS和?WINDOWS3.0一樣,windows3.0不是獨立的操作系統,它只是DOS的擴充,是DOS下的應用程序級別的系統,不是獨立的操作系統,同樣?XFree只是linux下的一個應用程序而已.不是系統的一部分,但是X的存在可以方便用戶使用電腦.WINDOWS95及以后的版本就不一樣了,他們?的圖形界面是操作系統的一部分,圖形界面在系統內核中就實現了,沒有了圖形界面windows就不成為windows了,但linux卻不一樣,沒有圖形界面linux還是linux,很多裝linux的WEB服務器就根本不裝X服務器。這也WINDOWS和linux的重要區別之一。

三、關于linux兩大圖形界面KDE和Gnome

KDE早于Gnome出現，但是KDE基于的Qt是不遵循GPL開源協議的，Qt是一個跨平臺的C++圖形用戶界面庫?，它是挪威TrollTech公司的產品(2008年底被NOKIA收購)。?Qt具有優良的跨平臺特性(支持Windows、Linux、各種UNIX、OS390和QNX等)、面向對象機制以及豐富的API，同時也可支持2D/3D渲染和OpenGL?API。在當時的同類圖形用戶界面庫產品中，Qt的功能最為強大.但底層的基礎?Qt卻是一個不遵循GPL的商業軟件，這就給KDE上了一道無形的枷鎖并帶來可能的法律風險。一大批自由程序員對KDE項目的決定深為不滿，它們認為利用非自由軟件開發違背了GPL的精神。于是這些GNU的狂熱信徒兵分兩路：其中一部分人去制作Harmonny，試圖重寫出一套兼容Qt的替代品，這個項目雖然技術上相對簡單，但卻沒有獲得KDE項目的支持；另一路人馬則決定重新開發一套名為“GNOME(GNU?Network?Object?Environment)”的圖形環境來替代KDE。

GNOME選擇完全遵循GPL的GTK圖形界面庫為基礎，因此我們也一般將GNOME和KDE兩大陣營稱為GNOME/GTK和?KDE/Qt。與Qt基于C++語言不同，GTK采用較傳統的C語言?，雖然C語言不支持面向對象設計，看起來比較落后，但當時熟悉C語言的開發者遠遠多于熟悉C++的開發者。加之GNOME/GTK完全遵循GPL版權公約，吸引了更多的自由程序員參與。

四、linux/unix基于X?window的圖形顯示處理原理

X?Window從邏輯上分為三層：最底層的X?Server(X服務器)主要處理輸入/輸出信息并維護相關資源，它接受來自鍵盤、鼠標的操作并將它交給X?Client(X客戶端)作出反饋，而由X?Client傳來的輸出信息也由它來負責輸出；最外層的X?Client則提供一個完整的GUI界面，負責與用戶的直接交互(KDE、Gnome都是一個X?Client)，而銜接X?Server與X?Client的就是“X?Protocol(X通訊協議)”、它的任務是充當這兩者的溝通管道。盡管UNIX廠商采用相同的X?Window，但終端的X?Client并不相同。

五、Qt、GTK?和KDE、GNOME的關系

簡單來說：為了方便開發人員編寫X?clients，就有了Xlib來封裝X協議；Xlib還不夠方便，于是就有了qt和gtk，它們提供了很多窗口控件(widgets)。

為了方便用戶?，就出現了gnome和kde等桌面管理系統。一般來說，linux用戶看到的界面就是其中之一了。gnome用的是gtk庫，kde用的是qt庫。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux下c语言绘图库_Linux 下的图形库介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。