VxWorks漢字顯示解決方案
VxWorks漢字顯示解決方案
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一. VxWorks操作系統(tǒng)圖形顯示方案
VxWorks作為嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的龍頭老大，在國內(nèi)應(yīng)用已非常廣泛，其中包括工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備、家庭視聽、車載電子等許多需要本地顯示的行業(yè)。作為國內(nèi)的顯示應(yīng)用，漢字顯示是必不可少的，而vxWorks原廠商沒有直接提供完備的漢字顯示解決方案，本文就這個(gè)熱點(diǎn)論題，通過對VxWorks顯示組件的分析，具體給出一種漢字顯示的方案。
VxWorks的漢字顯示首先需要一種圖形解決方案，只有工作在圖形模式下才可能顯示漢字。vxWorks有三種顯示的方案可供選擇：
1. WindML + Zinc:WindML是wind river mutli-media library 的簡稱，其中包含UGL（universal graphics library）。該組件直接控制顯示硬件，主要提供顯示模式設(shè)置、標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出控制、點(diǎn)線面作圖等函數(shù)，編程接口很類似于Torbo C，Borland C里的圖形庫。Zinc基于WindML，提供了類Windows風(fēng)格的接口，有各種控件被封裝于內(nèi)，編程接口很類似于windows編程。
2．WindML + Jworks:Jworks 提供Java的支持，在VxWorks上啟動(dòng)Java 虛擬機(jī)來解釋Java語言，圖形開發(fā)編程接口是Java語言，Java虛擬機(jī)的圖形實(shí)現(xiàn)基于WindML。
3．web server + WindML + Jworks + browser:web server 使顯示編程接口成為編寫網(wǎng)頁，可以通過遠(yuǎn)程的browser來訪問而使設(shè)備具有遠(yuǎn)程顯示接口，也可以在本機(jī)做browser使設(shè)備具有本機(jī)顯示接口，該browser的實(shí)現(xiàn)需要WindML或Jworks的支持。
上述方案內(nèi)，純web server的方案不需要本地漢字顯示，只要在網(wǎng)頁上放國標(biāo)碼或unicode碼等，由遠(yuǎn)程的browser去實(shí)現(xiàn)顯示；其它方案基本上都需要WindML的支持，這是因?yàn)閂xWorks系統(tǒng)里所有底層的顯示操作都是通過WindML實(shí)現(xiàn)。
二．漢字顯示方案實(shí)現(xiàn)本地漢字顯示的方案一定會(huì)涉及到WindML，只是不同的方案對WindML的依賴程度有所不同，一般有如下幾種：
1．利用WindML對雙字節(jié)編碼的支持，實(shí)現(xiàn)對漢字的點(diǎn)陣存儲(chǔ)、點(diǎn)陣獲取、點(diǎn)陣顯示的全過程，并使用WindML的雙字節(jié)顯示函數(shù)實(shí)現(xiàn)漢字碼到漢字顯示。這種方法使用了系統(tǒng)機(jī)制，是最根本的解決方法，并使使用WindML的其它上層組件很方便的實(shí)現(xiàn)漢字顯示。
2．自己開發(fā)點(diǎn)陣存儲(chǔ)、點(diǎn)陣獲取、點(diǎn)陣顯示，改造WindML的雙字節(jié)或單字節(jié)顯示函數(shù)，使其能判斷漢字碼，一旦判斷出漢字碼，則使用自己開發(fā)的點(diǎn)陣獲取、點(diǎn)陣顯示等把漢字顯示出來。該方法對點(diǎn)陣的操作更加靈活，適合非標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)陣算法，或者當(dāng)開發(fā)者已有成熟的點(diǎn)陣操作方法時(shí)，把該方法綁接到WindML上。
3．完全自己開發(fā)一套點(diǎn)陣存儲(chǔ)、點(diǎn)陣獲取、點(diǎn)陣顯示、漢字顯示函數(shù)，使用者使用特定的漢字顯示函數(shù)把漢字顯示出來。該方法具有最大的靈活性，甚至不理睬WindML的任何機(jī)制，直接在上層組件里實(shí)現(xiàn)，但這種方法使程序的中英文混合顯示變得復(fù)雜，程序可移植性也比較差。
本文將就第一種顯示方案和第一種漢字顯示方案詳細(xì)論述WindML的雙字節(jié)編碼機(jī)制，并利用該機(jī)制構(gòu)建WindML漢字顯示框架，并論述Zinc如何使用該框架。這些機(jī)制和思路其實(shí)是任何方案都需要考慮的，對繞開WindML的方案也具有指導(dǎo)和借鑒意義。
三． WindML的點(diǎn)陣參數(shù)先來討論一下WindML點(diǎn)陣的各種參數(shù)：
1．每個(gè)字模都有一個(gè)占據(jù)的空間，該空間對于點(diǎn)陣字庫里的每個(gè)字是一樣大的，所有字符點(diǎn)陣的大小都不應(yīng)該超過該空間，如果超過，顯示時(shí)超出部分將被截掉。相關(guān)參數(shù)有：
maxAdvance：最大寬度（橫向）大小，點(diǎn)為單位。
maxAscent，maxDescent：maxAscent + maxDescend 是最大長度（即縱向）大小，兩數(shù)的交界決定了一個(gè)baseline，maxAscent是baseline以上的長度，maxDescent是baseline以下的部分。Baseline對于定位具體字符點(diǎn)陣的打點(diǎn)起始位置非常重要，另外如果有一行來自同一個(gè)字符集的字符串，則這些字符的baseline是在一條線上的。maxAscent + maxDescent 有時(shí)被稱為字符表高度height，注意要與下面所述的字符高度區(qū)別開來。
2．每個(gè)字符點(diǎn)陣也有一個(gè)范圍大小，該大小與每個(gè)字符有關(guān)，該大小一般不會(huì)填滿整個(gè)字?？臻g。相關(guān)參數(shù)有：
width：寬度。
height：高度。
ascent：點(diǎn)陣打點(diǎn)開始位置在baseline之上的偏移，如果是負(fù)數(shù)，則點(diǎn)陣在baseline之下開始打點(diǎn)。
ascent和height決定了點(diǎn)陣從字模的多少行開始打點(diǎn)，要打多少行。而列的打點(diǎn)起始位置，固定是0，即字模的最左邊，所以只有width描述打點(diǎn)的寬度。
3． 字符橫向和縱向都要有額外空間，以防止字符粘接重疊。相關(guān)參數(shù)有：
leading：行間距。
4． 對字符的一些變換選項(xiàng)，字符讀取的標(biāo)志等。相關(guān)參數(shù)有：
pixelSize：平均行、列大小。
weight：行、列加粗屬性。
italic：斜體屬性。
spacing：字符行間距屬性。
charSet：字符集標(biāo)志。
faceName：字符集名稱。
familyName：字符集的家族名稱。
scalable：字符放大縮小比例。
WindML顯示字符時(shí)，以maxAscent + maxDescend作為字符高度（不加leading），以width作為字符寬度（不以maxAdvance，不判斷spacing），根據(jù)字符ascent和字符height取出字符點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，進(jìn)行weight、italic、scalable等運(yùn)算（很多運(yùn)算需要用戶開發(fā)），然后輸出到屏幕。
四．WindML的點(diǎn)陣存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和操作方法WindML雙字節(jié)編碼顯示的參數(shù)和實(shí)現(xiàn)思路集中體現(xiàn)在點(diǎn)陣存儲(chǔ)文件的結(jié)構(gòu)上，該文件的框架如下（這些文件在WIND_BASE/target/src/ugl/fonts/bmf目錄下）：
UGL_LOCAL const unsigned char UGL_FAR_DATA page0Data[]=
{ …
/* 0x0023 ('#') */
0, /* page*/
0x23, /*index*/
0, /*size (MSB)*/
20, /*size (LSB)*/
8, /*width*/
16, /*height*/
14, /*ascent*/
0x00,0x00,0x00,0x00,0x44,0x44,0x44,0xfe,0x44,0x44,0x44,0xfe,0x44,0x44,0x44,0x00, /*data*/
/*0x0024 and other characters*/
…
…
/*end*/
0,0,0,0
}/*西文擴(kuò)展為雙字節(jié)編碼的點(diǎn)陣表*/
/*上表解析：
page + index 就是該字符的ASCII編碼，不過擴(kuò)為了雙字節(jié)；
size (MSB) + size (LSB) 是該字符的點(diǎn)陣信息大小，注意實(shí)際描述體的長度是2（2字節(jié)page,index）+ 該大小 + 1 （從0開始編大小，所以從1數(shù)要加1），而ascent之后的真正點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的大小是 該大小減4 ；
width + height 是該點(diǎn)陣資料的寬度和長度；
ascent是點(diǎn)陣處在baseline以上的偏移位置，baseline的位置要看整個(gè)字符表描述結(jié)構(gòu)的定義；
data 是按行掃描得到的點(diǎn)陣資料，是列遞增把行顯示效果排成一個(gè)連續(xù)空間后，按字節(jié)來描述每位的打點(diǎn)狀態(tài)；如果行寬不是8位的整數(shù)倍，不會(huì)把位補(bǔ)0去湊8位整數(shù)倍。
字符點(diǎn)陣描述數(shù)據(jù)依次往下排列，直到以4個(gè)0標(biāo)示結(jié)束。
*/
UGL_LOCAL const unsigned char UGL_FAR_DATA page1Data[]=
{ 0x81, /*page*/
0x40, /*index*/
0, /*size*/
36, /*size*/
16, /*width*/
16, /*height*/
14, /*ascent*/
0x00, 0x08, 0xff, 0xfc, 0x04, 0x00, 0x04, 0x00, 0x08, 0x00, 0x08, 0x10, 0x1f, 0xf8, 0x00, 0x10,
0x00, 0x10, 0x00, 0x10, 0x00, 0x10, 0x00, 0x10, 0x00, 0x10, 0x02, 0x20, 0x01, 0x40, 0x00, 0x80,
/*other characters*/
… …
/*end*/
0,0,0,0
}/*國標(biāo)碼對應(yīng)的點(diǎn)陣表*/
/*上表解析：
數(shù)據(jù)含義與西文表類似，注意字碼是雙字節(jié)國標(biāo)碼
*/
UGL_LOCAL const unsigned char * const pageArray[] =
{
page0Data,
page1Data,
UGL_NULL
};/*總的點(diǎn)陣資料表*/
/*上表解析：
把分類的點(diǎn)陣資料表匯集成一張表，總表以UGL_NULL結(jié)束，注意各個(gè)分表是以0，0，0，0結(jié)束；
可以把漢字表按GB2312編碼的page分類，構(gòu)建多個(gè)漢字分表，然后把分表指針填入該表，當(dāng)然也可以做成一個(gè)漢字大表，把指針放在該表，甚至也可以把中西文點(diǎn)陣做成中西文混合大表，然后把該表指針放在該數(shù)組里。
*/
const UGL_BMF_FONT_DESC uglBMFFont_Song_16 =
{
/* UGL_FONT_DESC structure */
{ { 16, 16}, /* pixelSize */
{UGL_FONT_BOLD_OFF, UGL_FONT_BOLD_OFF }, /* weight */
UGL_FONT_UPRIGHT, /* italic */
UGL_FONT_PROPORTIONAL, /* spacing */
UGL_FONT_UNICODE, /* char set */
"Song 16x16 Dot", /* face name */
"Song" /* family name */
},/*點(diǎn)陣名稱等點(diǎn)陣屬性表*/
/* UGL_BMF_FONT_DESC structure */
/*點(diǎn)陣表的屬性和位置*/
2, /* leading */
14, /* maxAscent */
2, /* maxDescent */
14, /* maxAdvance */
pageArray /* glyph pages */
};/*點(diǎn)陣描述結(jié)構(gòu)*/
/*上表解析：
首先是定義屬性表，然后是定義字模和間距，并定義總的點(diǎn)陣描述表指針。
*/
最后定義的const UGL_BMF_FONT_DESC uglBMFFont_Song_16 包含了該點(diǎn)陣的所有信息。只要能定位住該結(jié)構(gòu)，則任何能在該點(diǎn)陣表內(nèi)匹配出字碼的字都可以顯示出來。WindML選擇不同的點(diǎn)陣就是選擇不同的該結(jié)構(gòu)去做點(diǎn)陣尋址，其實(shí)現(xiàn)的大體過程如下：
1.WIND_BASE/target/src/ugl/config/uglBmfCfg.c文件描述了整個(gè)系統(tǒng)能使用的字符集，如：
extern const UGL_BMF_FONT_DESC uglBMFFont_Courier_12;
extern const uglBMFFont_Song_16; /*就是上面的例子*/
const UGL_BMF_FONT_DESC * uglBMFFontData[] =
{
&uglBMFFont_Courier_12,
&uglBMFFont_Song_16,
NULL
};
2.通過如uglDriverFind (UGL_FONT_ENGINE_TYPE, 0, (UGL_UINT32 *)&fontDrvId);的調(diào)用定位點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)，即控制對點(diǎn)陣表訪問、打點(diǎn)等操作的函數(shù)；
通過如uglFontFindString(fontDrvId, "familyName=Song; pixelSize = 16", &systemFontDef);的調(diào)用定位點(diǎn)陣描述結(jié)構(gòu)；
通過如fontSystem = uglFontCreate(fontDrvId, &systemFontDef));的調(diào)用綁接點(diǎn)陣和點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)，并標(biāo)識(shí)為fontSystem；
如此重復(fù)創(chuàng)建多個(gè)字符集的點(diǎn)陣標(biāo)識(shí)。
3.通過如uglFontSet(gc, fontSystem);的調(diào)用設(shè)置當(dāng)前字符集；
通過如uglTextDrawW(gc, iX, iY, iLength, caString);的調(diào)用在iX, iY的位置顯示caString里的字碼。
可見，只要開發(fā)者根據(jù)上述的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)開發(fā)出對應(yīng)的字符點(diǎn)陣，然后把點(diǎn)陣描述結(jié)構(gòu)加入到uglBMFFontData，便可以使用系統(tǒng)的函數(shù)使用這些點(diǎn)陣了。在Dos/Windows、linux系統(tǒng)下有一些應(yīng)用程序，可以把操作系統(tǒng)的點(diǎn)陣導(dǎo)出為C文件或數(shù)組，把這些導(dǎo)出的文件加以調(diào)整，就可以得到vxWorks系統(tǒng)支持的格式。
五．Zinc對漢字的支持只要WindML的漢字支持做成功，則可以按如下方法使Zinc支持漢字：
WIND_BASE/target/src/zinc/generic/i_ugldsp.cpp 文件是WindML與Zinc的接口文件，在ZafScreenDisplay::ZafScreenDisplay 函數(shù)里使用上述的函數(shù)定義了Zinc要使用的字符集，把這些字符集改成漢字字符集，并且把Zinc配置成支持UNICODE的方式重新編譯，則Zinc就自然支持漢字顯示了。
六．注意事項(xiàng)和總結(jié)在使用過程中，還要注意幾個(gè)問題：
Tornado對漢字的編譯，如果把漢字定義為如short ca[ ]={ '董' ,0x00} （把單個(gè)漢字定義在單引號），則編譯生成的目標(biāo)碼是正序的國標(biāo)碼；如果定義為如”董”（雙引號定義出的漢字字符串），則編譯生成的目標(biāo)碼是反序的國標(biāo)碼。這樣，就必須約定一種定義，以根據(jù)該約定產(chǎn)生的國標(biāo)碼來構(gòu)建字符點(diǎn)陣表(需要改變表里面的字碼順序)。如果使用雙引號定義漢字字符串，要注意該串?dāng)?shù)據(jù)是以一個(gè)字節(jié)0結(jié)束，使用uglTextDrawW要求是字為單位，所以，需要在該字符串結(jié)尾補(bǔ)一個(gè)0(”