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論述VxWorks上WindML對多字節碼的顯示支持，著(zhù)重討論其存儲結構和意義，并給出漢字顯示的實(shí)現方法。 1 VxWorks操作系統圖形顯示方案 VxWorks作為嵌入式實(shí)時(shí)操作系統，在國內應用已非常廣泛，但VxWorks原廠(chǎng)商沒(méi)有直接提供完備的漢字顯示解決方案。本文這個(gè)熱點(diǎn)論題，通過(guò)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有三種顯示方案可供選擇。 （1）WindML+Zinc WindML是Wind River Mutli-media Library的簡(jiǎn)稱(chēng)，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置、標準輸入輸出控制、點(diǎn)線(xiàn)面作圖等函數，編程接口很類(lèi)似于Torbo C、Borland C里的圖形庫。Zinc基于WindML，提供了類(lèi)Widnows風(fēng)格的接口，有各種控件被封裝于內，編程接口很類(lèi)似于Windows編程。 （2）WindML+Jworks Jworks提供Java的支持，在VxWorks上啟動(dòng)Java虛擬機來(lái)解釋Java語(yǔ)言；圖形開(kāi)發(fā)編程接口是Java語(yǔ)言，Java虛擬機的圖形實(shí)現基于WindML。 （3）Web Server+WindML+Jworks+Browser Web Werver使顯示編程接口成為編寫(xiě)網(wǎng)頁(yè)，可以通過(guò)遠程的Browser來(lái)訪(fǎng)問(wèn)而使設備具有遠程顯示接口，也可以在本機做Browser使設備具有本機顯示接口。該Browser的實(shí)現需要WindML或Jworks的支持。 上述方案內，純Web Server的方案不需要本地漢字顯示，只要在網(wǎng)頁(yè)上放國標碼或Unicode碼等，由遠程的Browser去實(shí)現顯示；其它方案基本上都需要WindML的支持，這是因為VxWorks系統里所有底層的顯示操作都是通過(guò)WindML實(shí)現的。 2 漢字顯示方案 實(shí)現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(lài)程度有所不同，一般有如下幾種。 ①利用WindML對雙字節編碼的支持，實(shí)現對漢字的點(diǎn)陣存儲、點(diǎn)陣獲取、點(diǎn)陣顯示的全過(guò)程，并使用WindML的雙字節顯示函數實(shí)現漢遼碼到漢字顯示。這種方法使用了系統機制，最根本的解決方法，并使WindML的其它上層組件很方便地實(shí)現漢字顯示。 ②自己開(kāi)發(fā)點(diǎn)陣存儲、點(diǎn)陣獲取、點(diǎn)陣顯示，改造WindML的雙字節和單字節顯示函數，使其能判斷漢字碼，一旦判斷出漢字碼，則使用自己開(kāi)發(fā)的點(diǎn)陣獲取、點(diǎn)陣顯示等把漢字顯示出來(lái)。該方法對點(diǎn)陣的操作更加靈活，適合非標準的點(diǎn)陣算法，或者當開(kāi)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(kāi)發(fā)一套點(diǎn)陣存儲、點(diǎn)陣獲取、點(diǎn)陣顯示、漢字顯示函數，使用者使用特定的漢字顯示函數把漢字顯示出來(lái)。該方法具有最大的靈活性，甚至不理睬WindML的任何機制，直接在上層組件里實(shí)現，但這種方法使程序的中英文混合顯示變得復雜，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論述WindML的雙字節編碼機制，并利用該機制構建WindML漢字顯示框架，并論述Zinc如何使用該框架。這些機制和思路其實(shí)是任何方案都需要考慮的，對繞開(kāi)WindML的方案也具指導和借鑒意義。 3 WindML的點(diǎn)陣參數 ①每個(gè)字模都有一個(gè)占據的空間，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)陣的大小都不應該超過(guò)該空間，如果超過(guò)，顯示時(shí)超出部分將被截掉。相關(guān)參數有： maxAdvance——最大寬度（橫向）大小，以點(diǎn)為單位。 MaxAscent,maxDescent——maxAscent+maxDescend是最大長(cháng)度（即縱向）大小，兩數的交界決定了一個(gè)baseline，maxAscent是baseline以上的長(cháng)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(lái)自同一個(gè)字符集的字符串，則這些字符的baseline是在一條線(xiàn)上的。maxAscent+maxDescent有時(shí)被稱(chēng)為字符表高度height，注意要與下面所述的字符高度區別開(kāi)來(lái)。 ②每個(gè)字符點(diǎn)陣也有一個(gè)范圍大小，其大小與每個(gè)字符有關(guān)。該大小一般不會(huì )填滿(mǎn)整個(gè)字�？臻g。相關(guān)參數有： width——寬度。 height——高度。 ascent——點(diǎn)陣打點(diǎn)開(kāi)始位置在baseline之上的偏移，如果是負數，則點(diǎn)陣在baseline之下開(kāi)始打點(diǎn)。 Ascent和height決定了點(diǎn)陣從字模的多少行開(kāi)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)參數有： leading——行間距。 ④對字符的一些變換選項，字符讀取的標志等。相關(guān)參數有： pixelSixe——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——字符集標志。 faceName——字符集名稱(chēng)。 familyName——字符集的家族名稱(chēng)。 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）；根據字符ascent和字符height取出字符點(diǎn)陣數據，進(jìn)行weight、italic、scalable等運算（很多運算需要用戶(hù)開(kāi)發(fā)），然后輸出到屏幕。 4 WindML的點(diǎn)陣存儲結構和操作方法 WindML雙字節編碼顯示的參數和實(shí)現思路集中體現在點(diǎn)陣存儲文件的結構上，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,/*high*/ 14,/*ascent*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x44,0x44,0x44,0xfe,0x44,0x44,0x44,0xfe,0x44,0x44,0x44,0x00,/*數據*/ /*0x0024和其它字符*/ … /*結束*/ 0，0，0，0 }/*西文擴展為雙字節編碼的點(diǎn)陣表*/ /*上表解析： page+index就是該字符的ASCII編碼，過(guò)擴成了雙字節； size(MSB)+size(LSB)是該字節的點(diǎn)陣信息長(cháng)度，注意實(shí)際描述體的長(cháng)度是2（2字節page,index）+該長(cháng)度+1（從0開(kāi)始編大小，所以從1數據要加1），而ascent之后的真正點(diǎn)陣數據的大小是該大小減4； width+height是該點(diǎn)陣資料的寬度和高度； ascent是點(diǎn)陣處在baseline以上的偏移位置，baseline的位置要看整個(gè)字符表描述結構的定義； 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)連續空間后，按字節來(lái)描述每位的打點(diǎn)狀態(tài)；如果行寬是8位的整數倍，不會(huì )把位補0去湊8位整數倍 。 字符點(diǎn)陣描述數據依次往下排列，直到以4個(gè)0標志結束。 */ UGL_LOCAL const unsigned char UGL_FAR_DATA Page1Data[]= { 0x81,/*page*/ 0x40,/*index*/ 0,/*size*/ 36,/*size*/ 16,/*width*/ 16,/*hight*/ 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, /*其它字符*/ … /*結束*/ 0，0，0，0 }*/國標碼對應的點(diǎn)陣表*/ /*上表解析： 數據含義與西文表類(lèi)似，注意字碼是雙字節國標碼*/ 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(lèi)的點(diǎn)陣資料表匯集成一張表，總表以UGL_NULL結束，注意各個(gè)分表是以0，0，0，0結束。 可以把漢字表按GB2312編碼的page分類(lèi)，構建多個(gè)漢字分表，然后把分表指針填入該表。當然，也可以做成一個(gè)漢字大表，把指針?lè )旁谠摫�，甚至也可以把中西文點(diǎn)陣做成的中西文混合大表，然后把該表指針?lè )旁谠摂到M里。 */ const UGL_BMF_FONT_DESC uglBMFFont_Song_16= { /*UGL_FONT_DESC結束*/ { {16,16}, /*點(diǎn)陣大小*/ {UGL_FONT_BOLD_OFF,UGL_FONT_BOLD_OFF}, /*寬度*/ UGL_FONT_UPRIGHT， /*斜體*/ UGL_FONT_PROPORTIONAL，/*行間距屬性*/ UGL_FONT_UNICODE， /*字符集*/ “Song 16x16Dot”, /*字體名稱(chēng)*/ “Song” /*字體系列名稱(chēng)*/ }/*點(diǎn)陣名稱(chēng)等點(diǎn)陣屬性表*/ /*UGL_BMF_FONT_DESC結構*/ /*點(diǎn)陣表的屬性和位置*/ 2， /*行間距*/ 14， /*最大上偏移位置*/ 2， /*最大下偏移位置*/ 14， /*最大寬度*/ pageArray /*字形頁(yè)*/ };/*點(diǎn)陣描述結構*/ /*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。只要能定位該結構，則任何能在該點(diǎn)陣表內匹配出字碼的字都可以顯示出來(lái)。WindML選擇不同的點(diǎn)陣就是選擇不同的該結構去做點(diǎn)陣尋址，其實(shí)現的大體過(guò)程如下： ①WIND_BASE/target/src/ugl/config/uglBmfCfge文件描述了整個(gè)系統能使用的字符集，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[]= { %26;amp;uglBMFFont_Courier_12, %26;amp;uglBMFFont_Song_16, NULL }; ②通過(guò)如uglDriverFind (UGL_FONT_ENGINE_TYPE,0,(UGL_UINT32*)%26;amp;fontDrvId);的調用定位點(diǎn)陣驅動(dòng)，即控制對點(diǎn)陣表訪(fǎng)問(wèn)、打點(diǎn)等操作的函數； 通過(guò)如uglFontFindString(fontDrvId,“familyName=Song;pixelSize=16”%26;amp;systemFontDef);的調用定位點(diǎn)陣描述結構； 通過(guò)如fontSystem=uglFontCreate(fontDrvId,%26;amp;systemFontDef));的調用綁接點(diǎn)陣和點(diǎn)陣驅動(dòng)，并標識為fontSystem; 如此重復創(chuàng )建多個(gè)字符集的點(diǎn)陣標識。 ③通過(guò)如：uglFontSet(gc,fontSystem);的調用設置當前字符集； 通過(guò)如uglTextDrawW(gc,iX,iY,iLength,caString);的調用在iX，iY的位置顯示caString里的字碼。 可見(jiàn)，只要開(kāi)發(fā)者根據上述的存儲結構開(kāi)發(fā)出對應的字符點(diǎn)陣，然后把點(diǎn)陣描述結構加入到uglBMFFontData，便可以用系統的函數使用這些點(diǎn)陣了。在Dos/Windosw、Linux系統下一些應用程序，可以把操作系統的點(diǎn)陣導出為C文件或數組，把這些導出的文件加以調整，就可以得到VxWorks系統支持的格式。 5 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Zic的接口文件，在ZafScreenDisplay：：ZafScreenDisplay函數里使用上述的函數定義了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。 6 注意事項和總結 在使用過(guò)程中，還要注意幾個(gè)問(wèn)題。 ①Tornado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），則編譯生成的目標碼是正序的國標碼；如果定義為“董”（雙引號定義出的漢字字符串），則編譯生成的目標碼是反序的國標碼。這樣，就必須約定一種定義以根據該約定產(chǎn)生的國標碼來(lái)構建字符點(diǎn)陣表（以根據該約定產(chǎn)生的國標碼來(lái)構建字符點(diǎn)陣表（需要改變表里面的字碼順序）。 ②如果使用雙引導定義漢字字符中，要注意該串數據是以一個(gè)字節0結束，使用uglTextDrawW要求是以字為單位，所以，需要在該字節串結尾補一個(gè)0（"000"即可）。 ③有些字庫表的字碼是UNICODE的編碼，尤其是使用一些操作系統的點(diǎn)陣導出程序生成的字庫表。UNICODE編碼與國際碼有一一對應關(guān)系，可以把這樣的字庫表轉換過(guò)來(lái)或者在程序里適當位置把要顯示的內容轉化為UNICODE再顯示。 本文就嵌入式操作系統上作用漢字這一熱門(mén)論題，論述了VxWorks上的圖形實(shí)現方案、漢字開(kāi)發(fā)方案，圖形組件WindML對多字節碼的支持特性，并在論述特性的同時(shí)，列舉了宋體16點(diǎn)陣的框架，幫助漢字開(kāi)發(fā)者理解點(diǎn)陣實(shí)現的細節。在論述WindML漢字操作函數之后，提出了在Zinc層實(shí)現漢字顯示的方法和編程時(shí)注意事項。這套方案已經(jīng)成功地實(shí)現，并在上海大眾的導航產(chǎn)品、南京電力的電力控制產(chǎn)品等項目上獲得成功的應用。文章的作者都在VxWorks操作系統上做了多年的開(kāi)發(fā)和支持，感興趣或需要幫助的朋友可通過(guò)donleo@china.com.cn與我們聯(lián)系。 |
