CN103530101A

CN103530101A - 一种计算机图形内核窗口缓存技术

Info

Publication number: CN103530101A
Application number: CN201210231805.8A
Authority: CN
Inventors: 罗侍田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2014-01-22

Abstract

一种计算机图形内核窗口缓存技术，在图形内核中，结合窗口缓存与非缓存技术，程序员可以根据目标计算机系统的内存资源状况，以及显示界面本身是否需要实现复杂的功能，灵活选择是否使用窗口缓冲区。使用窗口缓存时，由于重绘操作完全由内核执行，大大简化了编程工作量，提高运行效率；不使用窗口缓存，则可使窗口系统运行在内存非常贫乏的计算机系统上，有利于减小设备功耗、体积、成本。

Description

一种计算机图形内核窗口缓存技术

所属技术领域

本发明涉及一种计算机图形用户界面设计技术，提出一种新的、在图形内核中使用窗口缓冲区的方法。

背景技术

目前，公知的图形用户界面设计中，图形内核提供窗口管理，包括创建和删除窗口、窗口移动、窗口删除、改变窗口尺寸等操作。由用户程序负责窗口内的图形绘制，图形系统提供绘制函数，方便应用程序绘制，但图形系统并不管理窗口里面绘制的内容。在多窗口的软件设计中，由于窗口可能互相重叠，窗口可能部分或全部被其他窗口遮盖。应用程序在窗口绘制内容后，当发生创建窗口、移动窗口、改变重叠顺序等操作时，会使某些窗口的部分或全部区域由可见不可见，这些部分所显示的内容，也将丢失；当这些丢失了内容的窗口区域重新变得可见时，窗口管理系统将发送绘制消息给应用程序，由应用程序重绘这些区域。一个窗口呈现的内容，是所有历史绘制操作合并的结果，应用程序要重绘这些内容，有两种方法：一是记住合成被重绘区域当前内容的全部历史绘制操作，在重绘区域把这些绘制操作全部重新执行一遍；二是使用缓冲区把窗口所显示的内容全部备份起来，所有绘制操作，往窗口绘制的同时，还必须往缓冲区绘制，在需要重绘的时候，就从备份区域把重绘区域的内容绘制到窗口中。其中重绘区域可能是由许多小区域组成的复杂区域，应用程序判断哪些区域须重绘并重绘这些区域，也是一个比较复杂的过程。记住历史操作，是一个复杂、繁琐的过程；使用备份缓冲区，所有绘制操作都要执行两遍，效率很低。

公知的图形系统中，通常会使用帧缓冲技术，即把待显示的内容先写到帧缓存上，然后再从帧缓存转移到显示器中。帧缓存技术有利于实现复杂的图形功能，以及消除或减少显示刷新过程中的屏幕闪烁，不利的一面是，缓存需要使用大量的内存，例如一个640*480分辨率的TFT的彩色显示器，帧缓存需要超过600KB内存。因此，只有具有丰富内存的计算机系统(下称富内存系统)才可以使用这样的图形系统。而有些小型嵌入式系统的内存很少(下称贫内存系统)，无法提供帧缓冲所需的内存，而无法使用这样的图形系统。

发明内容

本发明设计了窗口缓冲技术，可用于设计多窗口图形界面，对于任意一个窗口，内核允许用户选择是否使用缓存。

对于使用了缓存的窗口，应用程序的所有绘制操作，窗口的可见部分将直接绘制在显示器上。同时，该窗口的可见和不可见部分，均缓存在由图形内核管理的缓存中。当窗口的部分或全部由可见变为不可见时，因为窗口的全部内容已经被内核提供的缓存“记住”，所以被遮挡的部分并不会“丢失”。当这些区域重新变得可见时，图形内核直接从缓存中取出内容，并绘制到显示器上。重绘操作已经由图形内核完成，并不需要通知应用程序重绘，应用程序的设计方法将大大简化。

对于没有使用缓存的窗口，应用程序针对某窗口的绘制操作，将直接将该窗口的可见部分绘制在显示器上，不再缓存。如果发生移动窗口、改变重叠顺序等操作，使窗口的不可见部分变为可见时，图形内核将给应用程序发消息，通知应用程序更新显示。

图形界面设计者，可以针对界面特点，可以对部分或全部窗口选择使用缓存，以实现复杂的图形功能；也可以对部分或全部窗口选择不使用缓存，以节省内存。

本发明的效果是：

同一个图形系统，将可以适合不同层次的产品开发。有些企业，产品多样化，有些产品由贫内存系统构成，另一些产品则用富内存系统构成。在贫内存系统上实现较为简单的图形功能，富内存系统上则实现复杂的图形功能。现有的图形系统，无法同时满足富内存和贫内存系统，将迫使企业使用和维护两个不同的图形系统，使用两种完全不同的方法开发产品，导致代码不能共享。开发两类产品的人员需要的技能完全不同，导致不能自由流动。djygui将破解这个问题，使得企业不同档次的产品，可以用相同的方法开发，维护同一套系统即可，代码可以共享，开发人员可以自由流动。

设计使用了窗口缓存的图形界面，将可以避免编写重绘代码。绘制操作一旦完成，窗口移动、更改重叠顺序等操作，引发的重绘操作，均由图形内核直接完成，大大简化了编程过程，提高了软件生产率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是创建窗口的过程。

图2是窗口绘制过程。

图3是窗口重绘过程。

具体实施方式

本发明已经被应用于都江堰操作系统(简称djyos)的图形系统中，用于构建djyos的图形环境。应用本发明，程序员可以根据目标计算机系统的内存资源状况，以及显示界面本身是否需要实现复杂的功能，灵活选择是否使用窗口缓冲区。使用窗口缓存时，由于重绘操作完全由内核执行，大大简化了编程工作量，提高运行效率；不使用窗口缓存，则可使窗口系统运行在内存非常贫乏的计算机系统上，有利于减小设备功耗、体积、成本。

如图1所示，应用程序需要创建窗口时，就调用操作系统提供的API函数，该函数向图形系统发出创建窗口的请求。应用程序发出请求时，通过函数的参数，设定待创建的窗口是带窗口缓存的，还是不带窗口缓存的。图形系统接收到这个请求后，执行创建窗口的过程。首先，图形内核会判断用户时要创建带缓存的窗口，还是无缓存的窗口。如果要创建带缓存的窗口，图形内核将分配一块与窗口大小相适应的内存作为缓存，否则，创建一个不带缓存的窗口。

窗口创建后，应用程序就可以在该窗口上执行各种绘图操作。如图2所示，应用程序需要在窗口上绘制图形时，就调用操作系统提供的相关绘图API函数，发出绘制命令，由图形内核执行绘制操作。如果绘制的目标窗口是带缓存的窗口，则除了将图形绘制在窗口的可视域外，还要将图形绘制在窗口缓存上；如果目标窗口是无缓存窗口，则只绘制在窗口可视域上。这样，在带缓存的窗口上，窗口内的所有显示内容均已经保存在缓存中，窗口移动或改变重叠顺序，导致新增可视域时，图形内核直接从缓存中取出新增可视域内的图象，绘制到显示器上即可，不需要通知应用程序执行重绘。

如图3所示，窗口移动、窗口间重叠关系改变、新建或删除窗口等操作，都会导致窗口可视域改变。有些窗口可能会出现新增可视域，即原来不可见的部分变成可见。djygui中，对于有缓存的窗口，由于需要绘制的内容已经保存在由内核提供的缓存中，图形内核直接从缓存中取出新增可视域对应的图像，绘制到新增可视域中；对于无缓存的窗口，则发出消息，通知应用程序执行重绘操作。

Claims

1.一种计算机图形内核窗口缓存技术，其特征是：计算机图形内核中，每个窗口允许用户选择是否在内核中使用缓存。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是：使用了缓存的窗口，当窗口可视区域发生变化而导致出现新增可视域时，由图形内核完成重绘窗口新增可视域的操作。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是：未使用缓存的窗口，当窗口可视区域发生变化而导致出现新增可视域时，由图形内核发送消息，通知应用程序重新绘制新增可视域。