關(guān)鍵詞:VxWorks操作系統(tǒng) WindML組件 漢字點陣 國標編碼
1 VxWorks操作系統(tǒng)圖形顯示方案
VxWorks作為嵌入式實時操作系統(tǒng),在國內(nèi)應用已非常廣泛,但VxWorks原廠商沒有直接提供完備的漢字顯示解決方案。本文這個熱點論題,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置、標準輸入輸出控制、點線面作圖等函數(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Widnows風格的接口,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Java虛擬機來解釋Java語言;圖形開發(fā)編程接口是Java語言,Java虛擬機的圖形實現(xiàn)基于WindML。
(3)Web Server+WindML+Jworks+Browser
Web Werver使顯示編程接口成為編寫網(wǎng)頁,可以通過遠程的Browser來訪問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)頁上放國標碼或Unicode碼等,由遠程的Browser去實現(xiàn)顯示;其它方案基本上都需要WindML的支持,這是因為VxWorks系統(tǒng)里所有底層的顯示操作都是通過WindML實現(xiàn)的。
2 漢字顯示方案
實現(xiàn)本地漢字顯示的方案一定會涉及到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,實現(xiàn)對漢字的點陣存儲、點陣獲取、點陣顯示的全過程,并使用WindML的雙字節(jié)顯示函數(shù)實現(xiàn)漢遼碼到漢字顯示。這種方法使用了系統(tǒng)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現(xiàn)漢字顯示。
②自己開發(fā)點陣存儲、點陣獲取、點陣顯示,改造WindML的雙字節(jié)和單字節(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)的點陣獲取、點陣顯示等把漢字顯示出來。該方法對點陣的操作更加靈活,適合非標準的點陣算法,或者當開發(fā)者已有成熟的點陣操作方法時,把該方法綁接到WindML上。
③完全自己開發(fā)一套點陣存儲、點陣獲取、點陣顯示、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的任何機制,直接在上層組件里實現(xiàn),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(jié)編碼機制,并利用該機制構(gòu)建WindML漢字顯示框架,并論述Zinc如何使用該框架。這些機制和思路其實是任何方案都需要考慮的,對繞開WindML的方案也具指導和借鑒意義。
3 WindML的點陣參數(shù)
①每個字模都有一個占據(jù)的空間,該空間對于點陣字庫里的每個字是一樣大的,所有字符點陣的大小都不應該超過該空間,如果超過,顯示時超出部分將被截掉。相關(guān)參數(shù)有:
maxAdvance——最大寬度(橫向)大小,以點為單位。
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陣的打點起始位置非常重要,另外如果有一行來自同一個字符集的字符串,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每個字符點陣也有一個范圍大小,其大小與每個字符有關(guān)。該大小一般不會填滿整個字??臻g。相關(guān)參數(shù)有:
width——寬度。
height——高度。
ascent——點陣打點開始位置在baseline之上的偏移,如果是負數(shù),則點陣在baseline之下開始打點。
Ascent和height決定了點陣從字模的多少行開始打點,要打多少行。而列的打點起始位置,固定是0,即字模的最左邊,所以只有width描述打點的寬度。
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,字符讀取的標志等。相關(guān)參數(shù)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。
familyName——字符集的家族名稱。
scalable——字符放大縮小比例。
WindML顯示字符時,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取出字符點陣數(shù)據(jù),進行weight、italic、scalable等運算(很多運算需要用戶開發(fā)),然后輸出到屏幕。
4 WindML的點陣存儲結(jié)構(gòu)和操作方法
WindML雙字節(jié)編碼顯示的參數(shù)和實現(xiàn)思路集中體現(xiàn)在點陣存儲文件的結(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,/*high*/
14,/*ascent*/
0x00,0x00,0x00,0x00,0x44,0x44,0x44,0xfe,0x44,0x44,0x44,0xfe,0x44,0x44,0x44,0x00,/*數(shù)據(jù)*/
/*0x0024和其它字符*/
…
/*結(jié)束*/
0,0,0,0
}/*西文擴展為雙字節(jié)編碼的點陣表*/
/*上表解析:
page+index就是該字符的ASCII編碼,過擴成了雙字節(jié);
size(MSB)+size(LSB)是該字節(jié)的點陣信息長度,注意實際描述體的長度是2(2字節(jié)page,index)+該長度+1(從0開始編大小,所以從1數(shù)據(jù)要加1),而ascent之后的真正點陣數(shù)據(jù)的大小是該大小減4;
width+height是該點陣資料的寬度和高度;
ascent是點陣處在baseline以上的偏移位置,baseline的位置要看整個字符表描述結(jié)構(gòu)的定義;
data是按行掃描得到的點陣資料,是列遞增把行顯示效果排成一個連續(xù)空間后,按字節(jié)來描述每位的打點狀態(tài);如果行寬是8位的整數(shù)倍,不會把位補0去湊8位整數(shù)倍 。
字符點陣描述數(shù)據(jù)依次往下排列,直到以4個0標志結(jié)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(jié)束*/
0,0,0,0
}*/國標碼對應的點陣表*/
/*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)國標碼*/
UGL_LOCAL const unsigned char *const pageArray[]
{ page0Data,
page1Data,
UGL_NULL
};/*總的點陣資料表*/
/*上表解析:
把分類的點陣資料表匯集成一張表,總表以UGL_NULL結(jié)束,注意各個分表是以0,0,0,0結(jié)束。
可以把漢字表按GB2312編碼的page分類,構(gòu)建多個漢字分表,然后把分表指針填入該表。當然,也可以做成一個漢字大表,把指針放在該表,甚至也可以把中西文點陣做成的中西文混合大表,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結(jié)束*/
{
{16,16}, /*點陣大小*/
{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*/
“Song” /*字體系列名稱*/
}/*點陣名稱等點陣屬性表*/
/*UGL_BMF_FONT_DESC結(jié)構(gòu)*/
/*點陣表的屬性和位置*/
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*/
};/*點陣描述結(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,并定義總的點陣描述表指針。
*/
最后定義的const UGL_BMF_FONT_DESC uglBMFFont_Song_16包含了該點陣的所有信息。只要能定位該結(jié)構(gòu),則任何能在該點陣表內(nèi)匹配出字碼的字都可以顯示出來。WindML選擇不同的點陣就是選擇不同的該結(jié)構(gòu)去做點陣尋址,其實現(xiàn)的大體過程如下:
①WIND_BASE/target/src/ugl/config/uglBmfCfge文件描述了整個系統(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)用定位點陣驅(qū)動,即控制對點陣表訪問、打點等操作的函數(shù);
通過如uglFontFindString(fontDrvId,“familyName=Song;pixelSize=16”&systemFontDef);的調(diào)用定位點陣描述結(jié)構(gòu);
通過如fontSystem=uglFontCreate(fontDrvId,&systemFontDef));的調(diào)用綁接點陣和點陣驅(qū)動,并標識為fontSystem;
如此重復創(chuàng)建多個字符集的點陣標識。
③通過如:uglFontSet(gc,fontSystem);的調(diào)用設置當前字符集;
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)上述的存儲結(jié)構(gòu)開發(fā)出對應的字符點陣,然后把點陣描述結(jié)構(gòu)加入到uglBMFFontData,便可以用系統(tǒng)的函數(shù)使用這些點陣了。在Dos/Windosw、Linux系統(tǒng)下一些應用程序,可以把操作系統(tǒng)的點陣導出為C文件或數(shù)組,把這些導出的文件加以調(diào)整,就可以得到VxWorks系統(tǒng)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(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。
6 注意事項和總結(jié)
在使用過程中,還要注意幾個問題。
①Tornado對漢字的編譯,如果把漢字定義為如short ca[]={'董',0x00}(把單個漢字定義在單引號),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(jù)該約定產(chǎn)生的國標碼來構(gòu)建字符點陣表(以根據(jù)該約定產(chǎn)生的國標碼來構(gòu)建字符點陣表(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(shù)據(jù)是以一個字節(jié)0結(jié)束,使用uglTextDrawW要求是以字為單位,所以,需要在該字節(jié)串結(jié)尾補一個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(tǒng)的點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(zhuǎn)換過來或者在程序里適當位置把要顯示的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為UNICODE再顯示。
本文就嵌入式操作系統(tǒng)上作用漢字這一熱門論題,論述了VxWorks上的圖形實現(xiàn)方案、漢字開發(fā)方案,圖形組件WindML對多字節(jié)碼的支持特性,并在論述特性的同時,列舉了宋體16點陣的框架,幫助漢字開發(fā)者理解點陣實現(xiàn)的細節(jié)。在論述WindML漢字操作函數(shù)之后,提出了在Zinc層實現(xiàn)漢字顯示的方法和編程時注意事項。這套方案已經(jīng)成功地實現(xiàn),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(tǒng)上做了多年的開發(fā)和支持,感興趣或需要幫助的朋友可通過donleo@china.com.cn與我們聯(lián)系。