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Linux 下的图形库介绍

在进行Linux下的图形系统编程时，我们常常会遇到以下这些概念：

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

一、Linux 图形领域的基础设施 

1.1 X Window 

X Window从逻辑上分为三层：X Server、X Client和X协议。

最底层的X Server（X服务器）主要处理输入/输出信息并维护相关资源，它接受来自键盘、鼠标的操作并将它交给X Client（X客户端）作出反馈，而由X Client传来的输出信息也由它来负责输出；

最上层的X Client则提供一个完整的GUI界面，负责与用户的直接交互（KDE、GNOME都是一个X Client）。

X协议则是衔接X Server与X Client的通讯协议，它的任务是充当这两者的沟通管道。尽管UNIX厂商采用相同的X Window，但终端的X Client并不相同。

XFree86是X Window系统的一个开源的实现。它主要运行于Unix以及类Unix操作系统上。XFree86在显示硬件（鼠标、键盘以及显卡）与桌面环境（也就是窗口管理器）之间提供了一个Client/Server接口。

1.2 SVGALib 
SVGALib是Linux下的底层图形库，也是Linux系统中最早出现的非X图形支持库，它支持标准的VGA图形模式和一些其他的模式，SVGALib的缺点是程序必须以root权限登录，并且它是基于图形卡的，所以不是所有的硬件都支持它。
自从framebuffer这个孪生姐妹诞生后，许多软件由只支持SVGALib变为同时支持两者，甚至一些流行的高层函数库如QT 和GTK只支持Framebuffer，作为一个老的图形支持库，SVGALib目前的应用范围越来越小，尤其是在 Linux 内核增加了FrameBuffer驱动支持之后。

1.3 FrameBuffer 
FrameBuffer是出现在Linux 2.2.xx内核当中的一种驱动程序接口。这种接口将显示设备抽象为帧缓冲区。用户可以将它看成是显示内存的一个映像，将其映射到进程地址空间之后，就可以直接对显存进行读写操作，而写操作可以立即反映在屏幕上。该驱动程序的设备文件一般是/dev/fb0、/dev/fb1 等等。
在应用程序中，一般通过将FrameBuffer设备映射到进程地址空间的方式
来使用，比如下面的程序就打开/dev/fb0设备，并通过mmap系统调用进行地址映射，随后用memset将屏幕清空（这里假设显示模式是1024x766-8位色模式线性内存模式）：

FrameBuffer设备还提供了若干ioctl命令，通过这些命令，可以获得显示
设备的一些固定信息（比如显示内存大小）、与显示模式相关的可变信息（比如分辨率、象素结构、每扫描线的字节宽度），以及伪彩色模式下的调色板信息等等。
FrameBuffer 实际上只是一个提供显示内存和显示芯片寄存器从物理内存映
射到进程地址空间中的设备。所以，对于应用程序而言，如果希望在 FrameBuf
之上进行图形编程，还需要完成其他许多工作。FrameBuffer 就像一张画布，用什么样子的画笔，如何画画，还需要你自己动手完成。

1.4 LibGGI 
LibGGI试图建立一个一般性的图形接口，而这个抽象接口连同相关的输入（鼠标、键盘、游戏杆等）抽象接口一起，可以方便地运行在X Window、SVGALib、FrameBuffer等等之上。建立在LibGGI之上的应用程序，不需重新编译，就可以在上述这些底层图形接口上运行。但不知何故，LibGGI的发展几乎停滞。 

二、Linux 图形领域的高级函数库 

2.1 Xlib及其他相关函数库 
　　在X Window系统中进行图形编程时，可以选择直接使用Xlib。Xlib实际上是对底层X协议的封装，可通过该函数库进行一般的图形输出。如果你的X Server支持DGA，则可以通过DGA扩展直接访问显示设备，从而获得加速支持。对一般用户而言，由于Xlib的接口太原始而且复杂，因此一般的图形程序选择其他高级一些的图形库作为基础。比如GTK、QT 等等。这两个函数库同时还是一些高级的图形用户界面的支持函数库。由于种种原因，GTK、QT等函数库存在庞大、占用系统资源多的问题