docs(lci): 完善 LCI 图形系统架构文档

This commit is contained in:
qing committed 2026-08-02 21:37:02 +08:00
1 parent 0493383ee8
commit 4449a23ba1
1 file changed
+108 -11
+108 -11
View File
@@ -22,16 +22,111 @@ users用户可以在目录下创建子模块,extra下面还有一些额外的
LCI(Linux Chinese Interface)是基于 Linux 帧缓冲设备(`/dev/fb0`)的图形界面系统,无需 X11 或 Wayland,直接操作显存,专为树莓派等嵌入式环境设计。 LCI(Linux Chinese Interface)是基于 Linux 帧缓冲设备(`/dev/fb0`)的图形界面系统,无需 X11 或 Wayland,直接操作显存,专为树莓派等嵌入式环境设计。
### 图形架构 ### 整体架构
``` ```
FrameBuf -- 帧缓冲设备封装,支持旋转(0~3)和字号设置 应用层 mainLci.cpp (LciTask)
└─ PoolArea -- 容器区域,管理子区域树,支持 add() 嵌套和 flush() 刷新 ├── 线程管理 (Fsm → CommonThread → Thread)
├─ ShapeArea -- 形状区域,支持单个字符绘制 ├── 终端管理 (Term: chvt + 隐藏光标)
│ └─ CharShape -- 字符形状,指定宽高和位置,Draw() 绘制到 ShapeArea └── 图形界面 (三层布局)
└─ PoolArea -- 递归嵌套,形成布局树
图形层 PoolArea (树形容器)
├── ShapeArea → CharShape (矢量字符)
├── PoolArea (递归嵌套)
├── CmdArea → InputBox (命令行交互)
└── 图层区域 (CImg 图片渲染)
绘制层 Drawable (抽象基类)
├── FrameBuf → /dev/fb0 (mmap 显存)
└── Area → 代理绘制 (坐标偏移)
辅助层 Color / Rectangle / 字体绘制器
utf8↔ansi / 中文化.hpp / KeyboardEvent
``` ```
### 核心类层次
#### 绘制层
| 类 | 头文件 | 职责 |
|---|--------|------|
| `Drawable` | `include/lci/Drawable.h` | 抽象基类,提供 point/line/rectangle/rectangle_fill 绘制原语,内置旋转支持(0/90/180/270) |
| `FrameBuf` | `include/lci/FrameBuf.h` | 帧缓冲实现,`mmap` 映射 `/dev/fb0`,支持 16-bit(RGB565) 和 32-bit(RGB888) 色深 |
| `Area` | `include/lci/Area.h` | 区域抽象,代理绘制操作时自动叠加偏移量 `(this->x, this->y)` |
`FrameBuf` 构造函数通过 `ioctl FBIOGET_VSCREENINFO/FSCREENINFO` 获取屏幕参数,区分虚拟分辨率和物理分辨率,计算 `line_jump`(行字节跨度)处理行缓冲过量问题。
#### 布局层
| 类 | 头文件 | 职责 |
|---|--------|------|
| `PoolArea` | `include/lci/PoolArea.h` | 容器区域,`unordered_map<string, shared_ptr<Area>>` 管理命名子区域 |
| `ShapeArea` | `include/lci/ShapeArea.h` | 形状集合,`vector<shared_ptr<Shape>>` 管理形状对象 |
| `Shape` | `include/lci/Shape.h` | 形状抽象基类,定义 `(w,h,x,y)` 和 `Draw(Drawable&, Color)` |
| `CharShape` | `include/lci/CharShape.h` | 字符形状,使用矢量字体绘制器渲染单个字符 |
#### 交互组件
| 类 | 头文件 | 职责 |
|---|--------|------|
| `CmdArea` | `include/lci/CmdArea.h` | 命令行区域,支持 ANSI 转义码解析(颜色、换行、制表符),文本自动换行和触底滚动 |
| `InputBox` | `include/lci/InputBox.h` | 输入框,渲染用户输入并绘制光标下划线 |
| `KeyboardEvent` | `include/lci/KeyboardEvent.h` | 键盘输入,扫描 `/dev/input/event*`,`select()` 非阻塞轮询 |
`CmdArea` 解析 ANSI 颜色码:`\033[32m`(绿色)、`\033[34m`(蓝色)、`\033[0m`(白色复位)。当文本超出可视区域时自动向上滚动。
#### 图片渲染
`图层区域` (`include/lci/图层区域.hpp`) 基于 CImg 库,支持 JPEG/PNG 图片渲染:
- 按区域长宽比自适应缩放(以长边或宽边为标准)
- 彩色图转灰度图后逐像素绘制
- 灰度值映射到当前画笔颜色,实现单色图片渲染
### 矢量字体系统
字体渲染器 (`include/lci/字体绘制器.h`) 使用内置矢量字库:
- `zzhi[]` / `zzhinumber`:字符索引表,存储 Unicode 码点
- `ttu[]` / `ttunumber`:矢量笔画数据,每对字节编码一个坐标点,最低位标记曲线/图像结束
- `drawvfont()` 在字库中查找字符索引,定位笔画数据,调用 `drawvect()` 将矢量坐标缩放后逐段绘制
字体数据位于 `src/lci/ku500.cpp`(约 20k 行),为 GB2312 编码的中文字库。
### 编码转换
| 类 | 头文件 | 职责 |
|---|--------|------|
| `utf8` | `include/lci/utf8.h` | UTF-8 字节长度检测 + `iconv` 转 GB18030 |
| `ansi` | `include/lci/ansi.h` | GB2312 字符宽度判断(单字节 ASCII / 双字节汉字) |
### 线程架构
| 组件 | 头文件 | 职责 |
|------|--------|------|
| `Fsm` | `include/lci/fsm.h` | 有限状态机:SSHUT → SSTOP → SSTART → SRUNNING,mutex + condition_variable 线程安全 |
| `ThreadInterface` | `include/lci/ThreadInterface.h` | 四事件接口:StopEvent / WakeEvent / LoopEvent / ClearEvent |
| `CommonThread` | `include/lci/CommonThread.h` | 托管线程,构造函数直接启动 `std::thread`,FSM 驱动生命周期 |
| `p_th` | `include/lci/p_th.h` | 打印线程,`select` 读取 PTY 输出,渲染到 CmdArea |
线程生命周期:`StopEvent`(挂起等待)→ `WakeEvent`(初始化资源)→ `LoopEvent`(循环执行)→ `ClearEvent`(清理资源)→ 回到 StopEvent 或退出。
### 中文化编程
`include/cn/中文化.hpp` 提供 C++ 关键字的中文宏定义,允许使用中文编写代码:
```cpp
使用 命名空间 qing;
类 图层区域: 公开的 Area {
如果(长为标准) {
auto fixed = scaleByWidth(this->img, this->w);
} 否则 {
auto fixed = scaleByHeight(this->img, this->h);
}
};
```
支持的中文关键字包括:`类`/`公开的`/`私有的`/`如果`/`否则`/`返回`/`空类型`/`静态的`/`虚拟的` 等。
### 布局体系 ### 布局体系
界面采用三层布局: 界面采用三层布局:
@@ -54,16 +149,18 @@ FrameBuf -- 帧缓冲设备封装,支持旋转(0~3)和字号设置
| 操作 | 用途 | | 操作 | 用途 |
|------|------| |------|------|
| `point(x, y, color)` | 绘制像素点 |
| `line(x0, y0, x1, y1, color)` | 画线(参数插值算法) |
| `rectangle(x, y, w, h, color)` | 矩形边框 |
| `rectangle_fill(x, y, w, h, color)` | 矩形填充(清屏/背景) | | `rectangle_fill(x, y, w, h, color)` | 矩形填充(清屏/背景) |
| `line(x0, y0, x1, y1, color)` | 画线(折线图、坐标轴) | | `drawvfont(x, y, unicode, color)` | 矢量字体绘制字符 |
| `CharShape(w, h, x, y, ch).Draw(area, color)` | 字符绘制 |
| `flush(area, bool)` | 刷新区域到屏幕 | | `flush(area, bool)` | 刷新区域到屏幕 |
### 实时数据可视化 ### 实时数据可视化
每秒采集一次系统数据并绘制折线图: 每秒采集一次系统数据并绘制折线图:
- 通过 `/proc/stat` 读取 CPU 使用率(红色折线) - 通过 `CpuMonitor` 读取 CPU 使用率(红色折线)
- 通过 `sysinfo()` 读取内存使用率(蓝色折线) - 通过 `getMemoryUsageWithSysinfo()` 读取内存使用率(蓝色折线)
- 保留最近 40 个数据点,平滑滚动 - 保留最近 40 个数据点,平滑滚动
### 构建 ### 构建
@@ -85,7 +182,7 @@ make lci
| `--rotate` | 屏幕旋转角度 (0~3) | 0 | | `--rotate` | 屏幕旋转角度 (0~3) | 0 |
| `--fontsize` | 字号大小 | 18 | | `--fontsize` | 字号大小 | 18 |
> **注意**: `include/lci/` 和 `src/lci/` 目录下的图形核心文件(FrameBuf, Drawable, PoolArea, ShapeArea, CharShape, Color 等)当前处于开发中,尚未提交到仓库。 > **注意**: 运行需要 `/dev/fb0` 帧缓冲设备,通常在树莓派等嵌入式 Linux 环境下可用。程序启动时通过 `chvt` 切换到 tty8,退出时切回 tty1。
## 如何托管外部模块 ## 如何托管外部模块