使用XCB编写X Window程序（02）：在窗口中绘图

2020-12-13 03:58

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标签：style blog http java color 使用

　　在上一篇中，我展示了怎么连接X服务器以及怎么创建一个窗口。创建窗口是编写GUI程序的根本。在GUI编程中还有另外两个重点，其一是事件处理，其二是在窗口中绘图。这一篇中，将展示如何使用XCB在窗口中进行绘图。

　　先看一个示例代码及其运行效果，代码如下：

  1     #include   2     #include   3 
  4     #include   5 
  6     int
  7     main ()
  8     {
  9         /* geometric objects */
 10         xcb_point_t          points[] = {
 11             {40, 40},
 12             {40, 80},
 13             {80, 40},
 14             {80, 80}};
 15 
 16         xcb_point_t          polyline[] = {
 17             {200, 40},
 18             { 20, 80},     /* rest of points are relative */
 19             {100,-80},
 20             {40, 40}};
 21 
 22         xcb_segment_t        segments[] = {
 23             {400, 40, 560, 120},
 24             {440, 100, 520, 240}};
 25 
 26         xcb_rectangle_t      rectangles[] = {
 27             { 40, 200, 160, 80},
 28             { 320, 200, 40, 160}};
 29 
 30         xcb_arc_t            arcs[] = {
 31             {40, 400, 240, 160, 0, 90 6},
 32             {360, 400, 220, 160, 0, 270 6}};
 33 
 34 
 35         /* Open the connection to the X server */
 36         xcb_connection_t *connection = xcb_connect (NULL, NULL);
 37 
 38         /* Get the first screen */
 39         xcb_screen_t *screen = xcb_setup_roots_iterator (xcb_get_setup (connection)).data;
 40 
 41         /* Create black (foreground) graphic context */
 42         xcb_drawable_t  window     = screen->root;
 43         xcb_gcontext_t  gc = xcb_generate_id (connection);
 44         uint32_t        mask       = XCB_GC_FOREGROUND | XCB_GC_GRAPHICS_EXPOSURES;
 45         uint32_t        values[2]  = {screen->black_pixel, 0};
 46 
 47         xcb_create_gc (connection, gc, window, mask, values);
 48 
 49 
 50         /* Create a window */
 51         window = xcb_generate_id (connection);
 52 
 53         mask = XCB_CW_BACK_PIXEL | XCB_CW_EVENT_MASK;
 54         values[0] = screen->white_pixel;
 55         values[1] = XCB_EVENT_MASK_EXPOSURE;
 56 
 57         xcb_create_window (connection,                    /* connection          */
 58                            XCB_COPY_FROM_PARENT,          /* depth               */
 59                            window,                        /* window Id           */
 60                            screen->root,                  /* parent window       */
 61                            0, 0,                          /* x, y                */
 62                            800, 600,                      /* width, height       */
 63                            10,                            /* border_width        */
 64                            XCB_WINDOW_CLASS_INPUT_OUTPUT, /* class               */
 65                            screen->root_visual,           /* visual              */
 66                            mask, values );                /* masks */
 67 
 68 
 69         /* Map the window on the screen and flush*/
 70         xcb_map_window (connection, window);
 71         xcb_flush (connection);
 72 
 73 
 74         /* draw primitives */
 75         xcb_generic_event_t *event;
 76         while ((event = xcb_wait_for_event (connection))) {
 77             switch (event->response_type & ~0x80) {
 78             case XCB_EXPOSE:
 79                 /* We draw the points */
 80                 xcb_poly_point (connection, XCB_COORD_MODE_ORIGIN, window, gc, 4, points);
 81 
 82                 /* We draw the polygonal line */
 83                 xcb_poly_line (connection, XCB_COORD_MODE_PREVIOUS, window, gc, 4, polyline);
 84 
 85                 /* We draw the segments */
 86                 xcb_poly_segment (connection, window, gc, 2, segments);
 87 
 88                 /* draw the rectangles */
 89                 xcb_poly_rectangle (connection, window, gc, 2, rectangles);
 90 
 91                 /* draw the arcs */
 92                 xcb_poly_arc (connection, window, gc, 2, arcs);
 93 
 94                 /* flush the request */
 95                 xcb_flush (connection);
 96 
 97                 break;
 98             default: 
 99                 /* Unknown event type, ignore it */
100                 break;
101             }
102 
103             free (event);
104         }
105 
106         return 0;
107     }

　　运行效果如下图：

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　　下面，对以上GUI绘图的程序进行分析：

　　1、任何绘图程序，无论使用的是Win32 API，还是Java Swing，都离不开GC和DC的概念，使用XCB编写窗口程序也是如此。这两个概念，一个代表了图怎么绘，一个代表了图绘在哪里。由于绘图时需要指定太多的信息，比如画笔的粗细、线型、前景色、背景色等等，如果把这些信息统统作为参数传递给绘图函数，就会产生两个问题：一是调用这些函数太复杂，二是效率太低。所以，目前所有主流的GUI库都采用了一致的做法，那就是把这些信息组织成一个context，我们称之为graphic context，可简称gcontext或GC。DC可以认为是绘图时所用的画布，我们可以直接把图绘到屏幕上，也可以把图绘到窗口中，当然，也可以绘到控件中（因为控件的本质也是窗口）。在面向对象的编程语言中，可以绘图的组件往往都继承自Drawable。在XCB中，从绘图函数的签名可以看出，它仍然将绘图的目标称为drawable，虽然它只是一个id。

　　2、什么时候绘图。理论上讲，任何时候都可以调用绘图函数。但是从实践上来讲，所有的GUI程序都是在窗口重绘的事件中调用绘图函数。窗口重绘事件，有的叫onPaint，有的叫onDraw，XCB中比较奇怪，叫EXPOSE。不管叫什么，其道理是一样的。那就是当窗口初次显示、从隐藏到显示或窗口内容需要刷新时，都会触发该事件，所以在处理该事件的代码中调用绘图函数是最好的，既可以保证我们看到绘图的结果，又兼顾效率（窗口不可见时绘图函数不用执行，窗口不变化时绘图函数也不用执行）。MVC模式也是构建在这样的基础之上，将数据与显示分离，数据可以随时被操作，但是绘图只在窗口重绘时进行。

　　3、调用绘图函数。这个不需要多讲，因为几乎所有的绘图函数都是自解释的，看到函数名，就知道它要进行什么操作。

　　在XCB中，创建GC可以通过xcb_create_gc()函数进行，创建窗口可以通过xcb_create_window()函数进行。在这两个函数中，都有一个比较奇怪的模式，那就是通过一个mask和value数组来设定GC和窗口的具体信息。在上一篇中，创建的窗口没有背景，而这一篇中，窗口具有白色背景，就是因为这里调用xcb_create_window时，在其mask参数中指定了XCB_CW_BACK_PIXEL。

　　借助于ctags和Vim的taglist.vim插件，可以非常方便地查看这些mask的取值及其意义，只需按下Ctrl+]就可以跳到相应的定义处。如下两图，是enum xcb_gc_t中定义的一系列XCB_GC_***：

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