洪運國，謝 堯

大連職業(yè)技術學院信息工程學院，遼寧大連 116035

0 引言

近年來，UCGUI[1]畫圖系統(tǒng)在嵌入式領域的應用越來越廣。幾乎每一項嵌入式項目的開發(fā)都會大量的應用到UCGUI，有了UCGUI畫圖系統(tǒng)的支持，在ARM板上就可以畫出許多生活中常見的簡單圖形，將這些簡單的圖形組合在一起就實現(xiàn)了很多平時看起來很難畫的實際物體，最明顯的應用要屬儀表，利用UCGUI可以在開發(fā)板上畫出很漂亮的儀表，然后應用到生活中，例如汽車儀表等。

近20年來，隨著嵌入式領域的蓬勃發(fā)展，UCGUI的研究也取得了突破性的進展。許許多多的新的API被加入了進來，簡化了之前很多復雜的圖形繪制，還有一些函數(shù)的加入實現(xiàn)了之前沒有的功能。有了越來越多的函數(shù)，UCGUI的功能也隨之越來越強大，在開發(fā)板上燒出的效果也越來越好。本設計通過VC6.0中的模擬器，展現(xiàn)出在實際開發(fā)板上一模一樣的效果。設計添加算法實現(xiàn)了許多基本圖形的繪制，還有儀表，趨勢圖，進度條，刻度尺，指示燈等單體控件以及顯示動畫，所以本設計對研究嵌入式和計算機圖形領域有一定的基礎意義。

UCGUI所提供的函數(shù)接口是重中之重，所有圖形的繪制都需要使用UCGUI提供的接口函數(shù)，UCGUI將每個基本圖形的畫法實現(xiàn)封裝成一個函數(shù)，然后直接調用就可以畫出基本的圖形，至于復雜的圖形，需要基本圖形的拼接，一些復雜的動態(tài)功能，UCGUI也提供了處理方法，例如內存的分配，圖形繪制時的抗鋸齒，各種窗口控件的實現(xiàn)等。

1 畫圖工具功能分析

1.1 基本圖形的繪制

UCGUI中提供的基本圖形繪制函數(shù)[2]很多，其中應用較廣的有，圓，矩形，多邊形，橢圓，點，線，折線等，這些圖形的實現(xiàn)只需要調用UCGUI相應的函數(shù)即可，其中畫點的函數(shù)還可分為畫點和畫像素點，圓，矩形，橢圓和多邊形也分為畫輪廓和填充兩種。畫線的函數(shù)中包含了畫線，畫水平線，畫垂直線。

1.2 趨勢圖的繪制

趨勢圖的畫法集中于兩點，一個是靜態(tài)的布局，一個是動態(tài)的顯示，其中布局是畫趨勢圖的難點，在畫之前一定要先設計好布局，正確的理解每一個區(qū)域所存在的意義，其中最復雜的地方是計算每一個區(qū)域的坐標值，稍有馬虎，畫出來的圖形就達不到預想中的效果。

1.3 刻度尺的繪制

刻度尺是日常生活中最常見的控件，雖然看起來刻度尺似乎并不難畫，但是實際上并不像想象中那么簡單，刻度尺根據(jù)軸的位置分為6種狀態(tài)，分別為軸水平居中，軸在上，軸在下，軸垂直居中，軸在左，軸在右。畫刻度尺的難點在于刻度線的分配和刻度值的顯示，其中在分配刻度線時需要仔細，其中牽扯到浮點數(shù)的運算，要把精確度提高，以免顯示時軸與刻度線的位置不協(xié)調。

1.4 進度條的繪制

進度條的繪制是一個反復繪制矩形的過程，首先要將背景矩形繪制出來，之后通過反復的計算，不斷地調用GUI_FillRect()函數(shù)[3]來填充每次計算出的矩形區(qū)域，同時數(shù)字的顯示牽扯到數(shù)字透過的效果，必須設定數(shù)字的顯示效果為GUI_Mode_Trans，這樣在循環(huán)顯示數(shù)字時，才能不被填充矩形所覆蓋。

1.5 儀表的繪制

儀表的實現(xiàn)是最復雜的過程，由于儀表指針的移動會留下痕跡，所以儀表盤會被覆蓋，為了避免這個問題，決定將儀表畫在一塊內存區(qū)域上，這樣每次指針一移動，就在這塊內存區(qū)域上重新繪制整個儀表，這樣表盤指針移動的痕跡就不會留下了。儀表的繪制分為兩個部分，表盤和指針，分別通過GUI_DrawArc()函數(shù)[4]和GUI_DrawPolygon（）函數(shù)[5]實現(xiàn)。

1.6 動畫的顯示

動畫其實就是把一些圖片連在一起播放，uCGUI能夠處理的圖片有3種格式，BMP，JPG和GIF，一般情況下我們使用BMP格式的圖片。圖片信息利用文件系統(tǒng)讀取，之后調用GUI_DrawBMP()把圖片放到指定的坐標位置，然后調用GUI_Clear()清屏，再把下一張圖片畫上去，反復這個過程就能達到動畫的效果。

2 關鍵技術及其實現(xiàn)

2.1 控件庫中動畫設計與實現(xiàn)

動畫的顯示一直是一個難點，因為它是大量的圖片文件，這些圖片非常占內存，做嵌入式的開發(fā)，內存是一個主要考慮的方面，因為一塊開發(fā)板上的內存非常有限，每一次需要申請內存時都需要仔細的計算，爭取一點內存都不要浪費。而圖片是非常占內存的，動畫需要大量的圖片，所以要想很好的顯示，板子上的內存一定要好好的處理，或者將圖片讀取到flash中去，或者加大RAM的大小，再或者再加一個RAM。

UCGUI提供了很多處理圖片的函數(shù)，能處理包括BMP，JPG，GIF三種格式的圖片。同時UCGUI也提供了將圖片放大縮小的函數(shù)，這樣所讀取的圖片大小將不受限制。動畫的顯示還需要GUI_Delay

動畫是由圖片組成的，顯示動畫的函數(shù)通過APP_GetData（）函數(shù)[6]將圖片的信息讀取到一個數(shù)組中，然后調用DXCMD_DRAW_BMP（）函數(shù)與DXCMD_DRAW_JPG（）函數(shù)將圖片顯示到模擬器上。在這兩個函數(shù)中都選擇用DrawScaledEx的形式來顯示，這樣可以對圖片進行放大與縮小的操作，能保證圖片以一個適中的大小顯示在模擬器上。

圖片動畫函數(shù)[7]以GUI_BMP_DrawScaledEx()和GUI_JPEG_DrawScaledEx()函數(shù)為主題，利用數(shù)組將圖片信息讀取，讀取圖片信息是一個難點，下面是對圖片讀取的部分關鍵代碼。

2.2 Application中主調函數(shù)的設計

控件庫[8]設計完成后，需要在Application中設計調用函數(shù)，我們?yōu)槊恳粋€控件都設計了一個與之對應的調用函數(shù)，我們?yōu)檫@些調用函數(shù)設計了一個名為DXExec.h的頭文件，所有調用函數(shù)都在DXExec_OS.c文件中的路由表中聲明它們的執(zhí)行順序。

調用函數(shù)中首先將控件所需要的參數(shù)值傳遞進來，之后調用EC_DEMO_ShowIntr（）函數(shù)[9]將所畫控件的名字輸出到模擬器上，之后設置背景顏色，我們這里都設置背景色為黑色，之后調用GUI_Clear（），這步是必不可少的，不然的話當畫面進行遷移的時候，上一個畫面所繪制的控件并沒有被清除，兩個控件就會出現(xiàn)重疊，所以每一個調用函數(shù)中都要有GUI_Clear（）函數(shù)，目的是清除上一個頁面所繪制的控件。

3 結論

基于ARM的畫圖工具的設計與開發(fā)的開發(fā)，充分利用UCGUI的特性，幾乎所有的圖形都是通過矢量畫出來的，這樣的效果在開發(fā)板上會非常好，板子上不會出現(xiàn)閃的情況。UCGUI具有廣闊的發(fā)展空間，相信在生活中它的應用會越來越廣，隨著其版本的不斷更新，功能的不斷增加，ARM板上能呈現(xiàn)出的圖像也會越來越真實。

[1]馬曉波，Guy L.嵌入式GUI的研制[M].成都：電子科技大學，2003：43-80.

[2]單博煒.嵌入式GUI的研究與實現(xiàn)[M].西安：西北工業(yè)大學出版社，2004：57-92.

[3]肖俊芳，王正勇.基于嵌入式的UCGUI圖形用戶界面系統(tǒng)設計[M].成都：成都信息工程學院，2008：30-85.

[4]布蘭切特.C++GUI Qt4編程[M].北京：電子工業(yè)大學出版社，2008：26-89.

[5]徐寶國.基于UCOS和UCGUI的嵌入式數(shù)字示波器[J].測控技術，2007(6)：118-121.

[6]孫曉輝，陳曉.基于UCGUI的圖形系統(tǒng)在機頂盒中的應用[J].中國有線電視，2007(2)：113-117.

[7]劉堯猛，馬永軍.基于ARM9和FPGA的嵌入式數(shù)字示波器[J].計算機應用與軟件，2010(27)：287-289.

[8]吳麗彬.嵌入式μCGUI圖像自適應滑動窗口的實現(xiàn)[J].計算機工程與應用，2010(26)：184-187.

[9]姜文濤.基于ARM與圖像仿真的無線測控終端[J].計算機工程，2011(1)：244-247.