[发明专利]一种计算机图形内核直接写屏技术

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种计算机图形用户界面设计技术，提出一种用于实现直接写屏方式，实现图形快速输出的新方法。

背景技术

计算机图形界面应用中，直接写屏可实现快速高效输出，提高图形输出的流畅性，减少闪烁，这对须快速刷新的高速显示系统、视频应用、游戏编程等，是非常有意义的。公知的技术的实现直接写屏的方法有：

1、不使用操作系统，或者操作系统本身不提供图形系统，应用程序直接面对显示设备，所有图形输出，都是直接写屏。这种方法，由于操作系统没有提供图形界面支持，软件设计难度大，难于实现高级的界面设计。

2、由操作系统提供图形系统，但没有提供直接写屏支持，应用程序要实现直接写屏，只有绕过图形系统，获取显卡的显存地址，直接把需要绘制的图形元素往显存拷贝。这种方法，虽然实现了快速显示，但其缺点也是显而易见的。图形设备是一个共享设备，正常情况下，应用程序通过操作系统的图形系统向设备输出图形，图形设备则由操作系统统一管理。如果应用程序直接向屏幕输出的话，就扰乱了操作系统对图形设备的管理。导致操作系统输出的图形和应用程序输出的图形互相覆盖，屏幕上就变得杂乱无章。

3、有的操作系统，在常规图形系统外，提供了专门的技术让应用程序实现直接写屏，例如windows的directx技术。但这种技术亦有其局限性，首先，它是一门专用技术，需要专门学习才能掌握，应用程序源代码也与常规图形应用程序完全不一样，通用性差；其次，它需要专用的显卡驱动支持，对软件和硬件环境都比较挑剔；第三，使用directx技术实现的程序，只能在支持directx的平台上运行，缺乏通用性。

发明内容

本发明设计的直接写屏技术，可用于设计多窗口图形界面，程序员可以像设计普通界面那样设计直接写屏的图形程序。

在多窗口界面系统中，每个窗口独立定义直接写屏属性，如果该属性为真，则图形系统执行应用程序的绘图命令时，将该窗口可见部分直接绘制在显示器上；如果该属性为假，则把被绘制的图形先缓存到窗口缓冲区中，和其他窗口统一管理，统一输出到显示器上。

应用程序输出图形，无论是使用直接写屏，还是非直接写屏，代码均一致。

本发明的效果是：

应用本发明，程序员在编写需要直接写屏的程序时，只需要将直接写屏的目标窗口的属性设置为“直接写屏”，其他所有绘制操作均与普通窗口一致，在任何显示系统上都可以运行，显卡驱动也不需要特别设计。这样，程序员只需要掌握一种图形编程技术，编写出来直接写屏代码，和非直接写屏代码，是完全一致的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是窗口上绘图的过程。

具体实施方式

本发明已经被应用于都江堰操作系统(简称djyos)的图形系统中，用于构建djyos的图形环境。应用本发明，程序员编写像游戏、实时采样显示这类对屏幕响应速度要求非常高的程序时，不再需要专门的技术，编程方法与普通图形界面程序完全一样。编程更加方便、易用，降低了学习难度，同时提高了编程效率。

窗口控制块的数据结构中，有一个成员direct_screen：

操作系统提供了API函数gk_api_set_direct_screen，该函数把窗口的direct_screen成员的值设为true。调用本函数后，应用程序对相应窗口的所有输出图形的操作，图形系统均直接输出到显示器上。

API函数gk_api_unset_direct_screen则把窗口数据结构的direct_screen成员的值设为false。调用本函数后，应用程序对相应窗口的所有输出图形的操作，图形系统均使用标准的图形操作，先输出到图形缓冲区中，然后再输出到显示器上。

窗口绘制过程如图1所示。应用程序不能直接在显示器上绘图，所有绘图操作，必须由操作系统的图形系统执行实际绘制。应用程序发出的绘图命令，将保存在图形系统的缓冲区中，然后由系统绘图程序从缓冲区中逐个取出绘图命令并执行绘图操作。图形系统执行绘图命令时，将先分析目标窗口的direct_screen成员，如果该成员为真，则直接往显示器上绘图，实现快速输出；如果该成员为假，则往图形系统缓冲区绘图，待执行完缓冲区中的全部命令后，再统一往显示器上绘图。

这样，图形输出方式对应用程序是透明的，直接写屏和非直接写屏的绘制方法和代码，是完全相同的，显著地降低了编程难度，既高效输出图形，又易学易用。