嵌入式图片滑动的3D桌面设计方案 - 全文

　　引 言

　　在很多嵌入式设备中，一个设计良好的桌面是最重要的人机交互方式；在一些消费电子产品中，一个好的桌面可以让用户具有更好的使用体验，操作更方便。与桌面PC的一些重量级的3D桌面相比，本文所讨论的图片滑动3D桌面属于轻量级桌面，占用资源很少，是一个完全的应用程序。目前，在一些高端手机上已经采用了这种桌面方式，用户可以通过触摸屏等设备轻易地访问应用程序。图1是图片滑动3D桌面的一种。

　　实现如图1所示的3D桌面，传统方案需要借助于OpenGL来实现这种3D效果，但是在嵌入式设备中资源较紧张，难以完美地支持OpenGL.因此，采取了QT来实现，并且在开源项目pictureflow的基础上进行移植修改。

　　

　　图1 图片滑动3D桌面

　　1 QT简介

　　QT是一个跨平台的C++图形用户界面库，由奇趣公司出品，支持所有Unix系统和绝大部分版本的Windows平台。QT具有优良的跨平台特性和丰富的API函数，支持2D/3D图形渲染。

　　2 开源项目pictureflow

　　pictureflow是一个基于QT编写的开源项目，可以用3D的效果来动态显示图片，经过渲染之后，每张图片均显示成带有倒影的3D图片。pictureflow的渲染算法非常精简，易于移植，再加上QT本身的跨平台性，因此可以运行于不同型号的手机平台或者其他手持设备之上。它具有快速响应，无需浮点操作、OpenGL以及3D硬件加速等特点。

　　2.1 系统框架

　　pictureflow 主要由类SlideInfo、PictureFlowState、PictureFlowAnimator和PictureFlowSoftwareRenderer构成，如图2所示。其中每个SlideInfo实例对应着一张图片，包含了图片的偏转角度和坐标等信息；PictureFlow-State记录了所有图片的信息；PictureFlowAnimator包含图片的移动功能实现；PictureFlowSoftwareRenderer实现了对图片的渲染。PictureFlowPrivate类含有4个指针，分别指向了上述3个功能类和1个定时器；而Picture-Flow类是作为整个系统的接口类，维护着所有的页面集合以及事件的响应。

　　

　　图2 pictureflow系统类图

　　2.2 渲染算法

　　因为每张页面均有一张倒影，程序采用了一种模糊渲染算法，得到了页面的模糊倒影。在算法中，采用了行列分离的方法进行渲染，即取出源图片的某一像素点之后，依次获得该像素点的同一行的像素平均值作为目标点；然后再依次取出源图片的像素点，获得该像素点的同一列的像素平均值作为目标点。上述操作即处理流程，根据目标平台的性能可以将上述操作循环执行多次，以获得最佳模糊效果。得到页面的模糊倒影之后，程序以某个角度将页面连同倒影一起显示。具体代码如下：

　　

　　2.3 事件响应

　　事件响应分为键盘响应和鼠标响应，针对F10、F11等按键可以激活调试、更新等功能；针对鼠标点击，根据点击点的不同，响应事件分为3种，点击页面正中间区域即触发相关页面功能，点击非正中间区域则会使图片“flow”起来。

　　3 功能实现

　　图3是整个系统软件的运行流程。

　　

　　图3 系统软件流程

　　设计图片滑动3D桌面，需要完成以下工作：

　　①pictureflow的移植与修改。

　　② 准备QT环境，在嵌入式设备中设置好QT运行环境。

　　③pictureflow的配置与交叉编译。

　　④ 准备应用程序入口和相关图片。pictureflow默认会搜索当前路径上的图片，如果在pictureflow运行时将路径传入，就会搜索指定路径上的图片，并将图片以3D形式显示在显示设备上。pictureflow默认鼠标点击动作将使图片向左滑动或者向右滑动，因此必须修改点击屏中间区域的响应。详细代码如下：

　　

　　将上述代码中的if…else语句进行修改，即可提供程序入口：

　　

　　其中，enterApplication（int index）函数可根据index的不同决定调用哪一个应用程序。

　　⑤ 系统初始化时启动pictureflow，在系统启动脚本start.sh文件中加入启动pictureflow的语句：

　　pictureflow-qws.

　　结 语

　　本文讨论的图片滑动3D桌面的实现方法及应用的主要技术，包括相关的图片渲染算法和图片切换动态实现，均已在工程实践中证明是可行的。

　　由于嵌入式设备资源的限制和触摸屏参数的设置，该项目的精密度有待提高。