DirectFB在嵌入式遠程桌面控制系統中的應用

引言

　　在“軟件變服務(wù)”的背景下，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )提供服務(wù)，即網(wǎng)絡(luò )計算，占據了越來(lái)越重要的地位。這種模式的特點(diǎn)是：客戶(hù)端只進(jìn)行顯示和輸入，不進(jìn)行復雜計算，應用程序和數據都運行和存儲在服務(wù)器端。為了在有限的資源條件下，如手機，PDA等便攜終端上實(shí)現便捷的移動(dòng)桌面效果，本文提出一種基于嵌入式系統的遠程桌面控制方案，其基本思想是盡可能地減少終端資源占用，最大限度地增強其適用范圍，以此達到增強應用價(jià)值的目的。具體方案是通過(guò)Directvnc 的移植來(lái)實(shí)現的，由于Directvnc 與其它Unix 系統不同的是它通過(guò)輕量級圖形庫DirectFB 使用Linux 幀緩沖設備。DirectFB 在FrameBuffer 的基礎上提供了圖形加速等多種功能，顯示速度快，鏈接庫較小，可以在一定程度上節省系統資源，另外，directvnc工作在幀緩沖層，平臺獨立性好，摒棄了對龐大低效的X Window 等標準嵌入式系統圖形化用戶(hù)界面的依賴(lài)，這一功能對于資源有限的嵌入式系統和PDA 等環(huán)境下是非常有效的。

　　1 網(wǎng)絡(luò )計算模式的實(shí)現

　　1.1 網(wǎng)絡(luò )計算模式

　　系統的實(shí)現基于網(wǎng)絡(luò )計算模式（virtual network computing，VNC），該模式由VNC 服務(wù)器、RFB（遠程幀緩存） 協(xié)議和VNC 客戶(hù)端3 部分組成。Directvnc 作為客戶(hù)端，它使用圖形用戶(hù)界面顯示與進(jìn)行輸入輸出控制，通過(guò)互連網(wǎng)遠程訪(fǎng)問(wèn)與控制服務(wù)器。RealVNC 作為服務(wù)器端，它進(jìn)行大量的計算并提供幀緩存變化到客戶(hù)端顯示設備，減輕了客戶(hù)端負荷。RealVNC 功能成熟，高效實(shí)用，完全跨平臺，兼容性好，可廣泛應用于多種操作系統和開(kāi)發(fā)系統。系統通信通過(guò)RFB 協(xié)議來(lái)完成，RFB是一個(gè)架構在TCP/IP上遠程圖形用戶(hù)的簡(jiǎn)單協(xié)議，通過(guò)TCP/IP 協(xié)議簇連接，是基于字節流或消息的可靠傳輸。它是真正的瘦客戶(hù)協(xié)議。

　　1.2 基于RFB 的瘦客戶(hù)端實(shí)現

因為RFB 工作在幀緩存級別上，所以它可以應用于所有的窗口系統，例如：X11，Windows 和Mac 系統，重要的是對客戶(hù)端硬件的需求少能支持更廣范圍的硬件環(huán)境。

　　在協(xié)議的設計上，對客戶(hù)端的任務(wù)實(shí)現也盡可能的簡(jiǎn)單，這體現在：

　?。?）顯示編碼源語(yǔ)。

　　顯示編碼源語(yǔ)有基于像素和基于圖形兩種繪圖源語(yǔ)。RFB 的顯示編碼方式基于像素，其顯示更新在服務(wù)器端處理，客戶(hù)端僅需要顯示像素數據?？蛻?hù)端計算簡(jiǎn)單、平臺獨立性好。

　?。?）系統最初握手階段對像素數據格式和編碼類(lèi)型協(xié)商的設計。

　　像素格式涉及如何通過(guò)像素值來(lái)實(shí)現不同顏色的重現，最常用的像素格式是24 位或16 位真彩色。像素格式描述了像素數據存儲所用的格式，定義了像素在內存中的編碼方式。

　?。?）編碼方式。

　　編碼是根據一定的協(xié)議或格式把模擬信息轉換成比特流的過(guò)程。在RFB 協(xié)議中，編碼就是將每一個(gè)矩形像素點(diǎn)的數據轉化為包含該矩形像素點(diǎn)的位置、寬度和高度信息以及編碼類(lèi)型的前綴，再加上經(jīng)過(guò)此編碼方式編碼的數據本身。RFB 協(xié)議主要采用的編碼方式是二維運動(dòng)步長(cháng)編碼（2DRLE）的變種，如Raw、CopyRectangle、RRE（Rise-and-Run-Lengeh）、CoRRE（Compact RRE）和缺省時(shí)使用的Hextile。實(shí)際上常用的有2DRLE、Hextil 以及CopyRectangle 編碼，他們?yōu)?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/桌面">桌面提供最好的壓縮方法。在RFB 中壓縮編碼算法比不高，但由于算法簡(jiǎn)單，故對客戶(hù)端的圖形顯示引擎設計要求很低，客戶(hù)端程序也相對簡(jiǎn)單。

　?。?） 顯示更新機制。

　　RFB 的顯示協(xié)議是基于一個(gè)簡(jiǎn)單的畫(huà)圖原理，即將每一個(gè)矩形像素點(diǎn)放在給定的位置（x,y）上。

　　幀緩存的更新通過(guò)一系列塊操作來(lái)完成，這種更新像素塊的操作效率較低，但是通過(guò)多種像素編碼壓縮方式的靈活選擇可以實(shí)現網(wǎng)絡(luò )帶寬、客戶(hù)端計算速度和服務(wù)器處理的速度之間的效率折中，從而實(shí)現高效率的圖形顯示。顯示更新機制包括更新時(shí)機及刷新模式。更新時(shí)機有客戶(hù)端拉動(dòng)和服務(wù)器端推動(dòng)兩種，每種更新時(shí)機又可采用懶惰更新和急切更新兩種刷新模式。RFB 更新請求是客戶(hù)端驅動(dòng)型的懶惰更新，只有在服務(wù)器端收到客戶(hù)端的請求時(shí)才會(huì )向其發(fā)送若干命令緩沖合并后的顯示更新。對于一些應用，在相同區域上的更新往往非常頻繁，這樣如果網(wǎng)絡(luò )非常慢或者客戶(hù)端處理能力不強時(shí)，客戶(hù)端驅動(dòng)的更新機制使得客戶(hù)端的顯示質(zhì)量可以得到調整。

　　總之，在網(wǎng)絡(luò )計算模式下，RFB協(xié)議盡可能地減少終端資源占用并提高網(wǎng)絡(luò )利用率，基本提供了一個(gè)比較瘦的客戶(hù)端。