FB2D — 2D framework for Linux Frame Buffer (Rust)

Вот решил поведать о библиотеке, которую написал недавно. Возможно кому-то и пригодится.
Это 2D framework на языке Rust для рендеринга непосредственно в Linux Frame Buffer /dev/fb0.

Задача была — на Raspberry Pi выводить на экран / телевизор простые 2D сцены. Raspberry Pi работает под управление собранного при помощи YoctoProject custom headless Linux. Window Managers отсутствуют, так же, как и OpenGL. Остается только Frame Buffer.

В случае с Frame Buffer обрабатывать приходится каждый пиксель. Так как я для Raspberry Pi пишу в основном на GoLang, то решил написать библиотеку на Go. Очень быстро понял что Go не подходит мне по производительности. Массивные операции с памятью он не смог выполнить за разумное время.

Тогда я обратил внимание на Rust, который выполнял похожие тесты намного быстрее.

Итак, библиотека разработана на Rust. Так как, это мой первый проект на Rust, сильно не пинайте, но комментарии приветствуется.

Как в любой 2D библиотеке, здесь есть три главные сущности: сцены, ноды и спрайты.
Сцена — это контейнер для визуальных объектов. Нод — это виртуальный объект, наделенный определенными свойствами, такими как местоположение, размер и т.д. Ноды могут быть вложенными.
Каждый нод содержит визуальный объект, так называемый спрайт. Спрайты бывают нескольких видов. Сейчас поддерживаются спрайты типа RectSprite, TextureSprite, TextSprite.

RectSprite — прямоугольник определенного цвета. RectSprite без цвета обычно используется для группировки других дочерних нодов. RectSprite соответствует XML тегу <box>

TextureSprite — объект для рендеринга картинки. На данный момент поддерживается только PNG (RGBA). TextureSprite соответствует XML тегу <image>

ТехтSprite — объект для рендеринга одной строки текста выбранным шрифтом и размером. Есть автоматическая поддержка RTL. ТехтSprite соответствует XML тегу <text>

В дополнении к атрибутам местоположения и размера каждый нод имеет атрибуты gravity и anchor. Это помогает точно расположить объект внутри другого объекта. Все атрибуты связанные с размером и местоположением задаются в процентах относительно родительского нода. Такой подход позволяет достичь наилучшего масштабирования на экранах разного размера и пропорций.

Создать сцену возможно, как программным способом, так и создать описывающий сцену xml файл.

  1. Программный способ создания и запуска сцены.

    let mut fb = fb2d::screen_writer_for_framebuffer("/dev/fb0")?; fb2d::set_graphics_mode();  let mut scene = fb2d::scene::Scene::new();  let background_sprite = RectSprite::new(); let background_node = Node::new_rect_node(FLOAT_RECT_FULL, background_sprite);  let sprite1 = RectSprite::new(); let mut node1 = Node::new_rect_node(     FloatRect {         pos: FLOAT_POS_ZERO,         size: FLOAT_SIZE_HALF,     },     sprite1, ); node1.anchor_point = ANCHOR_POINT_TOP_LEFT;  let sprite2 = TextureSprite::new_for_texture("image.png"); let mut node2 = Node::new_texture_node(     FloatRect {         pos: FLOAT_POS_ZERO,         size: FloatSize {             width: 0.7,             height: 0.7,         },     },     sprite2, ); node2.anchor_point = ANCHOR_POINT_CENTER;  let mut sprite3 = TextSprite::new(); sprite3.text = String::from("Hello, World !!!"); sprite3.gravity = GRAVITY_CENTER; sprite3.height = 0.2; let node3 = Node::new_text_node(     FloatRect {         pos: FLOAT_POS_ZERO,         size: FLOAT_SIZE_FULL,     },     sprite3, );  scene.add_node(node2, node1.key); scene.add_node(node1, background_node.key); scene.add_node(node3, background_node.key); scene.set_root_node(background_node);  scene.writer = Some(Box::new(fb));  scene.run();

  2. Создание сцены при помощи XML файла.

<scene color="#ffa500">     <box pos="0" size="95% 95%" anchor-point="0.5 0" color="#F0C0C0C0">         <text pos="0 -40%" size="100% 10%" anchor-point="0.5 0" height="100%" text="שלום Hello Привет" font="Times New Roman.ttf" color="red"/>     </box>     <box pos="0%" size="25% 25%" anchor-point="0 1" color="olive" alpha="0.5">         <image pos="0" size="100% 100%" anchor-point="0 1" image="image1.png" />     </box> </scene> 

Сцена создается указанием на каталог или zip файл, содержащий scene.xml. Зависимые файлы картинок и шрифтов должны находится в этом каталоге или zip файле.

   match fb2d::scene::Scene::new_from_bundle("assets/scene1") {         Ok(mut scene) => {             let mut fb = fb2d::screen_writer_for_framebuffer("/dev/fb0")?;             fb2d::set_graphics_mode();              scene.writer = Some(Box::new(fb));              scene.run();         }         Err(e) => eprintln!("Error: {:?}", e),     }

Пример получаемого изображения.
Существует возможность рендерить фрейм в PNG файл для отладки.

GitHub репозиторий.

Любая помощь (Contribution) приветствуется. Есть много работы по оптимизации рендеринга, и добавлению новых возможностей, таких как анимация.

FavoriteLoadingДобавить в избранное
Posted in Без рубрики

Добавить комментарий