G2：专为2MEMIDP类库设计的高速图形引擎.docx

目录本论文的工作得到了英特尔公司(Intel 目录 本论文的工作得到了英特尔公司(Intel Corporation)基金项目“J2ME Class Libs with Small Footprint，Low Power and High Performance XScale Processor”的支持，特此感谢 摘 摘 要 J2ME成功的将Java技术的强大性和方便性引入了诸如手机、PDA等资源 受限的设备之上，是当前手持设备的首选平台之一。J2ME的架构由“配置”、“描 述”和“可选包”组成，开发者可以对其进行选择从而构建成一个完整的Java 运行环境。MIDP是J2ME中第一个被提出的“描述”，同时也是最为成熟，应 用最为广泛的一个“描述”，迄今为止，其已经被数以百万计的应用到世界各个 角落。作为J2ME的一个关键元素，MIDP同CLDC相结合，通过标准Java运行 环境和一套丰富的应用程序接口，为移动应用程序提供了其所需要的核心应用功 能。 ORL，即Open Runtime Libs，是一个遵循J2ME／MIDP的一系列规范要求完 全从头开发的J2ME类库。它的开发基于一个称为XORP的J2ME虚拟机，该虚 拟机是在原先支持J2SE的开源项目ORP(Open Runtime Platform)的基础上改 造的。而上述两项，即ORL和XORP，都是Intel公司基金项目“J2ME Class Libs 惭th Small Footprint，Low Power and High Performance on XScale Processor”的组 成部分。XORP／ORL系统原先定位在CLDC规范上，而CLDC只提供一些命令 行控制台方式下基本功能，所以该系统本身缺乏对图形能力的支持。 在本文中，我们提出了一个称为G2的高速图形引擎，它是专门为 J2ME／MIDP类库的底层实现而设计的，例如可以使用在XORP／ORL系统中。为 了达到性能上的要求，我们在G2的整个开发过程中做了大量的工作，这包括了 从设计、实现到性能优化的各个阶段。这些努力使得G2能够成为兼具多种特点 的高速图形引擎。 首先，是G2的专门性。与通用目的的图形引擎不同，G2是专门为J2ME 的虚拟机量身定做的。作为J2ME虚拟机的一部分，G2本身也必须满足各种J2ME 规范对虚拟机的要求。例如，MIDP规范中明确要求其本身的实现所占用的存储 空间必须小于256K字节，相应的，G2的可执行模块就必须足够的小，否则包 含G2在内的整个虚拟机的尺寸就会超出规范的限制。 其次，是G2的原创性。与ORL相同，G2的设计与实现也是白手起家的。 在设计过程中，为了使G2能够更加适合在手持环境下运行，我们引入了许多不 同的特性。特别的，拢们在优化过程中使用了很多带创造性的技术和方法，例如 将在第四章中介绍的“Shadow Frame／Differ Copy”技术，这一技术的运用能够 明显提升特定显示设备上的图形绘制速度，从而使G2能够达到设计上的性能要 4 求。其三，是G2的可移植性。尽管G2的最初定位是以Windows 求。 其三，是G2的可移植性。尽管G2的最初定位是以Windows CE作为目标 平台的，但在设计实现的过程中我们都考虑进了移植性的因素。我们在G2中使 用了一种分层的模型来隔离对底层显示硬件设备的依赖，并且事后的移植工作证 明这种做法非常有效。事实上，到目前为止G2已经被成功的移植到了包括Pocket PC、Smartphone和嵌入式Linux在内的多个平台之上。 最后，G2图形引擎被成功的集成到了XORP／ORL系统中，以全面的支持 J2ME／MIDP运行环境。根据业界公认的图形能力评测标准JBenchmark的数据显 示，以G2作为底层图形实现的XORP／ORL系统在图形处理能力上已经达到了 世界范围内的一流水平。在高分的背后，就有G2的作用：一个专为J2ME／MIDP 类库底层实现而设计的高速图形引擎。 关键字 G2，J2ME，MIDP，图形引擎，手持设备，Java虚拟机，Window CE，GAPI， GDI，Shadow Frame／Differ Copy，ASCII字符缓存 中图分类号 TP393：计算机网络，TP311-1：程序设计 AbstractAbstract Abstract Abstract J2ME iS the platform of choice for today’S handheld devices．It delivers the power and benefitS of Java technology to limited devices such mobile phones，PDAs，mad SO on．T