Linux XRender的API接口介绍 - 问答

Linux XRender API 接口概览

一核心概念与能力

XRender 是 X Window System 的 2D 渲染扩展，提供高质量图形处理与合成能力，包括 Alpha 混合、抗锯齿、图像缩放/变换 等。渲染对象为 Picture（可理解为带格式与属性的绘制表面），通过 PictOp 枚举指定合成操作（如 PictOpOver 表示 over 合成）。在多数现代 X 服务器 与驱动上可用，并可在具备相应驱动时获得 GPU 加速。常见使用场景包括窗口/控件绘制、图像缩放与合成、UI 动画等。

二环境准备与编译链接

检查扩展是否可用：在终端执行 xdpyinfo | grep XRender，若输出包含 “X Render” 表示支持。
安装开发包：
- Debian/Ubuntu：sudo apt-get install libxrender-dev
- RHEL/CentOS/Fedora：sudo yum install libXrender-devel
头文件与链接：
- 头文件：#include <X11/extensions/Xrender.h>
- 编译选项：-lXrender
典型初始化流程：XOpenDisplay → 选择屏幕/根窗口 → 创建 Picture（设置格式与属性）→ 使用 XRenderComposite 进行绘制/合成 → XFlush/XCloseDisplay 清理。

三关键数据结构与枚举

XRenderPictureAttributes：Picture 的属性集合，常用字段包括
- repeat：是否重复填充（如纹理平铺）
- clip_mask：裁剪掩码（限制绘制区域）
- antialias：是否启用抗锯齿（用于直线/多边形等）
PictStandard：标准格式枚举，常见有
- PictStandardARGB32：带 Alpha 的 32 位像素格式
- PictStandardRGB24：24 位 RGB 格式
PictOp：合成操作枚举，常用有
- PictOpOver：Alpha 混合的 over 操作
- PictOpSrc：直接覆盖
- PictOpClear：清空为目标“0”
典型用法：创建 XRenderPictureAttributes 实例并传递给 XRenderCreatePicture 以创建带指定格式与属性的 Picture。

四常用 API 接口与用途

XRenderQueryExtension / XRenderQueryVersion：查询扩展是否可用与版本号
XRenderFindVisualFormat：根据 Visual 查找对应的 XRenderPictFormat
XRenderCreatePicture：为 Drawable（如 Pixmap、Window）创建 Picture，可传入 XRenderPictureAttributes
XRenderFreePicture：释放 Picture
XRenderComposite：执行 2D 合成/绘制
- 基本形态：XRenderComposite(display, op, src, mask, dst, src_x, src_y, mask_x, mask_y, dst_x, dst_y, width, height);
- 说明：将源（src）与可选掩码（mask）按操作（op）合成到目标（dst）的指定矩形区域；用于 位块传输、缩放、旋转、透明度合成 等
XRenderSetPictureClipRectangles / XRenderSetPictureClipMask：设置裁剪区域/掩码
XRenderFillRectangles / XRenderCompositeTriStrip / XRenderCompositeTriFan：绘制矩形、三角形条带/扇等基元
XRenderQueryFilters / XRenderSetPictureFilter：查询/设置滤镜（如缩放时的滤波方式）
XRenderQueryPictFormats：查询服务器支持的像素格式集合
提示：几何形状（如 XRectangle）常用于矩形填充或作为裁剪区域输入。

五最小示例与注意事项

最小示例（创建窗口并将一个 ARGB32 图像“覆盖”到窗口）

#include <X11/Xlib.h>
#include <X11/extensions/Xrender.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    Display *dpy = XOpenDisplay(NULL);
    if (!dpy) return 1;

    int scr = DefaultScreen(dpy);
    Window win = XCreateSimpleWindow(dpy, DefaultRootWindow(dpy),
                                       0, 0, 320, 240, 1,
                                       BlackPixel(dpy, scr), WhitePixel(dpy, scr));
    XMapWindow(dpy, win);

    // 假设已有 ARGB32 数据：data[4 * w * h]，步长 4 字节
    int w = 320, h = 240;
    unsigned char *data = malloc(w * h * 4);
    if (!data) { XCloseDisplay(dpy); return 1; }
    // TODO: 填充 data（例如 memset 或解码图像）

    // 创建可绘制的 Pixmap 并写入图像数据
    Pixmap pm = XCreatePixmap(dpy, win, w, h, 32);
    GC gc = XCreateGC(dpy, pm, 0, NULL);
    XImage *img = XCreateImage(dpy, DefaultVisual(dpy, scr), 32, ZPixmap, 0,
                               (char*)data, w, h, 32, 0);
    XPutImage(dpy, pm, gc, img, 0, 0, 0, 0, w, h);
    XFreeGC(dpy, gc);
    XDestroyImage(img);

    // 为窗口与 Pixmap 创建 Picture（ARGB32）
    XRenderPictureAttributes pa = {0};
    Picture src_pic = XRenderCreatePicture(dpy, pm, PictStandardARGB32, &pa);
    Picture dst_pic = XRenderCreatePicture(dpy, win, PictStandardARGB32, &pa);

    // 将源图像覆盖到窗口（PictOpSrc 为直接覆盖）
    XRenderComposite(dpy, PictOpSrc, src_pic, None, dst_pic,
                    0, 0, 0, 0, 0, 0, w, h);

    XFlush(dpy);

    // 资源释放
    XRenderFreePicture(dpy, src_pic);
    XRenderFreePicture(dpy, dst_pic);
    XFreePixmap(dpy, pm);
    free(data);
    XCloseDisplay(dpy);
    return 0;
}

编译：gcc demo.c -o demo -lX11 -lXrender

注意事项
- 像素格式需与 XRenderPictFormat 匹配；位图/掩码需正确设置，否则合成结果可能异常。
- 缩放/旋转等高质量变换依赖服务器支持的滤镜与实现，必要时使用 XRenderQueryFilters/XRenderSetPictureFilter 查询与设置。
- 性能与是否走 硬件加速 取决于 X 服务器/驱动 与具体合成操作；可通过 xdpyinfo 确认扩展可用，并在目标设备上实测验证。

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