引言

随着嵌入式技术的飞速发展，人们对系统界面的要求日益提高，其中一个需求就是期望嵌入式设备的界面也提供类似PC上软件的动态加载界面功能，用户可以根据自己的爱好来选择不同的主题界面，甚至自己来定制界面的布局、颜色等，图1就是某开源软件所提供的不同主题的界面。

图1 某嵌入式设备上不同的主题界面

当然，根据不同的平台，动态加载界面有着不同的实现方式，本文以嵌入式开发平台上较为常见的QT开发环境为例，引入了一种在QT嵌入式平台上实现动态界面、定制界面的实现方式。

1 主题界面文档化

虽然不同的主题界面外观差异很大，但是显示的元素（如菜单项等）却是相同的，所不同的是这些元素的布局、外观等。因此，按照一定的规则，将不同的主题界面存储为不同的XML文档，详细记录每个主题界面的元素布局、形状、色彩或行为等界面相关的信息。在程序启动时，或者主题界面切换时，系统读取不同的XML文件,绘制出不同的主题界面。以图2中的显示界面为例，其对应的XML文档如下所示，从中可以看出，该界面包含了字体、时钟、状态栏、图片等一系列控件，并且包含各自的属性。

- <WideTheme>

- <window name="mainmenu">

+ <fontdef name="menufont" face="Liberation Sans">

+ <fontdef name="clock" >

+ <clock name="clock" from="small">

+ <statetype name="titles">

+ <imagetype name=" logo">

+ <imagetype name=" horizon">

+ <imagetype name=" menu">

+ <statetype name=" watermarks">

</window>

</WideTheme>

以上文中出现的imagetype控件为例，它是用来存储、显示图片的控件，在XML文档当中，其包含了图片文件名、位置和缩放、颜色格式和大小等信息,如图3所示。

图2 XML文档及主题界面 图3 imagetype控件的属性和外观

<imagetype name=”movie”>

<filename>TV.png</filename>

<area>300,200,210,70</area>

<alpha>150</alpha>

<preserveaspect>true</preserveaspect >

<crop>x,y,w,h</crop>

<mask>mymaskfile.png</mask>

<reflection spacing="0" length="35"

scale="85" shear="24" axis="horizontal">

</reflection >

<grayscale>true</grayscale>

<filepattern cycle="reverse" high="30" low="0">

imagefile%1.png

</filepattern>

<delay>500</delay>

</imagetype>

专业的美工人员可以设计出风格统一、优美的外观界面，同时，通过填空的方式，将界面的所有显示元素的信息填充至XML文档中，以备程序进行加载调用。这些XML文档的格式需要事先进行规范和定义，包括元素的定义、属性和行为应该是事先规定好的，否则界面的设计与加载就无从谈起。通常来说，应该至少定义包括字体、基本控件、基本界面等数十种元素及其属性。

2 加载主题界面

在程序的启动阶段，通过加装相应的主题界面，即可实现显示不同的主题界面。图4是读取并加载界面元素的流程。从图中可以看出，首先以Map容器的方式创建“界面元素树”，然后以递归方式解析XML文档，每遇到一个界面元素就实例化并添加到元素树当中，同时继续解析该元素的属性，来设置界面元素的属性（外观）。如此循环进行，直到解析完整个文档为止。

图4 界面元素加载流程图

图5 解析XML文档生成元素树

整个过程的最终结果将是一个树，如图5所示。这棵树上的枝叶记录了界面对应的所有元素信息，包括时钟、logo和menu三个元素控件，同时每个元素又包含有自己的属性。如时钟控件的属性就包括其位置、大小、字体和对其方式等；menu控件的属性包括大小、布局、间隔和风格等。

3 切换主题界面

图6是某开源软件的主题切换模块。左侧显示了系统所支持的主题数，选择不同的主题，右侧会显示其相应的缩略图。当用户选择切换主题时，系统去读取新的主题XML文档，并重复新一轮的界面加载过程。通常在设计切换主题界面时，如果系统没有特殊要求，则会在更换主题XML文档之后强制重新启动应用，新的界面会被自动加载显示。

结语

本文讨论的QT平台上动态定制界面的主要技术，提高了嵌入式设备的人机交互友好性，使得UI设计与显示分离开，摆脱了传统嵌入式设备的呆板界面设计方式，可以更快速地提供专业、统一的设备界面，已在工程实践中证明了该方法的可行性，特别是随着消费类电子产品需求的日益发展，将会有越来越多的应用领域。然而，由于QT平台特殊性，其并没有提供如HTML+CSS方式的界面解析功能，因此需要开发人员自行进行界面解析，这在一定程度上限制了该功能的推广，也是本方案有待于提高之处。

图6 主题界面的切换