[[!meta title="Grafická uživatelská prostředí a knihovny"]]

[[!toc levels=2]]

#Grafická uživatelská prostředí a knihovny

## X Window System 

- Grafické prostředí pro operační systém UNIX
- Začal vyvíjet institut MIT (Massachusetts Institute of Technology) v r. 1984.
- Označení X11 (verze 11) od r. 1987
- Další verze jsou označovány jako revize. 
- Současná podoba systému oken X se principiálně nemění a nová vydání jsou rozšiřující především z pohledu způsobů implementace grafických režimů.
- Klient-server architektura, klient (GUI aplikace) nemusí nutně běžet na stejném stroji, jako server.
- Server se stará o klávesnici, myš a zobrazení grafického výstupu aplikací.
- Klient komunikuje se serverem pomocí socketu. Používá [X-protokol](#x-protocol). 
- XFree86 v roce 1992 z X386, což byla implementace X serveru pro 386 architekturu.
- X11R6.4 restriktivnější licence ve verzi 4.4 v únoru 2004.
- Referenční implementací je X server vyvíjený X.Org Foundation.

![X architektura][1]

## Správce oken (window manager)

Samotný X Server má na starost pouze zobrazení na obrazovku, obsluhu hardware (grafická karta, myš, klávesnice, touchpad) a sám o sobě je těžko použitelný. Proto se používá spolu se správcem oken (anglicky window manager), který se stará o ovládání uživatelem (přesun a změna velikosti okna) a podobně (horní lišta oken, ohraničení oken, změna velikosti, překrývání atp.). Z hlediska X Serveru je ovšem správce oken jen další klient, a proto je snadno zaměnitelný. Pro Linux existuje několik desítek správců oken, přičemž mezi nejznámějším patří IceWM, FVWM, Sawfish, Window Maker, Kwm, Metacity nebo Fluxbox.

<a name="x-protocol"/>

## X protokol ###

- Specifikuje způsob komunikace mezi X-Serverem a X-Klienty. 
- Nejslavnější implementací je Xlib.

![Xlib][3]

Používat přímo xlib by bylo poněkud těžkopádné ([[příklad| xlib-example]]), proto vzniklo mnoho knihoven, které se snaží tvorbu GUI aplikací zjednodušit. Např. GTK+, Qt, FLTK, wxWindows, HTML + DOM + JavaScript, atd.

----------

## Gnome
- GNU Network Object Model Environment
- Window manager
- Vývojová platforma
- GTK+
- V r. 1997 Miguel de Icaza and Federico Mena právě kvůli problémům s Qt licencí v KDE.

----------

## KDE
- 1996 Matthias Ettrich, student Eberhard Karls University v Tübingen.
- Qt
- Trošku jiná filosofie než Gnome, ale v podstatě to samé.

----------

## GTK+ (GIMP Toolkit)

- Vytvořen v roce 1997 členy skupiny eXperimental Computing Facility (XCF) Kalifornské university v Berkeley (Spencer Kimball, Peter Mattis a Josh MacDonald) pro vývoj programu GIMP (GNU Image Manipulation Program).
- Napsán objektově v jazyce C, což sebou nese řadu výhod i nevýhod.
- LGPL licence.
- Současná verze již multiplatformní.
- Součást GNU projektu.
- Využívá jej mnoho vyšších programovacích jazyků pro snadný wrapping.

[[GTK+ hello world]]

----------

## QT

- Haavard Nord a Eirik Chambe-Eng začali vývoj v roce 1991, později založili firmu Trolltech [celkem zajímavé](http://www.civilnet.cn/book/embedded/gui/qt4/pref04.html).
- V r. 2009 ji koupila Nokia.
- V C++ => obtížnější wrapping.
- Od samého počátku multiplatformní (dokonce vlastni make systém).
- Signal/Slot koncept (implementace observer pattern).
- Komerční a LGPL licence (od r. 2009), dříve GPL, ještě dříve podivná QPL (1998) kvuli KDE.
- Snaží se doplnit C++ a libc/c++ o chybějící vlastnosti vyplývající zejména z chabého RTTI v C++
1. signals and slots
1. object properties
1. QSharedPointer, QWeakPointer, QScopedPointer - guarded pointers that are automatically set to 0 when the referenced object is destroyed, unlike normal C++ pointers which become dangling pointers when their objects are destroyed
1. qobject_cast - a dynamic cast that works across library boundaries
1. contextual string translation for internationalization
1. sophisticated interval driven timers that make it possible to elegantly integrate many tasks in an event-driven GUI
1. hierarchical and queryable object trees that organize object ownership in a natural way
- Implementují velké množství objektů, které se využívají při tvorbě aplikací jako kontajnery, grafické formáty, sockety, SQL konektivita, SSL, JavaScript interpreter, QML apod. **multiplatformním způsobem**.
- Model/View architektura.
- Implicitně sdílené objekty.
- Cenou, kterou za to platíme je MOC (Meta Object Compiler)

[[Qt hello world]]

# Tvorba grafických aplikací

Kromě aplikací určených k zpracování a zobrazení grafických dat, je tu GUI.

Proč GUI:
- Uživatel může být hloupější, existuje jisté latentní Know-How, aplikace se ovládají obdobně pomocí stejných typů widgetů.
- Stačí pasivní znalost UI.

## Model-View architektura

- Odděluje data od jejich prezentace.
- Jedny data mohpu být zobrazeny více způsoby či perspektivami.
- Více fronendů.

[[!img modelview-overview.png align="right" size="" alt=""]]

[[!img modelview.svg align="right" size="" alt=""]]

## Komunikace objektů, Signal/Slot koncept

- Obecně řeší observer pattern.
- Many to many relationship.
- Velice se hodí na řešení volání callback funkcí widgetů.
- Kromě toho řeší mnoho dalších problémů, zejména neexistující reference (dangling pointers).

![signal-slot][4]

  [1]: X_client_sever_example.svg
  [2]: http://cs.wikipedia.org/wiki/X_display_manager
  [3]: xlib.png
  [4]: abstract-connections.png