🥇איך גרפיקה עובדת בלינוקס: סקירה כללית של סביבות עיצוב שולחן עבודה שונות

מאמר זה עוסק כיצד גרפיקה עובדת בלינוקס ומאילו רכיבים היא מורכבת. הוא מכיל צילומי מסך רבים של יישומים שונים של סביבות שולחן עבודה.

אם אתה לא באמת מבדיל בין KDE ל-GNOME, או שאתה עושה אבל רוצה לדעת אילו חלופות אחרות יש, אז המאמר הזה הוא בשבילך. זוהי סקירה כללית, ולמרות שהיא מכילה הרבה שמות ומעט מונחים, החומר יהיה שימושי גם למתחילים ולמי שרק מסתכלים על לינוקס.

הנושא עשוי לעניין גם משתמשים מתקדמים בעת הגדרת גישה מרחוק והטמעת לקוח דק. לעתים קרובות אני פוגש משתמשי לינוקס מנוסים עם ההצהרות "יש רק שורת פקודה בשרת, ואני לא מתכוון ללמוד גרפיקה ביתר פירוט, מכיוון שכל זה נחוץ למשתמשים רגילים." אבל אפילו מומחי לינוקס מופתעים מאוד ושמחים לגלות את אפשרות "-X" עבור פקודת ssh (ולשם כך כדאי להבין את הפעולה והפונקציות של שרת X).

מקור

אני מלמד קורסי לינוקס כבר כמעט 15 שנה ב"אקדמיית רשת LANIT"ואני בטוח שרבים מיותר מחמשת אלפים אנשים שהכשרתי קוראים וכנראה כותבים מאמרים על הבר. הקורסים הם תמיד מאוד אינטנסיביים (משך הקורס הממוצע הוא חמישה ימים); אתה צריך לכסות נושאים שדורשים לפחות עשרה ימים כדי להבין אותם במלואם. ותמיד במהלך הקורס, בהתאם לקהל (מתחילים שנאספו או מנהלים ותיקים), כמו גם ב"שאלות מהקהל", אני עושה בחירה מה להעביר ביתר פירוט ומה יותר שטחי, כדי להקדיש יותר זמן לשירותי שורת הפקודה והיישום המעשי שלהם. יש מספיק נושאים כאלה שדורשים קצת הקרבה. אלה הם "היסטוריה של לינוקס", "הבדלים בהפצות לינוקס", "על רישיונות: GPL, BSD, ...", "על גרפיקה וסביבות שולחן עבודה" (הנושא של מאמר זה), וכו'. לא שהם לא חשוב, אבל בדרך כלל יש עוד הרבה שאלות דוחקות "כאן ועכשיו" ורק כחמישה ימים... עם זאת, להבנה כללית של היסודות של מערכת ההפעלה לינוקס, הבנה של המגוון הזמין (כך שאפילו שימוש אחד ספציפי הפצת לינוקס, עדיין יש לך השקפה רחבה יותר על כל העולם הענק והעצום הזה שנקרא "לינוקס"), לימוד הנושאים הללו הוא שימושי והכרחי.

ככל שהמאמר מתקדם, אני מספק קישורים לכל רכיב למי שרוצה להעמיק בנושא, למשל, למאמרי ויקיפדיה (תוך כדי הצבעה על גרסה מלאה/שימושית יותר אם יש מאמרים באנגלית וברוסית).

לדוגמאות בסיסיות וצילומי מסך השתמשתי בהפצת openSUSE. ניתן להשתמש בכל הפצה אחרת שפותחה על ידי הקהילה, כל עוד יש מספר רב של חבילות במאגר. קשה, אך לא בלתי אפשרי, להדגים את מגוון עיצובי שולחן העבודה בהפצה מסחרית, מכיוון שלעתים קרובות הם משתמשים רק באחת או שתיים מסביבות שולחן העבודה הידועות ביותר. בדרך זו, מפתחים מצמצמים את המשימה של שחרור מערכת הפעלה יציבה עם ניפוי באגים. על אותה מערכת התקנתי את כל ה-DM/DE/WM (הסבר על המונחים האלה למטה) שמצאתי במאגר.

צילומי מסך עם "מסגרות כחולות" צולמו ב-openSUSE.

צילמתי צילומי מסך עם "מסגרות לבנות" בהפצות אחרות, הם מצוינים בצילום המסך.

צילומי מסך עם "מסגרות אפורות" נלקחו מהאינטרנט, כדוגמאות לעיצובי שולחן עבודה מהשנים האחרונות.

אז בואו נתחיל.

המרכיבים העיקריים המרכיבים את הגרפיקה

אדגיש שלושה מרכיבים עיקריים ואפרט אותם לפי סדר ההשקה בעת הפעלת המערכת:

DM (מנהל תצוגה);
שרת תצוגה;
DE (סביבת שולחן עבודה).

בנוסף, כתתי-סעיפים חשובים של סביבת שולחן העבודה:

מנהל אפליקציות/משגר/מתג (לחצן התחל);
WM (מנהל חלונות);
תוכנות שונות המגיעות עם סביבת שולחן העבודה.

פרטים נוספים על כל נקודה.

DM (מנהל תצוגה)

האפליקציה הראשונה שמופעלת כאשר אתה מתחיל "גרפיקה" היא DM (מנהל תצוגה), מנהל תצוגה. המשימות העיקריות שלו:

לשאול אילו משתמשים לאפשר להיכנס למערכת, לבקש נתוני אימות (סיסמה, טביעת אצבע);
לבחור איזו סביבת שולחן עבודה להפעיל.

כיום בשימוש נרחב בהפצות שונות:

SDDM (הוחלף KDM),
GDM,
אור,
xdm.
אתה יכול גם לציין את Fly-DM (בשימוש ב-AstraLinux).

רשימת ה-DM הקיימים מתעדכנת ב מאמר ויקי.

ראוי לציין כי צילומי המסך הבאים משתמשים באותו מנהל תצוגה של LightDM, אך בהפצות שונות (שמות התפוצה מצוינים בסוגריים). ראה כמה שונה ה-DM הזה יכול להיראות הודות לעבודתם של מעצבים מהפצות שונות.

העיקר בגיוון הזה הוא להבהיר שיש אפליקציה שאחראית על השקת גרפיקה ומאפשרת למשתמש לגשת לגרפיקה הזו, ויש מימושים שונים של האפליקציה הזו הנבדלים במראה ומעט בפונקציונליות (מבחר של סביבות עיצוב, בחירת משתמשים, גרסה למשתמשים שרואים רע, זמינות של גישה מרחוק באמצעות פרוטוקול XDMCP).

שרת תצוגה

Display Server הוא מעין בסיס גרפי, שעיקר תפקידו הוא לעבוד עם כרטיס מסך, צג והתקני קלט שונים (מקלדת, עכבר, משטחי מגע). כלומר, אפליקציה (לדוגמה, דפדפן או עורך טקסט) שמעובדת ב"גרפיקה" לא צריכה לדעת איך לעבוד ישירות עם מכשירים, וגם לא צריך לדעת על דרייברים. X Window דואג לכל זה.

כשמדברים על Display Server, במשך שנים רבות בלינוקס, ואפילו ביוניקס, התכוונו לאפליקציה מערכת חלונות X או בשפה המקובלת X (X).

כעת הפצות רבות מחליפות את X Wayland.

אתה יכול גם לקרוא:

תיאור כללי של הארכיטקטורה של X,
הפעלת X ב-X,
X תחת מערכת ההפעלה Windows (צריך להפעיל אפליקציות גרפיות מרחוק, למשל באמצעות PuTTY).

ראשית, הבה נשיק את X ומספר יישומים גרפיים בהם.

סדנה "ריצת X ואפליקציות בתוכו"

אני אעשה הכל מהמשתמש החדש שנוצר ב-webinaruser (יהיה קל יותר, אבל לא בטוח יותר, לעשות הכל כ-root).

מכיוון ש-X צריך גישה למכשירים, אני נותן גישה: רשימת המכשירים נקבעה על ידי הסתכלות על השגיאות בעת הפעלת X ביומן (/home/webinaruser/.local/share/xorg/Xorg.77.log)

% sudo setfacl -m u:webinaruser:rw /dev/tty8 /dev/dri/card0 /dev/fb0 /dev/input/*

אחרי זה אני משיק X's:

% X -retro :77 vt8 &

אפשרויות: * -רטרו - השקה עם רקע קלאסי "אפור", ולא עם שחור כברירת מחדל; * :77 - הגדרתי (כל אחד בטווח סביר אפשרי, סביר להניח שרק :0 כבר תפוס כבר על ידי הגרפיקה שכבר פועלת) את מספר המסך, למעשה איזשהו מזהה ייחודי שבאמצעותו ניתן יהיה להבחין בין מספר Xים פועלים; * vt8 - מציין את הטרמינל, כאן /dev/tty8, עליו יוצגו X's).

הפעל את האפליקציה הגרפית:

לשם כך, תחילה קבענו משתנה שלפיו האפליקציה תבין איזה מה-X יש לי לרוץ לשלוח את מה שצריך לצייר:

% export DISPLAY=":77"

אתה יכול להציג את רשימת ה-Xs הרצים כך:

ps -fwwC X

לאחר שקבענו את המשתנה, נוכל להפעיל יישומים ב-Xs שלנו - לדוגמה, אני מפעיל שעון:

% xclock -update 1 &


% xcalc &

% xeyes -g 200x150-300+50 &

רעיונות ומסקנות עיקריות מקטע זה:

X צריך גישה להתקנים: מסוף, כרטיס מסך, התקני קלט,
ה-Xs עצמם אינם מציגים רכיבי ממשק כלשהם - זהו קנבס אפור (אם עם אפשרות "--retro") או שחור בגדלים מסוימים (לדוגמה, 1920x1080 או 1024x768) על מנת להפעיל בו יישומים גרפיים.
תנועת ה"צלב" מראה שה-Xs עוקבים אחר מיקום העכבר ומשדרים מידע זה לאפליקציות הפועלות בו.
X תופסים גם הקשות במקלדת ומשדרים את המידע הזה ליישומים.
המשתנה DISPLAY אומר לאפליקציות גרפיות באיזה מסך (כל X'ים מופעלים עם מספר מסך ייחודי בעת ההפעלה), ולכן באיזה מאלה שרצים על המחשב שלי, יהיה צורך לצייר את ה-X. (ניתן גם לציין מכונה מרוחקת במשתנה זה ולשלוח פלט ל-Xs הפועל על מחשב אחר ברשת.) מכיוון ש-Xs הושקו ללא אפשרות -auth, אין צורך להתמודד עם המשתנה XAUTHORITY או ה-xhost פקודה.
יישומים גרפיים (או כפי שלקוחות X מכנים אותם) מוצגים ב-X's - ללא יכולת להזיז/לסגור/לשנות אותם "-g (Width)x(Height)+(OffsetFromLeftEdge)+(OffsetFromTopEdge)". עם סימן מינוס, בהתאמה, מימין ומהקצה התחתון.
שני מונחים שכדאי להזכיר: X-server (ככה קוראים ל-X) ו-X-clients (כך נקראת כל אפליקציה גרפית שפועלת ב-X). יש מעט בלבול בהבנת הטרמינולוגיה הזו; רבים מבינים אותה בדיוק ההפך. במקרה שבו אני מתחבר מ"מכונת לקוח" (בטרמינולוגיה של גישה מרחוק) ל"שרת" (בטרמינולוגיה של גישה מרחוק) כדי להציג אפליקציה גרפית מהשרת על המסך שלי, אז שרת X מתחיל ב- מכונה שבה הצג (כלומר, ב"מכונת הלקוח", לא ב"שרת"), ו-X לקוחות מתחילים ורצים ב"שרת", למרות שהם מוצגים בצג של "מכונת הלקוח".

רכיבי DE

לאחר מכן, בואו נסתכל על הרכיבים המרכיבים בדרך כלל שולחן עבודה.

רכיבי DE: לחצן התחל ושורת המשימות

נתחיל עם מה שנקרא כפתור "התחל". לעתים קרובות זהו יישומון נפרד המשמש ב"שורת המשימות". בדרך כלל יש גם יישומון למעבר בין אפליקציות פועלות.

לאחר שבדקתי סביבות שולחן עבודה שונות, הייתי מסכם יישומים כאלה תחת השם הכללי "מנהל אפליקציות (מפעיל/מתג)", כלומר, כלי לניהול יישומים (השקה ומעבר בין יישומים פועלים), וכן מציין כלי עזר שהם דוגמה ליישום מסוג זה.

זה מגיע בצורה של כפתור "התחל" על "שורת המשימות" הקלאסי (לכל האורך של אחד מקצוות המסך):
○ פאנל xfce4,
○ לוח חבר/גמדים,
○ פאנל vala,
○ גוון2.
אתה יכול גם לקבל "שורת משימות בצורת MacOS" נפרדת (לא לכל האורך של קצה המסך), למרות ששורות משימות רבות יכולות להופיע בשני הסגנונות. כאן, במקום זאת, ההבדל העיקרי הוא ויזואלי גרידא - נוכחות של "אפקט הגדלה של פיקטגורה על ריחוף".
○ רציף,
○ לאטה-דוק,
○ מזח קהיר,
○ קרש.
ו/או שירות שמפעיל יישומים בעת לחיצה על מקשי קיצור (בסביבות שולחן עבודה רבות, נדרש רכיב דומה ומאפשר לך להגדיר את המקשים החמים שלך):
○ sxhkd.
יש גם "משגרים" שונים דמויי תפריט (מהשקה האנגלית (השקה)):
○ הפעלת dmenu,
○ rofi -show drun,
○ אלברט,
○ גרומה.

רכיבי DE: WM (מנהל חלונות)

פרטים נוספים ברוסית

פרטים נוספים באנגלית

WM (מנהל החלונות) - אפליקציה שאחראית על ניהול חלונות, מוסיפה את היכולת:

הזזת חלונות סביב שולחן העבודה (כולל זה הרגיל עם לחיצה ממושכת על מקש Alt בכל חלק של החלון, לא רק בשורת הכותרת);
שינוי גודל חלונות, למשל, על ידי גרירת "מסגרת החלון";
מוסיף "כותרת" וכפתורים למזעור/מקסום/סגירת האפליקציה לממשק החלון;
הרעיון של איזה יישום נמצא ב"פוקוס".

אפרט את המוכרים ביותר (בסוגריים אני מציין באיזה DE משתמשים כברירת מחדל):

אמא (GNOME3)
מסגרת (בן זוג)
מטאטיות (GNOME2)
מאפין (קינמון)
קווין (KDE)
xfwm (XFCE),
twm.

אפרט גם "WM ישן עם אלמנטים DE". הָהֵן. בנוסף למנהל החלונות, יש להם אלמנטים כמו כפתור "התחל" ו"שורת המשימות", האופייניים יותר ל-DE מלא. אמנם, כמה "ישנים" הם אם גם IceWM וגם WindowMaker כבר הוציאו את הגרסאות המעודכנות שלהם ב-2020. מסתבר שיותר נכון לא "זקנים", אלא "זקנים":

בנוסף ל"קלאסי" ("מנהלי חלונות מחסנית"), ראוי להזכיר במיוחד רעפים WM, המאפשר למקם חלונות "מרופדים" על פני כל המסך, וכן עבור חלק מהאפליקציות שולחן עבודה נפרד לכל אפליקציה שהושקה על המסך כולו. זה קצת יוצא דופן עבור אנשים שלא השתמשו בהם בעבר, אבל מכיוון שאני בעצמי משתמש בממשק כזה כבר די הרבה זמן, אני יכול לומר שזה די נוח ומתרגלים מהר לממשק כזה, ולאחר מכן מנהלי חלונות "קלאסיים" כבר לא נראים נוחים.

i3,
רעל עכברים,
מדהים,
DWM,
xmonad,
qtile,
bspwm,
הרבסטלופטום,
...
תְאוֹם
להתנדנד.

ראוי לציין את הפרויקט גם בנפרד Compiz ותפיסה כמו "מנהל חלונות מורכבים", המשתמש ביכולות האצת חומרה כדי להציג שקיפות, צללים ואפקטים תלת מימדיים שונים. לפני כ-10 שנים הייתה פריחה באפקטים תלת מימדיים על שולחנות עבודה של לינוקס. כיום, רבים ממנהלי החלונות המובנים ב-DE עושים שימוש חלקי ביכולות מורכבות. לאחרונה הופיע מדורת דרך - מוצר עם פונקציונליות דומה ל-Compiz for Wayland.

רשימה מפורטת של מנהלי חלונות שונים ניתן למצוא גם ב מאמר השוואה.

רכיבי DE: מנוחה

כדאי לשים לב גם לרכיבי שולחן העבודה הבאים (כאן אני משתמש במונחים באנגלית מבוססים כדי לתאר סוג של אפליקציה - אלו אינם שמות האפליקציות עצמם):

יישומונים:
תוכנה (ערכת כלים יישומון) - לעתים קרובות מסופק "סט מינימלי" מסוים של תוכנות עם הסביבה:

DE (סביבת שולחן עבודה)

פרטים נוספים באנגלית

מהרכיבים לעיל, מתקבלת מה שנקרא "סביבת עיצוב שולחני". לעתים קרובות כל מרכיביו מפותחים באמצעות אותן ספריות גרפיות ובשימוש באותם עקרונות עיצוב. כך, לכל הפחות, נשמר הסגנון הכללי למראה האפליקציות.

כאן נוכל להדגיש את סביבות שולחן העבודה הבאות הקיימות כעת:

GNOME ו-KDE נחשבים לנפוצים ביותר, ו-XFCE קרוב על עקביהם.

השוואה של פרמטרים שונים בצורה של טבלה ניתן למצוא בהתאמה מאמר בויקיפדיה.

מגוון DE

Project_Looking_Glass

יש אפילו דוגמאות מעניינות כאלה מההיסטוריה: בשנים 2003-2007 נוצר "עיצוב שולחן עבודה תלת מימדי" עבור לינוקס עם השם "פרויקט מראה זכוכית" מבית Sun. אני עצמי השתמשתי בשולחן העבודה הזה, או ליתר דיוק "שיחקתי" איתו, מכיוון שהיה קשה להשתמש בו. "עיצוב תלת מימד" זה נכתב בג'אווה בתקופה שבה לא היו כרטיסי מסך עם תמיכה בתלת מימד. לכן, כל האפקטים חושבו מחדש על ידי המעבד, והמחשב היה צריך להיות חזק מאוד, אחרת הכל עבד לאט. אבל זה יצא יפה. ניתן לסובב/להרחיב אריחי יישום תלת מימדיים. ניתן היה להסתובב בגליל של שולחן העבודה עם טפט מפנורמה של 3 מעלות. היו כמה יישומים יפים: למשל, האזנה למוזיקה בצורה של "החלפת תקליטורים" וכו'. אתה יכול לצפות בזה ביוטיוב וידאו לגבי הפרויקט הזה, סביר להניח שרק האיכות של הסרטונים הללו תהיה ירודה, שכן באותן שנים לא ניתן היה להעלות סרטונים באיכות גבוהה.

Xfce

שולחן עבודה קל משקל. הפרויקט קיים די הרבה זמן, מאז 1996. בשנים האחרונות, זה היה די פופולרי, בניגוד ל-KDE ו-GNOME הכבדים יותר, בהפצות רבות הדורשות ממשק שולחן עבודה קל משקל ו"קלאסי". יש לו הגדרות רבות ומספר רב של תוכניות משלו: מסוף (xfce4-terminal), מנהל קבצים (thunar), מציג תמונות (ריסטרטו), עורך טקסט (משטח עכבר).

הפנתיאון

משמש בהפצת מערכת ההפעלה היסודית. כאן אנו יכולים לומר שישנם "מחשבים שולחניים" המפותחים ומשתמשים בהם בתוך הפצה נפרדת אחת ואינם בשימוש רב (אם לא "לא נעשה בהם שימוש כלל") בהפצות אחרות. לפחות הם עדיין לא צברו פופולריות ושכנעו את רוב הקהל ביתרונות הגישה שלהם. Pantheon שואפת לבנות ממשק דומה ל-macOS.

אפשרות עם פאנל עגינה:

השכלה

התמקדות חזקה באפקטים גרפיים ווידג'טים (מהימים שבהם בסביבות שולחן עבודה אחרות לא היו ווידג'טים לשולחן העבודה כמו לוח שנה/שעון). משתמש בספריות משלו. יש סט גדול של יישומים "יפים" משלו: מסוף (טרמינולוגיה), נגן וידאו (Rage), מציג תמונות (Ephoto).

moksha

זהו מזלג של Enlightenment17, המשמש בהפצת BodhiLinux.

גנומה

בתחילה, ממשק שולחן עבודה "קלאסי", שנוצר בניגוד ל-KDE, שנכתב בספריית QT, שהופץ באותה תקופה ברישיון שלא היה נוח במיוחד להפצות מסחריות.

GNOME_Shell

מהגרסה השלישית, GNOME החל להגיע עם מעטפת GNOME, בעלת "מראה לא קלאסי", שלא כל המשתמשים אהבו (כל שינוי פתאומי בממשקים קשה למשתמשים לקבל). כתוצאה מכך, הופעתם של פרויקטי מזלג שממשיכים את הפיתוח של שולחן העבודה הזה בסגנון "קלאסי": MATE וקינמון. משמש כברירת מחדל בהפצות מסחריות רבות. יש לו מספר רב של הגדרות ויישומים משלו.

MATE

זה יצא מ-GNOME2 וממשיך לפתח את סביבת העיצוב הזו. יש לו מספר רב של הגדרות ומזלגות יישומים שהיו בשימוש בחזרה ב-GNOME2 (משתמשים בשמות חדשים) כדי לא לבלבל את המזלגות עם הגרסה החדשה שלהם עבור GNOME3).

קינמון

מזלג של GNOME Shell המספק למשתמשים ממשק בסגנון "קלאסי" (כמו שהיה ב-GNOME2).

יש לו מספר רב של הגדרות ואותם יישומים כמו ל-GNOME Shell.

באדגי

מזלג בסגנון "קלאסי" של GNOME שפותח כחלק מהפצת Solus, אך מגיע כעת גם כשולחן עבודה עצמאי בהפצות שונות אחרות.

KDE_Plasma (או כפי שהוא נקרא לעתים קרובות, פשוט KDE)

סביבת שולחן עבודה שפותחה על ידי פרויקט KDE.

יש לו מספר עצום של הגדרות הזמינות למשתמש הפשוט מהממשק הגרפי ואפליקציות גרפיות רבות שפותחו במסגרת שולחן העבודה הזה.

שלישיה

בשנת 2008, KDE פרסמה את היישום החדש שלה של KDE Plasma (מנוע שולחן העבודה שוכתב מחדש רבות). כמו כן, כמו עם GNOME/MATE, לא כל מעריצי KDE אהבו את זה. כתוצאה מכך, הופיע מזלג של הפרויקט, שהמשיך בפיתוח הגרסה הקודמת, הנקראת TDE (Trinity Desktop Environment).

Deepin_DE

אחת מסביבות שולחן העבודה החדשות שנכתבו באמצעות Qt (עליה כתוב KDE). יש לו הרבה הגדרות והוא די יפה (למרות שזה מושג סובייקטיבי) וממשק מפותח. פותח כחלק מהפצת Deepin Linux. יש גם חבילות להפצות אחרות

לעוף

דוגמה לסביבת שולחן עבודה שנכתבה באמצעות Qt. פותח כחלק מהפצת Astra Linux.

LXQt

סביבת שולחן עבודה קלת משקל. כמו כמה דוגמאות קודמות, שנכתבו באמצעות Qt. למעשה, זהו המשך של פרויקט LXDE ותוצאה של מיזוג עם פרויקט Razor-qt.

כפי שאתה יכול לראות, שולחן העבודה בלינוקס יכול להיראות שונה מאוד ויש ממשק מתאים לטעמו של כולם: מיפה מאוד ועם אפקטים תלת מימדיים למינימליסטי, מ"קלאסי" ליוצא דופן, משימוש פעיל במשאבי מערכת ועד קל משקל, מגדולים. מסכים לטאבלטים/סמארטפונים.

ובכן, אני רוצה לקוות שהצלחתי לתת מושג מה המרכיבים העיקריים של הגרפיקה ושולחן העבודה במערכת ההפעלה לינוקס.

החומר למאמר זה נבדק ביולי 2020 בסמינר מקוון. אתה יכול לצפות בזה כאן.

זה הכל. אני מקווה שזה היה מועיל. אם יש לך שאלות או הערות, אנא כתוב. אני אשמח לענות. ובכן, בואו ללמוד ב "LANIT Network Academy"!

מקור: www.habr.com

איך גרפיקה עובדת בלינוקס: סקירה כללית של סביבות שולחן עבודה שונות