電子紙閱讀器的PPT格式引擎設(shè)計(jì)和優(yōu)化

3 軟件設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)以嵌入式多格式解析引擎系統(tǒng)架構(gòu)為基礎(chǔ)。解析引擎是負(fù)責(zé)對(duì)源文件進(jìn)行解析，生成中間格式需要的數(shù)據(jù)的模塊。
解析引擎的內(nèi)部架構(gòu)如圖2所示。

3．1 語法分析器
語法分析器為輸入流數(shù)據(jù)，輸出為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)供各模塊使用。PPT格式的記錄采用id-value結(jié)構(gòu)，id和value占據(jù)規(guī)定的字節(jié)數(shù)，語法分析器負(fù)責(zé)識(shí)別記錄id，并抽取value。
3．2 導(dǎo)航器
負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)從文件系統(tǒng)調(diào)入內(nèi)存，并把I／O流轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，即用DOM結(jié)構(gòu)描述文件的整體架構(gòu)。
該模塊具有頁面導(dǎo)航作用。PPT使用OLE2組合文檔存儲(chǔ)。容器和結(jié)點(diǎn)只存儲(chǔ)粗粒度索引信息，對(duì)于不需要立即顯示的頁，只存儲(chǔ)容器結(jié)點(diǎn)，暫時(shí)不展開，需要顯示該頁時(shí)，再從該結(jié)點(diǎn)向下展開，從而減少了不必要的文件讀取。這種分層裝載方法，提高了打開速度，并且對(duì)于大文檔，進(jìn)入速度只和第一頁的復(fù)雜程度有關(guān)。
此外，為了更好地索引，建立了一系列的鏈表結(jié)構(gòu)。如：數(shù)據(jù)塊索引表、根目錄表、圖像數(shù)據(jù)流鏈表、用戶反向鏈表、文本鏈、母板鏈表等。
文件長度、版本號(hào)、進(jìn)行文件合法性等信息通過讀取初始化塊獲得。除此之外還需要初始化幾個(gè)重要的全局鏈表。
①數(shù)據(jù)塊索引表。文件以塊為單位存儲(chǔ)，且不連續(xù)，數(shù)據(jù)所屬塊號(hào)和塊內(nèi)偏移量可以方便地進(jìn)行尋址操作。
②構(gòu)建根目錄表，包括存儲(chǔ)內(nèi)容的起始?jí)K號(hào)和大小，用于尋址操作。讀操作只在當(dāng)前塊范圍內(nèi)，當(dāng)超出當(dāng)前塊可讀長度時(shí)，通過查詢塊索引表找到下一塊的塊號(hào)。
③構(gòu)建圖像數(shù)據(jù)流鏈表。
④構(gòu)建用戶反向鏈表。為了快速保存，PPT采用增量式存儲(chǔ)，即每次保存時(shí)，直接生成頁面副本并追加到文檔末尾。增量式存儲(chǔ)的缺點(diǎn)是冗余量大。例如，有的文件只有幾頁，但文件大小幾MB甚至幾十MB，文件實(shí)際大小和修改次數(shù)有關(guān)。
⑤幻燈片文本鏈，流信息到排版元數(shù)據(jù)獨(dú)立存儲(chǔ)。純文本存儲(chǔ)在文本流中，存儲(chǔ)以及排版信息存儲(chǔ)在頁數(shù)據(jù)區(qū)。頁數(shù)據(jù)區(qū)還存儲(chǔ)了純文本在文本流中的位置。
⑥母板鏈表，母板一般作為背景，以頁為單位順次存儲(chǔ)。因?yàn)殡娮蛹堬@示灰度圖像，背景和正文疊加以后看不清楚，用戶閱讀時(shí)可以去除背景，而不會(huì)影響到文件本身。
增量式存儲(chǔ)的基本思想是：每次修改產(chǎn)生一個(gè)用戶信息，存儲(chǔ)修改的塊號(hào)，當(dāng)前用戶信息反向指向上一個(gè)用戶信息，從而構(gòu)成一個(gè)用戶反向鏈。遍歷用戶反向鏈可以找到最后一次修改。冗余數(shù)據(jù)可以直接丟棄。
3．3 布局管理器
負(fù)責(zé)屏幕劃分和圖層管理，布局管理器劃為不同的矩形區(qū)域，并標(biāo)識(shí)該區(qū)域的類型。然后分別將解析得到的文字，圖形，圖像緩沖區(qū)映射到屏幕位圖上。
3．4 文字處理器
PPT格式的文字種類和布局相對(duì)復(fù)雜，可以分為正文和圖形內(nèi)嵌文字兩種，各級(jí)標(biāo)題正文的布局也有要求。文字處理器針對(duì)各種文本的排版格式多樣性進(jìn)行解析和布局，完整再現(xiàn)原文檔的版式信息。
文字處理過程分為預(yù)排版和頁面排版兩部分，預(yù)排版負(fù)責(zé)填充字模緩沖區(qū)，抽取字符編碼和字體信息作為FreeType的輸入，用生成的單個(gè)字模位圖填充緩沖區(qū)。然后結(jié)合標(biāo)尺和對(duì)其方式把映射到頁面顯示緩沖區(qū)。文字解析原理圖如圖3所示。

3．5 圖形渲染
負(fù)責(zé)圖形繪制和組合圖形坐標(biāo)空間轉(zhuǎn)換。本解析引擎不依賴于圖形服務(wù)器，擁有專用的矢量圖形繪制庫。能夠?qū)D形直接繪制到頁面位圖中，與物理顯示無關(guān)。
繪制直線，曲線和多邊形填充分別采用了經(jīng)典的Breshman算法，三次貝塞爾曲線畫線算法，列掃描多邊形填充算法3種成熟算法。為了提高了運(yùn)算效率，對(duì)于浮點(diǎn)數(shù)作取整運(yùn)算。經(jīng)驗(yàn)證，在浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算效率不佳的嵌入式系統(tǒng)上也能到達(dá)較好的渲染效果。
組合圖形(Drawing Group)包含了一組圖形對(duì)象，采用了Dom結(jié)構(gòu)。子結(jié)點(diǎn)使用相對(duì)于父結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)空間。因此，圖形處理能夠遞歸地進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，并把圖形繪制在其父結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)空間內(nèi)。