嵌入式浏览器软硬件混合渲染层的研究与设计

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摘要：

广泛使用的WebKit内核嵌入式浏览器因具有良好的设计架构和优良的跨平台特性已被移植到许多嵌入式平台上。由于嵌入式平台的硬件多样性，WebKit开源版本并没有充分利用嵌入式平台的特点。通过研究WebKit显示系统，实现了充分利用嵌入式硬件加速渲染与软件渲染特点的软硬件混合渲染层。该混合渲染层解决了嵌入式平台上全功能浏览器运行缓慢造成用户体验较差的问题。经对比测试验证了该混合渲染层的可行性，与原始版本相比网站打开时间减少48%以上，网页动画渲染速度提高130%以上。

关键词：

WebKit；嵌入式系统；DirectFB；软硬件混合渲染层

0引言

目前基于Web的应用程序越来越丰富，很多应用已经可以替代本地应用程序的功能。同时随着HTML 5的推出，各种Web技术的发展，PC的本地应用将逐渐过渡到基于浏览器的Web应用。因此，作为Web应用运行的容器，浏览器将不仅仅是一个应用软件，而将成为各种Web应用程序运行的平台[1]。

WebKit[2]是目前使用最广泛的浏览器内核，其拥有清晰的源码结构和极快的渲染速度，且高效稳定，兼容性好，有着良好的设计架构，已经被移植到各种嵌入式系统。但是由于嵌入式系统专用性的特点，嵌入式硬件加速体系没有统一规范[3]，各制造商在设计底层硬件时会加入新的特性， WebKit显示系统并没有利用这些特性，其渲染只采用了软件图形库方式实现。

嵌入式平台硬件加速渲染提供的功能有限，一般仅限于块搬移、矩形填充、颜色扩展、画线、透明混合和矩形裁剪等图形操作。软件图形库通常具有更好的兼容性和灵活性，其功能也更为强大。虽然嵌入式硬件渲染速度是软件渲染的几倍甚至更高，但其功能不能满足现代图形系统的要求。因此可以设计一个软硬件混合的图形渲染层，对WebKit渲染请求进行分发，深度挖掘硬件加速性能。该层还提供对具体渲染实现提供抽象层，降低WebKit与具体嵌入式平台硬件渲染耦合度。

本文在数字电视主板MS28L平台上实现了该混合渲染层。MS28L提供了DirectFB硬件加速接口，对块搬移、矩形填、画线和透明混合的提供加速渲染。实验结果表明该渲染层能正确完成网页显示，并且渲染速度得到了极大的提高。

5结语

本文研究了WebKit体系结构，针对嵌入式平台设计了高性能浏览器架构。实验结果表明，该混合渲染层对网站和网页动画的显示速度提升明显。本文工作只针对MS28L的DirectFB实现了硬件加速层的相关逻辑，下一步工作将进行更加普适性的优化工作，在广泛使用于嵌入式平台的OpenGL ES加速驱动中的后端增加该混合渲染层的实现，从而使得该浏览器在更广泛的平台得到应用。

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