嵌入式Linux应用程序开发-（10）i.MX6UL基于嵌入式QT实现电容屏多点触控

i.MX6UL基于嵌入式QT实现电容屏多点触控

基于i.MX6UL平台，使用嵌入式QT实现电容屏的多点触控，前提是开发板的电容触摸屏驱动已经支持多点触控，并且驱动程序能通过事件方式向应用程序上报触控数据。关于电容触摸屏多点触控驱动程序的介绍，不在本章节描述之列。本章节重在实现多点触控的QT应用程序。

嵌入式QT电容屏多点触控应用程序，是基于qTUIO库和mtdev库来实现的。qTUIO是国外一位开发者编写的第三方库，这个第三方库在本地UDP套接字上实现了一个基于TUIO协议的监听器，然后把监听到的事件转发到QT的内部事件系统。mtdev是一个独立的库，它可以将来自内核的MT事件转换为时隙类型的B协议，这些MT事件可能来自内核中所有的MT设备。

总的来说，mtdev库可以把内核上报的多点触摸事件，通过mtdev2tuio后台应用程序（后面会讲到这个应用程序的移植），转换为TUIO协议，然后QT应用程序可以使用qTUIO库对内核上报的触摸事件进行处理。

以下是多点触控应用程序（涂鸦画板）运行时的界面：

界面描述：

（1）手写板界面，可以用多个手指同时涂鸦，最多支持5点同时触摸。

（2）Options里面有clear screen按钮，可以进行清屏。

本章节主要分以下两个步骤进行讲述：

（1）在i.MX6UL开发板上移植 qTUIO 库，使其支持嵌入式QT多点触摸应用程序开发。

（2）基于 qTUIO 库，编写一个QT多点触控应用程序。（手写板应用程序）

一、在i.MX6UL开发板上移植qTUIO库

在i.MX6UL开发板上移植qTUIO库，需要依赖以下的第三方库：liblo，mtdev，mtdev2tuio，qTUIO。

通过以下网址，下载以上的第三方依赖库：

https://github.com/x29a/qTUIO

https://github.com/olivopaolo/mtdev2tuio

http://bitmath.org/code/mtdev/

http://liblo.sourceforge.net/

如果不能访问以上网址，也可以使用作者下载好的文件：

链接：https://pan.baidu.com/s/17l6LonZuh8U7axVRQ4TV-w 提取码：gvo7

（1）下载完成后，把下载好的文件，通过FileZilla工具上传到ubuntu系统，作者上传到ubuntu的/opt/work/tools/qt_multitouch/目录，以上依赖库的交叉编译也是基于该目录进行，把下载好的文件进行解压，并创建好各个依赖库的安装目录，如下图所示。

以上依赖库的交叉编译顺序是：liblo --> mtdev --> mtdev2tuio --> qTUIO。交叉编译完的文件，统一存放在 imx6ul-rootfs目录，方便移植到开发板。

（2）在ubuntu系统的命令行终端，执行以下命令，配置交叉编译环境。

#export CC=/opt/EmbedSky/gcc-linaro-5.3.1-2016.05-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc
#export CXX=/opt/EmbedSky/gcc-linaro-5.3.1-2016.05-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-g++

（3）先交叉编译liblo库，执行以下命令进行交叉编译：

#cd /opt/work/tools/qt_multitouch/liblo-0.26
#export SKIP_RMDIR_CHECK=yes
#./configure --prefix=/opt/work/tools/qt_multitouch/liblo_install --host=arm
#make clean
#make
#make install

交叉编译成功后，会在 liblo_install 目录下生成bin、include、lib目录，如下图所示：

执行以下命令，把生成的三个目录都复制到imx6ul-rootfs文件夹：

#cp  /opt/work/tools/qt_multitouch/liblo_install/*  /opt/work/tools/qt_multitouch/imx6ul-rootfs/  -a

（4）然后，再交叉编译mtdev库，执行以下命令进行交叉编译：

#cd /opt/work/tools/qt_multitouch/mtdev-1.1.3
#./configure --prefix=/opt/work/tools/qt_multitouch/mtdev_install --host=arm
#make clean
#make
#make install

交叉编译成功后，会在 mtdev_install 目录下生成 bin、include、lib 目录，如下图所示：

执行以下命令，把生成的三个目录都复制到imx6ul-rootfs文件夹：

#cp  /opt/work/tools/qt_multitouch/mtdev_install/*  /opt/work/tools/qt_multitouch/imx6ul-rootfs/  -a

（5）接着，再交叉编译 mtdev2tuio-master 后台程序，mtdev2tuio 后台程序是连接mtdev与qTUIO的桥梁，在运行基于qTUIO库编写的应用程序前，需要先运行mtdev2tuio，与以上两个依赖库不同，mtdev2tuio-master源码里面已经有Makefile文件，交叉编译过程可以基于此Makefile进行，修改 /opt/work/tools/qt_multitouch/mtdev2tuio-master/Makefile 内容，如下图所示：

修改完Makefile文件后，执行以下命令，进行交叉编译：

#cd /opt/work/tools/qt_multitouch/mtdev2tuio-master
#make clean
#make

交叉编译完成后，会在源码目录下生成 mtdev2tuio 应用程序，如下图所示：

执行以下命令，把mtdev2tuio应用程序复制到 imx6ul-rootfs的bin目录：

#cd  /opt/work/tools/qt_multitouch/mtdev2tuio-master/
#cp  ./mtdev2tuio  /opt/work/tools/qt_multitouch/imx6ul-rootfs/bin  -a

（6）最后，交叉编译qTUIO库。qTUIO库是一个QT工程，其工程的.pro文件以及源码目录是：/opt/work/tools/qt_multitouch/qTUIO-master/src，可以使用qmake工具进行生成Makefile文件，再交叉编译。执行以下命令，进行交叉编译。

#cd /opt/work/tools/qt_multitouch/qTUIO-master
#rm -rf /opt/work/tools/qt_multitouch/qTUIO-master/lib/*
#cd src/
#/opt/EmbedSky/TQIMX6UL/TQ_COREB/imx6ul_rootfs/opt/qt-4.8.7/bin/qmake
#make clean
#make

交叉编译成功后，会在/opt/work/tools/qt_multitouch/qTUIO-master/lib文件夹下生成qTUIO的动态链接库，如下图所示：

执行以下命令，把这些动态链接库，复制到imx6ul-rootfs的lib目录：

#cd  /opt/work/tools/qt_multitouch/qTUIO-master/
#cp  ./lib/*  /opt/work/tools/qt_multitouch/imx6ul-rootfs/lib  -a

（7）完成以上工作后，imx6ul-rootfs目录下各个文件夹里面的内容分别如下图所示：

imx6ul-rootfs/bin目录的内容

imx6ul-rootfs/include目录的内容

imx6ul-rootfs/lib目录的内容

（8）最后，把imx6ul-rootfs/bin目录的文件复制到i.MX6UL开发板的/bin目录，把imx6ul-rootfs/include目录的文件复制到i.MX6UL开发板的/include目录，把imx6ul-rootfs/lib目录的文件复制到i.MX6UL开发板的/usr/lib目录，复制完成后，如下图所示：

（9）至此，qTUIO库已经全部移植到i.MX6UL开发板，开发板已经支持运行基于qTUIO库编写的多点触摸应用程序，为了方便应用程序运行前不用手动运行mtdev2tuio后台程序，我们把该后台程序设置为开机自启动，修改 /etc/embedsky_env文件，如下图所示：

/bin/mtdev2tuio /dev/input/cap_ts & 表示监控 /dev/input/cap_ts节点，该节点是电容触摸屏的设备节点，内核里面的的电容触摸事件都是通过该节点进行上报，应用程序通过该节点捕获电容触摸事件，然后进行处理。

二、基于qTUIO库编写QT多点触控应用程序

（1）先用Qt Creator构建一个工程，命名为：010_multi_touch，关于如何构建工程，请参考“第一个嵌入式QT应用程序”的具体内容。与以往的程序不同，此次构建的工程，基类选择QMainWindow类。

（2）在编写代码前，我们需要把上一步骤移植好的qTUIO动态库和头文件复制到工程中，复制完成后，如下图所示：

其中，3rdparty目录直接从 /opt/work/tools/qt_multitouch/qTUIO-master/src 复制，并删除目录里面所有的非 .h 文件，只保留 .h 头文件。

（3）在工程目录上，右键 --> 添加库，如下图所示：

（4）选择添加“外部库”，点击下一步，在弹出的对话框中，平台选择Linux，库文件选择刚刚添加进工程的libqTUIO.so，然后点击下一步，如下图所示：

（5）动态链接库添加完成后，010_multi_touch.pro文件如下图所示：

（6）为了方便在界面上进行涂鸦绘画，我们创建一个ScribbleArea类，这个类继承于QWidget类，包含了清屏函数，以及重构的绘画事件函数，窗口大小调整函数，系统事件捕获函数，等等。类的具体内容如下图所示：

class ScribbleArea : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:ScribbleArea(QWidget *parent = 0);public slots:void clearImage();   //清屏函数protected:void paintEvent(QPaintEvent *event);    //绘画事件函数void resizeEvent(QResizeEvent *event);  //窗口大小调整的事件函数bool event(QEvent *event);   //系统事件处理函数private:void resizeImage(QImage *image, const QSize &newSize);   //重新调整窗口大小QList<QColor> myPenColors;  //画笔颜色QImage image;   //窗口图像
};

（7）在ScribbleArea类的构造函数中，我们设置该类对象可以捕获触摸事件，并初始化设置画笔的颜色，该类的构造函数如下图所示：

ScribbleArea::ScribbleArea(QWidget *parent) : QWidget(parent)
{setAttribute(Qt::WA_AcceptTouchEvents);   //接收touch事件setAttribute(Qt::WA_StaticContents);      //设置静态的窗口部件myPenColors<< QColor("green")<< QColor("purple")<< QColor("red")<< QColor("blue")<< QColor("yellow")<< QColor("pink")<< QColor("orange")<< QColor("brown")<< QColor("grey")<< QColor("black");
}

（8）当系统有触摸事件上报时，应用程序会调用bool ScribbleArea::event(QEvent *event)函数，实际上，这个被重构的event函数不仅仅只在触摸事件发生时被调用，对于一般的系统事件，这个函数也会被调用，在这个event函数里面，我们只处理QEvent::TouchBegin，QEvent::TouchUpdate，QEvent::TouchEnd事件，其他时间忽略不进行处理。event函数的内容如下图所示：

//系统事件处理函数
bool ScribbleArea::event(QEvent *event)
{switch (event->type()){case QEvent::TouchBegin:     //触摸开始事件case QEvent::TouchUpdate:    //触摸更新事件case QEvent::TouchEnd:       //触摸结束事件{//获取触摸事件中所有的触摸点列表QList<QTouchEvent::TouchPoint> touchPoints = static_cast<QTouchEvent *>(event)->touchPoints();foreach (const QTouchEvent::TouchPoint &touchPoint, touchPoints){switch (touchPoint.state()){case Qt::TouchPointStationary:// don't do anything if this touch point hasn't movedcontinue;default:{QRectF rect = touchPoint.rect();  //获取触摸点的矩形区域if (rect.isEmpty())   //如果矩形区域空白{qreal diameter = qreal(20);rect.setSize(QSizeF(diameter, diameter));  //重置触摸点的大小rect.setX(touchPoint.pos().x() - 0);    //重置触摸点的x,y位置rect.setY(touchPoint.pos().y() - 0);}QPainter painter(&image);painter.setPen(Qt::NoPen);   //不使用画笔painter.setBrush(myPenColors.at(touchPoint.id() % myPenColors.count())); //使用画刷painter.drawEllipse(rect); //根据给定的矩形区域，绘制一个椭圆点painter.end();    //绘制完成int rad = 2;update(rect.toRect().adjusted(-rad,-rad, +rad, +rad));  //更新绘制的区域}break;}}break;}default:return QWidget::event(event);}return true;
}

在该函数里面，只处理三种触摸事件，先获取触摸事件里面的所有触摸点，然后根据该触摸点的坐标和矩形大小，绘制椭圆点，然后调用update函数更新绘制的区域，update函数被调用的时候，void ScribbleArea::paintEvent(QPaintEvent *event)事件函数就会被触发。

（9）图形会在void ScribbleArea::paintEvent(QPaintEvent *event)事件函数里面绘制，函数的内容如下图所示：

//paintEvent重绘事件，在调用QWidget::update()函数后被触发
void ScribbleArea::paintEvent(QPaintEvent *event)
{QPainter painter(this);const QRect rect = event->rect();    //构造一个矩形painter.drawImage(rect.topLeft(), image, rect);  //重新绘制这个矩形
}

（10）在MainWindow的窗体构造函数里实例化一个ScribbleArea对象，并把该对象设置为MainWindow的中心窗体，然后绘制一个菜单栏，并重置窗体的大小。代码如下图所示：

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :QMainWindow(parent),ui(new Ui::MainWindow)
{scribbleArea = new ScribbleArea;    //实例化一个scribbleArea对象setCentralWidget(scribbleArea);     //设置中心窗体createActions();     //设置清屏按钮createMenus();       //创建菜单栏setWindowTitle(tr("Finger Paint"));    //修改窗体titleresize(800, 480);    //重置窗体大小
}

（11）在应用程序的入口int main(int argc, char *argv[])函数里面，使用QTuio类实例化一个对象qTUIO，该对象引用了MainWindow类对象进行实例化，然后运行qTUIO.run()函数，这样，qTUIO就可以监听系统的多点触摸事件，当系统有多点触摸事件上报时，qTUIO会把这些事件转换为Qt内部可以处理的系统事件，方便Qt应用程序进行处理，main函数的内容如下图所示：

int main(int argc, char *argv[])
{QApplication app(argc, argv);MainWindow window;window.show();QTuio qTUIO(&window);qTUIO.run();return app.exec();
}

（12）至此，整个多点触摸应用程序已经开发完成，编译下载到开发板，应用程序运行的现象如下图所示。

关于qTUIO库的实现机制和实现原理，作者没有进行太多深入的研究和分析，网上对于该库的讲解资料也比较少。根据移植过程的分析，大概可以推断系统的MultiTouch事件会被mtdev库捕获，然后这些事件会通过mtdev2tuio通过TUIO协议转发到qTUIO库，最后qTUIO库把这些多点触摸事件转换为Qt系统内部可处理的事件。qTUIO库的源代码里提供了这个库的使用例程，例程源码在 qTUIO-master/examples/ 目录里面，感兴趣的开发者可以进行移植测试。如对qTUIO库有比较深入的研究，或者发现以上的移植过程有纰漏，欢迎联系作者并指正，谢谢。