第 7 章 GUI(图形用户界面)系统

目录

7.1. GUI(图形用户界面)桌面环境
7.2. GUI(图形用户界面)通信协议
7.3. GUI(图形用户界面)架构
7.4. GUI(图形用户界面)应用
7.5. 字体
7.5.1. 基础字体
7.5.2. 字体栅格化
7.6. 沙盒
7.7. 远程桌面
7.8. X 服务端连接
7.8.1. X 服务端本地连接
7.8.2. X 服务端远程连接
7.8.3. X 服务端 chroot 连接
7.9. 剪贴板

在 Debian 系统上,有几个功能全面的 GUI 桌面环境选择。


[提示] 提示

选择的任务元软件包的依赖软件包,在 Debian 非稳定版/测试版 环境下,由于最新的软件包变迁状态,可能没有及时同步。对于 task-gnome-desktop,你可以按下面的方法调整软件包选择:

  • sudo aptitude -u 启动 aptitude(8)。

  • 移动光标到"Tasks"并按回车键。

  • 移动光标到 "End-user" 并按回车键。

  • 移动光标到 "GNOME" 并按回车键。

  • 移动光标到 task-gnome-desktop 并按回车键。

  • 移动光标到 "Depends" 并按 "m"(手工选择)。

  • 移动光标到 "Recommends"并按"m" (手工选择)。

  • 移动光标到 "task-gnome-desktop 并按"-"。(删除)

  • 调整选择的软件包,并删除造成软件包冲突的问题软件包。

  • 按"g" 来开始安装。

本章将大部分关注 Debian 默认的桌面环境: task-gnome-desktop,在 wayland 上提供 GNOME

在 GNOME 桌面使用的 GUI 通信协议可以为:

请查看 freedesktop.org 站点来了解 Wayland 架构和 X 窗口架构是如何不同

从用户的观点,不同能够被通俗的概况为:

  • Wayland 是在同一个主机上的 GUI 通信协议:新、简单、快速,不需要 setuid root 二进制

  • X Window 是一个具备网络功能的 GUI 通信协议:传统、复杂、慢,需要 setuid root 二进制

对于使用 Wayland 协议的应用,由 VNCRDP 来支持从一个远程主机上访问它们显示的内容。参见 第 7.7 节 “远程桌面”

现代 X 服务器具有 MIT 共享内存扩展 ,他们和本地 X 客户端通过本地共享内存进行通讯. 这就绕过了网络透明的Xlib进程间通讯通道,获得了性能。这个情况,也是创建 Wayland 作为本地 GUI 通信协议的背景

使用从 GNOME 终端启动的 xeyes 程序,你能够检查每个 GUI(图形用户界面)应用程序使用的 GUI 通信协议。

 $ xeyes
  • 如果鼠标是在使用 Wayland 服务端显示协议的应用程序上,比如“GNOME 终端”,眼睛不会跟随鼠标移动。

  • 如果鼠标是在使用 X 窗口系统核心协议的应用程序上,比如“xterm”,眼睛会跟随鼠标移动,暴露出不是那么孤立的 X 窗口架构的特性。

到 2021 年 4 月,许多流行的 GUI 应用程序,比如 GNOME 和 LibreOffice (LO) 已经被移植到了 Wayland 服务端显示协议。我发现 xterm, gitk, chromium, firefox, gimp, dia 和 KDE 应用程序任然使用 X 窗口系统核心协议。

[注意] 注意

对于 Wayland 之上的 xwayland 或 原生的 X 窗口系统,这两个上面的旧的 X 服务端配置文件 "/etc/X11/xorg.conf" 不应当在系统上存在。显卡和输入设备目前是由内核的 DRMKMSudev 配置。原生的 X 服务端已经重写来使用它们。参见 Linux 内核文档的 "modedb default video mode support"。

这里是 Wayland 环境上用于 GNOME 的著名的 GUI 架构软件包。


这里,"[auto]" 表示这些软件包在 task-gnome-desktop 安装时会自动安装。

[提示] 提示

gnome-tweaks 是一个不可缺少的配置工具。例如:

  • 你能强制调整声音音量,从“General(普通) ”到 "Over-Amplification(过分放大)"。

  • 你能够强迫"Caps"键变成"Esc"键,从"Keyboard & Mouse" -> "Keyboard" -> "Additional Layout Option".

现在在 Debian 上,有许多有用的 GUI 应用存在。如果在 GNOME 桌面环境中没有相应功能的软件,那么安装例如 scribus(KDE)这样的软件包是完全可以接受的。但安装过多功能重复的软件包,会使你的系统凌乱。

这里是一份捕获我眼球的 GUI(图形用户界面)程序列表。

表 7.3. 著名的的 GUI(图形用户界面)应用列表

软件包 流行度 软件包大小 类型 说明
evolution V:29, I:219 475 GNOME 个人信息管理(群组软体和电子邮件)
thunderbird V:57, I:134 168690 GTK 电子邮件客户端 (Mozilla Thunderbird(雷鸟))
kontact V:1, I:14 2152 KDE 个人信息管理(群组软体和电子邮件)
libreoffice-writer V:167, I:423 39325 LO 文字处理软件
abiword V:1, I:11 5133 GNOME 文字处理软件
calligrawords V:0, I:7 5717 KDE 文字处理软件
scribus V:1, I:22 30370 KDE 编辑 PDF 文件的 desktop publishing 编辑器
glabels V:0, I:4 1326 GNOME 标签编辑器
libreoffice-calc V:166, I:418 32969 LO 电子表格
gnumeric V:5, I:20 9933 GNOME 电子表格
calligrasheets V:0, I:5 10890 KDE 电子表格
libreoffice-impress V:149, I:415 9930 LO 演示文稿
calligrastage V:0, I:5 5102 KDE 演示文稿
libreoffice-base V:116, I:289 7465 LO 数据库管理
kexi V:0, I:2 7576 KDE 数据库管理
libreoffice-draw V:150, I:416 14596 LO 矢量图形编辑器(绘图)
inkscape V:42, I:188 84892 GNOME 矢量图形编辑器(绘图)
karbon V:0, I:6 3473 KDE 矢量图形编辑器(绘图)
dia V:4, I:30 3727 GTK 流程图和示意图编辑器
gimp V:58, I:315 19706 GTK 位图图形编辑器 (绘图)
shotwell V:16, I:217 6451 GTK 数码照片管理器
digikam V:2, I:12 2646 KDE 数码照片管理器
darktable V:6, I:17 22902 GTK 摄影师的虚拟灯台和暗房
planner V:0, I:4 1146 GNOME 项目管理
calligraplan V:0, I:2 18517 KDE 项目管理
gnucash V:3, I:11 32304 GNOME 个人会计
homebank V:0, I:2 1114 GTK 个人会计
lilypond V:0, I:8 7337 - 音乐排版
kmymoney V:0, I:2 12036 KDE 个人会计
librecad V:3, I:18 7893 Qt 应用 计算机辅助设计(CAD) 系统 (2D)
freecad I:19 53 Qt 应用 计算机辅助设计(CAD) 系统 (3D)
kicad V:2, I:15 98707 GTK 电路图和 PCB 设计软件
xsane V:14, I:165 2346 GTK 扫描仪前段
libreoffice-math V:144, I:419 1963 LO 数学方程/公式编辑器
calibre V:8, I:35 55048 KDE 电子书转换器和库管理
fbreader V:1, I:14 3074 GTK 电子书阅读器
evince V:105, I:313 956 GNOME 文档(pdf)阅读器
okular V:43, I:115 14646 KDE 文档(pdf)阅读器
x11-apps V:27, I:454 2437 单纯的 X 应用 xeyes(1)等。
x11-utils V:171, I:581 712 单纯的 X 应用 xev(1)、 xwininfo(1)等。

对于 Debian 的用户,有许多有用的矢量字体存在。用户关注是怎样避免冗余,怎样配置禁用部分已经安装的字体。此外,无用的字体选择可以搞乱你的 GUI(图形用户界面)应用程序菜单。

Debian 系统使用 FreeType 2.0 库来栅格化许多矢量字体格式,用于屏幕和打印:

下面的编撰的表格希望帮助用户选择适当的矢量字体,并清楚的理解 排版指标兼容(metric compatibility) 和 字形覆盖。大部分字体覆盖了所有拉丁字体、希腊和 Cyril 字形。最终选择的激活字体也受你的审美观影响。这些字体能够被用于屏幕显示和纸张打印。

表 7.4. 著名的 TrueTypeOpenType 字体列表

软件包 流行度 大小 sans serif mono 字体注释
fonts-cantarell V:37, I:273 836 59 - - Cantarell (GNOME 3, 显示)
fonts-noto I:133 35 61 63 40 Noto fonts (Google, 有 CJK 的多语言)
fonts-dejavu I:462 39 58 68 40 DejaVu (GNOME 2, MCM:Verdana, 扩展 Bitstream Vera)
fonts-liberation2 V:48, I:333 4261 56 60 40 Liberation 字体 用于 LibreOffice (Red Hat, MCMATC)
fonts-croscore V:10, I:47 5278 56 60 40 Chrome OS: Arimo, Tinos 和 Cousine (Google, MCMATC)
fonts-crosextra-carlito I:276 2732 57 - - Chrome 操作系统: Carlito (Google, MCM:Calibri )
fonts-crosextra-caladea I:275 258 - 55 - Chrome 操作系统: Caladea (Google, MCM:Cambria ) (只有拉丁字符 )
fonts-freefont-ttf V:55, I:257 6656 57 59 40 GNU FreeFont (扩展 URW Nimbus)
fonts-quicksand I:358 392 56 - - Debian 任务桌面, Quicksand (显示,只有拉丁字符)
fonts-hack V:9, I:89 2508 - - 40 P 给源代码设计的一个字体 Hack (Facebook)
fonts-sil-gentiumplus I:39 5756 - 54 - Gentium SIL
fonts-sil-charis V:2, I:12 8900 - 59 - Charis SIL
fonts-urw-base35 V:46, I:94 11095 56 60 40 URW Nimbus (Sans, Roman No. 9 L, Mono L, MCAHTC)
fonts-ubuntu V:1, I:5 4103 58 - 33 P Ubuntu 字体 (显示)
fonts-terminus V:0, I:1 450 - - 33 Cool retro 终端字体
ttf-mscorefonts-installer V:1, I:61 92 56? 60 40 下载微软非开源字体(见下)

这里:

  • "MCM"表示"与微软提供的字体是排版指标兼容的"

  • "MCMATC"表示和"微软提供的字体: Arial, Times New Roman, Courier New 排版指标兼容"

  • "MCAHTC" 表示 "和 Adobe 提供的字体: Helvetica, Times, Courier 排版指标兼容"

  • 在字体类型列的数字表示对相同磅数的字体与 M 字重的相对粗细程度(译注:M 表示 Medium 适中,字体粗细程度的适中值)。

  • 在 mono 字体类型列中的"P" 表示用于编程中,能够清晰的区分 "0"/"O" 和 "1"/"I"/"l"。

  • ttf-mscorefonts-installer 软件包下载微软的"Core fonts for the Web" 并安装 Arial, Times New Roman, Courier New, Verdana, ... 。这些安装的字体数据,是非开源的数据。

许多开源的拉丁字体,有 URW Nimbus 家族或 Bitstream Vera 的血统痕迹。

[提示] 提示

如果你的语言环境所需要的字体没有在上面的字体中涵盖,请使用 aptitude 在 "Tasks" -> "Localization" 下面检查任务软件包列表。字体软件包作为 "Depends:" 或 "Recommends:" 列出,在本地化任务软件包里面是首要候选软件包。

Linux 上大部分 GUI(图形用户界面)应用在非 Debian 的源上,是以二进制格式存在。

[警告] 警告

从这些站点来的二进制软件包,有可能包括私有的非开源软件。

对使用 Debian 的自由软件的狂热爱好者,这些二进制格式的分发,有一些存在的理由。因为这能够得到一个干净的库集合,由 Debian 提供的库和由每个应用程序相应的上游开发者使用的库,独立开来。

运行外部二进制的固有风险,能够使用 沙盒环境 减少,它有现代 Linux 安全特性的手段。(参见 第 4.7.4 节 “Linux 安全特性”)。

  • 对于 AppImage 和一些上游站点来的二进制,在 手工配置 后的 firejail 里运行。

  • 对于从 FLATHUB 来的二进制,在 Flatpak 里运行它们。(不需要手工配置。)

  • 对于从 snapcraft 来的二进制,在 Snap 里面运行它们。(不需要手工配置。和后台守护进程(daemon)兼容。)

xdg-desktop-portal 软件包为通用的桌面特性提供一个标准的 API。参见 xdg-desktop-portal (flatpak) xdg-desktop-portal (snap)


这个沙盒环境技术和在智能手机操作系统上的应用程序非常相像,这里的应用程序也是在资源访问受到控制下执行的。

一些大的 GUI(图形用户界面)应用程序,比如说 Debian 上的网页浏览器,也在内部使用了沙盒环境技术,这样让它们安全性更好。


有几种方法从远程主机上的应用连接到 X 服务端(包括本地主机的 xwayland )。


使用 X 核心协议的本地应用,能够通过本地 UNIX 域名套接字进行本地连接,来访问本地的 X 服务端。这可以通过拥有 access cookie 的授权文件来授权。 授权文件的位置通过"$XAUTHORITY"环境变量确定,X 显示通过"$DISPLAY" 环境变量确定。由于这些环境变量通常会被自动设置,不需要另行指定。 例如,下面的 "gitk"。

username $ gitk
[注意] 注意

对于 xwayland, XAUTHORITY 有类似 "/run/user/1000/.mutter-Xwaylandauth.YVSU30"的值。

剪贴文本到剪贴板,参见 第 1.4.4 节 “鼠标操作”

剪贴图像到剪贴板,参见 第 11.6 节 “图形数据工具”

一些命令行的命令也能操作字符剪贴板(主要键和剪贴板)。