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Philips TV-Remote unter Linux
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:author: Benjamin Franzke
:lang: de
:imagesdir: image
// a2x: --dblatex-opts="-p thesis.xsl -s thesis.sty -b xetex"
== Grundlagen
*DirectFB*
'DirectFB' ist eine kleine Bibliothek, die als Hauptaufgabe
Beschleunigung durch Grafik-Hardware bereitstellt.
Außerdem werden auch Eingabegeräte unterstützt, und es enthält ein
integriertes Fenster-System.
Dementsprechend kann DirectFB als Hardware-Abstraktions-Schicht bezeichnet
werden.
*DirectFB Voodoo*
'DirectFB Voodoo' ist ein Aufsatz bzw Proxy-Kanal für DirectFB.
Es besteht aus einer Client-Server Architektur.
Der Server ist dabei das Anzeige Gerät und bietet über den Voodoo Kanal
zugriff auf den eigenen Framebuffer.
Die Client-seitige Implementierung leitet 'DirectFB'-API-Aufrufe per
'DirectFB-Voodoo' an den Server weiter, auf dem diese dann ausgeführt werden.
'DirectFB-Voodoo' ist demzufolge eine Remote-Rendering Infrastruktur
die das Zeichnen von Primitiven wie Rechtecken und Kreisen ermöglicht,
aber auch das übertragen von ganzen Bildinhalten.
*JointSpace*
'JointSpace' ist ein Framework und API für Fernseher von Philips.
Es ermöglicht das Fernseher über das API gesteuert werden können,
und eine Bildübertragung über das Netzwerk.
Das API zur Steuerung der Fernseher basiert auf einem REST-full
HTTP-Protokoll.
Für die Bildübertragung wird 'DirectFB Voodoo' eingesetzt.
== Vorhergehensweise für die Implementation
Im ersten Schritt ist eine eins-zu-eins Umsetzung der Anzeige einen
Linux-Screens auf einen Fernseher zu implementieren.
Im zweiten sollten von einem Rechner mehrere Streams an JointSpace-Fernseher
gesandt werden. In diesem Fall 3 Clients.
.Client-Server Interaktion
image::directfb-voodoo-js.eps[]
=== Verbindungsaufbau
Die DirectFB-Voodoo Platform nutzt als Standardmethode zum Verbindungsaufbau
einen Broadcast Request, um verfügbare Anzeigegeräte zu finden.
Dies ist für den Einsatz im Heimnetzwerk gedacht, bei dem der
Verbindungsaufwand möglichst gering gehalten werden soll.
Sind meherere der Fernseher in einem Netzwerk, so ist nicht eindeutig
definiert, welcher zuerst auf den Broadcast antwortet, und dadurch für die
Verbindung ausgewählt werden wird.
Aus diesem Grund ist eine sofortige Unicast-Verbindung nötig.
Die Bibliothek bietet kein direktes API, um die Ziel-Addresse zu verabeiten.
Die Initialisierungsmethode +DirectFB::Init()+ erwartet einen Argumentzähler
und -vektor. Dieser Vektor bezieht sich auf die Kommandozeilen Argumente,
im folgenden beispielhaft dargestellt:
[source,c]
----
#include <directfb.h>
int
main(int argc, char *argv[])
{
DirectFB::Init(&argc, &argv);
return 0;
}
----
=== Verbindungsabbruch
Bricht die Verbindung ab -- z.B. durch Ausschalten des Fernsehers oder durch
Auswählen einer anderen Quelle -- wird dies durch die DirectFB Bibliothek
nicht an die Anwendung signalisiert.
Im produktiven Einsatz ist es bei Remote-Steuerung deshalb nicht zu erkennen, ob die Verbidnung
besteht. Im weiteren ist auch keine automatisierte Neuverbingung unmöglich.
//die Anwendung signalisiert.
//Intern wird der Rückgabewert von +send(2)+ nicht auf einen Verbindungsabbruch
//geprüft.
*Lösung:*
Die Bibiliothek DirectFB wurde erweitert, das SIGPIPE signal vom Kernel zu
empfangen. Pluggit installiert für DirectFB eine Signal Behandlungsroutine
und bricht die Programmausführung ab.
Ein Shell scripts das pluggit überwacht erkennt dies am Rückgabe-Status des
Pluggit-Prozesses und startet diesen neu.
//== Webbrowser-Rendering
=== Framebuffer Auslesen
Das X11-Protokoll bietet die Möglichkeit den angezeigten Framebuffer
über die Funtkion +X_GetImage+ auszulesen.
==== Mehrere Clients --> Fenster
Um mehrere Fenster darzustellen, wird ein großer Anzeigebreich benötigt.
Mit 'XRandR' wird dies durch folgenden Aufruf erreicht:
[source,sh]
----
xrandr --fb $((1280*3)x720
----
.X11-Fenster Konfiguration
image::framebuffer.svg[]
== Test
Getestet wurde jeweils mit der Infoscreen-Website
footnote:[http://et.hs-wismar.de/~infosc/index.php?file=config16n]
des Fachbereichs EuI:
Da während der Entwicklung nicht dauerhaft Philips-Fernseher zur Verfügung
standen, wurde der durch das 'JointSpace'-Projekt als Virtuelle Maschine
bereitgestellte Simulator mit QEMU verwendet.
== HowTo
//=== Linux-Installation
//Arch installieren?
=== System Vorraussetzungen
Beispielhaft für Gentoo:
[source,sh]
----
emerge -va wmctrl surf
----
=== DirectFB
Für diese Arbeit wurde die zum Zeitpunkt der Bearbeitung neuste verwendet:
DirectFB141_source_1.3.1beta5.7z
footnote:[http://sourceforge.net/projects/jointspace/files/remote_applications_SDK/]
[source,sh]
----
7z x DirectFB141_source_1.3.1beta5.7z
----
[source,sh]
----
make
----
=== Pluggit
[source,make]
-------------------------------------------------------------------------
.PHONY: pluggit
pluggit:
rm -f pluggit/pluggit # <1>
$(MAKE) -C directfb-voodoo/ -f makefile.voodoo DEBUG=$(DEBUG) package # <2>
$(MAKE) -C pluggit/ -f makefile.voodoo DIRECTFB_VOODOO=../directfb-voodoo/DirectFB_Voodoo all
-------------------------------------------------------------------------
<1> In der Entwicklungsphase ist es notwendig, dass pluggit neu gelinkt wird,
wenn directfb verändert wird.
<2> Der DirectFB package baut die Bibliothek und kopiert Header an die
benötigten Stellen.
Für die Übersetzung von DirectFB und Pluggit muss also nur folgender Befehl im
Quellverzeichnis des Projekts ausgeführt werden:
[source,sh]
------------
make pluggit
------------
=== Browser
Die Anzeige des Infoscreens erfolgt über eine HTML-Website, die auch
Multimediainhalte enthält.
Aus diesem Grund ist es nötig, dass das HTML von einem Web-Browser gerendert
wird.
In Betracht kommt auf Grund der Bekanntheit und Stabilität der
Firefox-Browser.
Dieser kann nur im Vollbild-Modus so konfiguriert werden, dass nur der Inhalt
im X11-Fenster -- welches ausgelesen werden soll -- angezeigt wird, Menus und
Scrollbars.
Deshalb wird ein Web-Browser benötigt, der es ermöglicht nur den Inhalt der
Website im X11-Fenster darzustellen.
Der Browser 'Surf' footnote:[http://surf.suckless.org] von 'suckless.org' ist
mit dem Prinzip erstellt worden, in andere Programme über das X11-XEmbed
Protokoll eingebettet zu werden, z.b. um mehrere Instanzen in einem
Tab-Manager zu embedden.
Dies ermöglicht per Design zwei Punkte:
- Die Window-ID wird auf stdout ausgegeben (wird als Parameter an Pluggit
übergeben)
- Keine Bedienelemente vorhanden, denn der Browser wird über X11-Properties
gesteuert -- das macht ihn scriptable.
== Bewertung & Ausblick
Die Performanz ist durch das ständige Übertragen komplette Bilder durch die
Übertragungsbandbreite eingeschränkt.
Ein weiterführender Ansatz wäre es, das sich in Entwicklung befindene -- und
deshalb zum Zeitpunkt dieser Arbeit noch nicht verwendbare -- WebKit-DirectFB
footnote:[http://git.directfb.org/?p=libs/WebKitDFB.git;a=summary]
backend zu nutzen.
// vim: set syntax=asciidoc tw=78 filetype=asciidoc:
// spell spelllang=de,en:
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