章 7. GUI（圖形使用者介面）系統
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章 7. GUI（圖形使用者介面）系統

內容目錄

7.1. GUI（圖形使用者介面）桌面環境
7.2. GUI（圖形使用者介面）通訊協議
7.3. GUI（圖形使用者介面）架構
7.4. GUI（圖形使用者介面）應用
7.5. 使用者目錄
7.6. 字型
7.6.1. 基礎字型
7.6.2. 字型柵格化
7.7. 沙盒
7.8. 遠端桌面
7.9. X 服務端連線
7.9.1. X 服務端本地連線
7.9.2. X 服務端遠端連線
7.9.3. X 服務端 chroot 連線
7.10. 剪貼簿

7.1. GUI（圖形使用者介面）桌面環境

在 Debian 系統上，有幾個功能全面的 GUI 桌面環境選擇。

表格 7.1. 桌面環境列表

任務軟體包 流行度 大小 說明
task-gnome-desktop I:198 9 GNOME 桌面環境
task-xfce-desktop I:96 9 Xfce 桌面環境
task-kde-desktop I:81 6 KDE Plasma 桌面環境
task-mate-desktop I:43 9 MATE 桌面環境
task-cinnamon-desktop I:41 9 Cinnamon 桌面環境
task-lxde-desktop I:29 9 LXDE 桌面環境
task-lxqt-desktop I:18 9 LXQt 桌面環境
task-gnome-flashback-desktop I:13 6 GNOME Flashback 桌面環境

[提示] 提示

選擇的任務元軟體包的依賴軟體包，在 Debian 非穩定版/測試版 環境下，由於最新的軟體包變遷狀態，可能沒有及時同步。對於 task-gnome-desktop，你可以按下面的方法調整軟體包選擇：

  • 用 sudo aptitude -u 啟動 aptitude(8)。

  • 移動游標到"Tasks"並按回車鍵。

  • 移動游標到 "End-user" 並按回車鍵。

  • 移動游標到 "GNOME" 並按回車鍵。

  • 移動游標到 task-gnome-desktop 並按回車鍵。

  • 移動游標到 "Depends" 並按 "m"（手工選擇）。

  • 移動游標到 "Recommends"並按"m" （手工選擇）。

  • 移動游標到 "task-gnome-desktop 並按"-"。（刪除）

  • 調整選擇的軟體包，並刪除造成軟體包衝突的問題軟體包。

  • 按"g" 來開始安裝。

本章將大部分關注 Debian 預設的桌面環境： task-gnome-desktop，在 wayland 上提供 GNOME。

7.2. GUI（圖形使用者介面）通訊協議

在 GNOME 桌面使用的 GUI 通訊協議可以為：

請檢視 freedesktop.org 站點來了解 Wayland 架構和 X 視窗架構是如何不同。

從使用者的觀點，不同能夠被通俗的概況為：

  • Wayland 是在同一個主機上的 GUI 通訊協議：新、簡單、快速，不需要 setuid root 二進位制

  • X Window 是一個具備網路功能的 GUI 通訊協議：傳統、複雜、慢，需要 setuid root 二進位制

對於使用 Wayland 協議的應用，由 VNC 或 RDP 來支援從一個遠端主機上訪問它們顯示的內容。參見 節 7.8, “遠端桌面”

現代 X 伺服器具有 MIT 共享記憶體擴充 ，他們和本地 X 客戶端通過本地共享記憶體進行通訊。這就繞過了網路透明的 Xlib 程序間通訊通道，提升了大型影象的處理效能。這也是 Wayland 僅能作為本地端 GUI 通訊協定的建立背景。

使用從 GNOME 終端啟動的 xeyes 程式，你能夠檢查每個 GUI（圖形使用者介面）應用程式使用的 GUI 通訊協議。

 $ xeyes

  • 如果滑鼠是在使用 Wayland 服務端顯示協議的應用程式上，比如“GNOME 終端”，眼睛不會跟隨滑鼠移動。

  • 如果滑鼠是在使用 X 視窗系統核心協議的應用程式上，比如“xterm”，眼睛會跟隨滑鼠移動，暴露出不是那麼孤立的 X 視窗架構的特性。

到 2021 年 4 月，許多流行的 GUI 應用程式，比如 GNOME 和 LibreOffice (LO) 已經被移植到了 Wayland 服務端顯示協議。我發現 xterm, gitk, chromium, firefox, gimp, dia 和 KDE 應用程式任然使用 X 視窗系統核心協議。

[注意] 注意

對於 Wayland 之上的 xwayland 或 原生的 X 視窗系統，這兩個上面的舊的 X 服務端配置檔案 "/etc/X11/xorg.conf" 不應當在系統上存在。顯示卡和輸入裝置目前是由核心的 DRM、KMS 和 udev 配置。原生的 X 服務端已經重寫來使用它們。參見 Linux 核心文件的 "modedb default video mode support"。

7.3. GUI（圖形使用者介面）架構

這裡是 Wayland 環境上用於 GNOME 的著名的 GUI 架構軟體包。

表格 7.2. 著名的 GUI 架構軟體包列表

軟體包 流行度 軟體包大小 說明
mutter V:1, I:60 187 GNOME 的 mutter 視窗管理器 [auto]
xwayland V:240, I:319 2388 執行在 wayland 之上的一個 X 服務端 [auto]
gnome-remote-desktop V:35, I:221 1068 使用 PipeWire 的 GNOME 遠端桌面後臺守護程序（daemon） [auto]
gnome-tweaks V:21, I:229 1170 GNOME 的高階配置設定
gnome-shell-extension-prefs V:13, I:213 60 啟用/停用 GNOME 外殼擴充套件的工具

這裡，"[auto]" 表示這些軟體包在 task-gnome-desktop 安裝時會自動安裝。

[提示] 提示

gnome-tweaks 是一個不可缺少的配置工具。例如：

  • 你能強制調整聲音音量，從“General（普通） ”到 "Over-Amplification（過分放大）"。

  • 你能夠強迫"Caps"鍵變成"Esc"鍵，從"Keyboard & Mouse" -> "Keyboard" -> "Additional Layout Option".
[提示] 提示

GNOME 桌面環境的詳細特徵能夠使用工具來配置，在按下 Super-鍵後，透過選擇 "settings", "tweaks"或 "extensions" 來啟動配置。

7.4. GUI（圖形使用者介面）應用

現在在 Debian 上，有許多有用的 GUI 應用存在。如果在 GNOME 桌面環境中沒有相應功能的軟體，那麼安裝例如 scribus（KDE）這樣的軟體包是完全可以接受的。但安裝過多功能重複的軟體包，會使你的系統凌亂。

這裡是一份捕獲我眼球的 GUI（圖形使用者介面）程式列表。

表格 7.3. 著名的的 GUI（圖形使用者介面）應用列表

軟體包 流行度 軟體包大小 類型 說明
evolution V:30, I:239 486 GNOME 個人資訊管理（群組軟體和電子郵件）
thunderbird V:48, I:119 224760 GTK 電子郵件客戶端 (Mozilla Thunderbird（雷鳥）)
kontact V:1, I:12 2208 KDE 個人資訊管理（群組軟體和電子郵件）
libreoffice-writer V:117, I:435 31474 LO 文書處理軟體
abiword V:1, I:8 3542 GNOME 文書處理軟體
calligrawords V:0, I:7 6097 KDE 文書處理軟體
scribus V:1, I:16 31345 KDE 編輯 PDF 檔案的 desktop publishing 編輯器
glabels V:0, I:3 1338 GNOME 標籤編輯器
libreoffice-calc V:111, I:432 26009 LO 電子表格
gnumeric V:4, I:14 9910 GNOME 電子表格
calligrasheets V:0, I:5 11396 KDE 電子表格
libreoffice-impress V:69, I:429 2646 LO 簡報
calligrastage V:0, I:5 5339 KDE 簡報
libreoffice-base V:26, I:121 5003 LO 資料庫管理
kexi V:0, I:1 7118 KDE 資料庫管理
libreoffice-draw V:72, I:430 10312 LO 向量圖形編輯器（繪圖）
inkscape V:15, I:112 99800 GNOME 向量圖形編輯器（繪圖）
karbon V:0, I:6 3610 KDE 向量圖形編輯器（繪圖）
dia V:2, I:22 3741 GTK 流程圖和示意圖編輯器
gimp V:50, I:252 19304 GTK 點陣圖圖形編輯器 (繪圖)
shotwell V:17, I:255 6263 GTK 數碼照片管理器
digikam V:1, I:9 293 KDE 數碼照片管理器
darktable V:4, I:13 30554 GTK 攝影師的虛擬燈臺和暗房
planner V:0, I:4 1394 GNOME 專案管理
calligraplan V:0, I:2 19013 KDE 專案管理
gnucash V:2, I:8 28928 GNOME 個人會計
homebank V:0, I:2 1218 GTK 個人會計
lilypond V:0, I:7 16092 - 音樂排版
kmymoney V:0, I:2 13937 KDE 個人會計
librecad V:1, I:15 8963 Qt 應用 計算機輔助設計(CAD) 系統 (2D)
freecad I:18 36 Qt 應用 計算機輔助設計(CAD) 系統 (3D)
kicad V:3, I:14 236461 GTK 電路圖和 PCB 設計軟體
xsane V:12, I:144 2339 GTK 掃描器前段
libreoffice-math V:51, I:432 1898 LO 數學方程/公式編輯器
calibre V:6, I:28 63385 KDE 電子書轉換器和庫管理
fbreader V:1, I:9 3783 GTK 電子書閱讀器
evince V:92, I:314 941 GNOME 文件（pdf）閱讀器
okular V:40, I:123 17728 KDE 文件（pdf）閱讀器
x11-apps V:31, I:463 2460 單純的 X 應用 xeyes(1)等。
x11-utils V:192, I:566 651 單純的 X 應用 xev(1)、 xwininfo(1)等。

7.5. 使用者目錄

使用者目錄，比如"~/Desktop"、"~/Documents"……，其預設的名字，使用系統安裝時桌面環境的語言。你能夠把它們重置為英語：

 $ LANGUAGE=C xdg-user-dirs-update --force

然後你手工移到所有資料到新的目錄。參加 xdg-user-dirs-update(1)。

透過編輯 "~/.config/user-dirs.dirs"，你也能夠把它們設定為任何名字。參見 user-dirs.dirs(5)。

7.6. 字型

對於 Debian 的使用者，有許多有用的向量字型存在。使用者關注是怎樣避免冗餘，怎樣配置停用部分已經安裝的字型。此外，無用的字型選擇可以搞亂你的 GUI（圖形使用者介面）應用程式選單。

Debian 系統使用 FreeType 2.0 庫來柵格化許多向量字型格式，用於螢幕和列印：

下面的編撰的表格希望幫助使用者選擇適當的向量字型，並清楚的理解 排版指標相容（metric compatibility） 和 字形覆蓋。大部分字型覆蓋了所有拉丁、希臘和 Cyril 字元。最終選擇的啟用字型也受你的審美觀影響。這些字型能夠被用於螢幕顯示和紙張列印。

表格 7.4. 著名的 TrueType 和 OpenType 字型列表

軟體包 流行度 大小 sans serif mono 字型註釋
fonts-cantarell V:216, I:306 572 59 - - Cantarell (GNOME 3, 顯示)
fonts-noto I:153 31 61 63 40 Noto fonts (Google, 有 CJK 的多語言)
fonts-dejavu I:421 35 58 68 40 DejaVu (GNOME 2, MCM:Verdana, 擴充套件 Bitstream Vera)
fonts-liberation2 V:130, I:427 15 56 60 40 Liberation 字型 用於 LibreOffice (Red Hat, MCMATC)
fonts-croscore V:20, I:40 5274 56 60 40 Chrome OS: Arimo, Tinos 和 Cousine (Google, MCMATC)
fonts-crosextra-carlito V:21, I:131 2696 57 - - Chrome 作業系統: Carlito (Google, MCM:Calibri )
fonts-crosextra-caladea I:128 347 - 55 - Chrome 作業系統: Caladea (Google, MCM:Cambria ) (只有拉丁字元 )
fonts-freefont-ttf V:76, I:218 14460 57 59 40 GNU FreeFont (擴充套件 URW Nimbus)
fonts-quicksand V:123, I:438 392 56 - - Debian 任務桌面, Quicksand (顯示，只有拉丁字元)
fonts-hack V:24, I:120 2508 - - 40 P 給原始碼設計的一個字型 Hack (Facebook)
fonts-sil-gentiumplus I:32 14345 - 54 - Gentium SIL
fonts-sil-charis I:27 6704 - 59 - Charis SIL
fonts-urw-base35 V:167, I:472 15560 56 60 40 URW Nimbus (Nimbus Sans, Roman No. 9 L, Mono L, MCAHTC)
fonts-ubuntu V:2, I:5 4339 58 - 33 P Ubuntu 字型 (顯示)
fonts-terminus V:0, I:3 452 - - 33 Cool retro 終端字型
ttf-mscorefonts-installer V:1, I:49 85 56? 60 40 下載微軟非開源字型（見下）

這裡：

  • "MCM"表示"與微軟提供的字型是排版指標相容的"

  • "MCMATC"表示和"微軟提供的字型： Arial, Times New Roman, Courier New 排版指標相容"

  • "MCAHTC" 表示 "和 Adobe 提供的字型: Helvetica, Times, Courier 排版指標相容"

  • 在字型型別列的數字表示對相同磅數的字型與 M 字重的相對粗細程度（譯註：M 表示 Medium 適中，字型粗細程度的適中值）。

  • 在 mono 字型型別列中的"P" 表示用於程式設計中，能夠清晰的區分 "0"/"O" 和 "1"/"I"/"l"。

  • ttf-mscorefonts-installer 軟體包下載微軟的 "Core fonts for the Web" 並安裝 Arial, Times New Roman, Courier New, Verdana, ... 。這些安裝的字型資料，是非開源的資料。

許多開源的拉丁字型，有 URW Nimbus 家族或 Bitstream Vera 的血統痕跡。

[提示] 提示

如果你的語言環境所需要的字型沒有在上面的字型中涵蓋，請使用 aptitude 在 "Tasks" -> "Localization" 下面檢查任務軟體包列表。字型軟體包作為 "Depends:" 或 "Recommends:" 列出，在本地化任務軟體包裡面是首要候選軟體包。

Debian 使用 FreeType 來柵格化字型。它的字型選擇架構由 Fontconfig 字型配置庫提供。

表格 7.5. 著名的字型環境和相關軟體包列表

軟體包 流行度 大小 說明
libfreetype6 V:560, I:997 938 FreeType 字型柵格化庫
libfontconfig1 V:554, I:849 587 Fontconfig 字型配置庫
fontconfig V:437, I:721 680 fc-*: Fontconfig 命令列命令
font-manager V:2, I:8 1022 Font 管理器: Fontconfig GUI（圖形使用者介面）命令
nautilus-font-manager V:0, I:0 37 Font 管理器 的 Nautilus 擴充套件

[提示] 提示

一些字型軟體包，比如說 fonts-noto*，會安裝太多的字型。你可以保持某些字型軟體包的安裝，但在通常使用的情況下停用。由於 Han unification 中日韓統一表意文字， 一些 Unicode 碼點被期望有多個 字形，不希望的字形變體會被沒有配置的 Fontconfig 庫選擇。一個最令人討厭的情形是在 CJK 中日韓國家中的 "U+3001 IDEOGRAPHIC COMMA" 和 "U+3002 IDEOGRAPHIC FULL STOP"。你能夠使用 GUI（圖形使用者介面）字型管理器 (font-manager) 簡單的配置存在的字型來避免這個問題情形。

你也可以從命令列列出字型配置狀態。

  • 使用 “fc-match(1)” 檢視 fontconfig 的預設字型

  • 使用 “fc-list(1)” 檢視所有可用的 fontconfig 字型

你能夠從文字編輯器配置字型配置狀態，但這是瑣碎的。參見 fonts.conf(5)。

7.7. 沙盒

Linux 上大部分 GUI（圖形使用者介面）應用在非 Debian 的源上，是以二進位制格式存在。

[警告] 警告

從這些站點來的二進位制軟體包，有可能包括私有的非開源軟體。

對使用 Debian 的自由軟體的狂熱愛好者，這些二進位制格式的分發，有一些存在的理由。因為這能夠得到一個乾淨的庫集合，由 Debian 提供的庫和由每個應用程式相應的上游開發者使用的庫，獨立開來。

執行外部二進位制的固有風險，能夠使用 沙盒環境 減少，它有現代 Linux 安全特性的手段。（參見 節 4.7.5, “Linux 安全特性”）。

  • 對於 AppImage 和一些上游站點來的二進位制，在 手工配置 後的 firejail 裡執行。

  • 對於從 FLATHUB 來的二進位制，在 Flatpak 裡執行它們。（不需要手工配置。）

  • 對於從 snapcraft 來的二進位制，在 Snap 裡面執行它們。（不需要手工配置。和後臺守護程序（daemon）相容。）

xdg-desktop-portal 軟體包為通用的桌面特性提供一個標準的 API。參見 xdg-desktop-portal (flatpak) 和 xdg-desktop-portal (snap) 。

表格 7.6. 著名的沙盒環境和相關軟體包列表

軟體包 流行度 大小 說明
flatpak V:65, I:70 7499 Flatpak 桌面應用程式配置框架
gnome-software-plugin-flatpak V:20, I:29 254 GNOME 軟體 管理器的 Flatpak 支援
snapd V:67, I:70 60022 啟用 snap 軟體包的後臺守護程序（daemon）和工具
gnome-software-plugin-snap V:1, I:2 121 GNOME 軟體 管理器的 Snap 支援
xdg-desktop-portal V:303, I:394 1936 Flatpak 和 Snap 的桌面整合門戶
xdg-desktop-portal-gtk V:274, I:392 715 gtk (GNOME) 的 xdg-desktop-portal 後端
xdg-desktop-portal-kde V:53, I:72 1438 Qt (KDE) 的 xdg-desktop-portal 後端
xdg-desktop-portal-wlr V:0, I:4 135 wlroots (Wayland) 的 xdg-desktop-portal 後端
firejail V:1, I:4 1771 和 AppImage 一起使用的 SUID 安全沙盒程式 firejail

這個沙盒環境技術和在智慧手機作業系統上的應用程式非常相像，這裡的應用程式也是在資源訪問受到控制下執行的。

一些大的 GUI（圖形使用者介面）應用程式，比如說 Debian 上的網頁瀏覽器，也在內部使用了沙盒環境技術，這樣讓它們安全性更好。

7.8. 遠端桌面

表格 7.7. 著名的遠端訪問服務端列表

訪問在遠端主機上使用 Wayland 協議的桌面和應用，由遠端主機上的 GNOME 遠端桌面 軟體提供，透過 VNC 或 RDP 到本地客戶端。

訪問所有 QEMU 虛擬機器桌面的能力是由 SPICE (the Simple Protocol for Independent Computing Environments) 協議提供。

軟體包 流行度 大小 協議 說明
gnome-remote-desktop V:35, I:221 1068 RDP GNOME 遠端桌面 服務端
xrdp V:22, I:24 3202 RDP xrdp, 遠端桌面協議 (RDP) 伺服器
x11vnc V:6, I:23 2107 RFB (VNC) x11vnc, 遠端幀快取協議 (VNC) 伺服器
tigervnc-standalone-server V:4, I:15 2768 RFB (VNC) TigerVNC, 遠端幀快取協議 (VNC) 伺服器
gnome-connections V:0, I:1 1356 RDP, RFB (VNC) GNOME 遠端桌面客戶端
vinagre V:2, I:68 4249 RDP, RFB (VNC), SPICE, SSH Vinagre: GNOME 遠端桌面客戶端
remmina V:15, I:72 953 RDP, RFB (VNC), SPICE, SSH, ... Remmina: GTK 遠端桌面客戶端
krdc V:1, I:17 3873 RDP, RFB (VNC) KRDC: KDE 遠端桌面客戶端
guacd V:0, I:0 83 RDP, RFB (VNC), SSH / HTML5 Apache Guacamole: 無客戶端的遠端桌面閘道器 (HTML5)
virt-viewer V:5, I:52 1284 RFB (VNC), SPICE 虛擬機器管理器 下的客戶機作業系統的 GUI 顯示客戶端

7.9. X 服務端連線

有幾種方法從遠端主機上的應用連線到 X 服務端（包括本地主機的 xwayland ）。

表格 7.8. 連線到 X 伺服器的方式

軟體包 流行度 大小 指令 說明
openssh-server V:730, I:814 1804 sshd 使用選項 X11-forwarding SSH 服務端（安全）
openssh-client V:866, I:996 4959 ssh -X SSH 客戶端（安全）
xauth V:165, I:961 81 xauth X 授權檔案工具
x11-xserver-utils V:302, I:528 568 xhost X 服務端訪問控制

使用 X 核心協議的本地應用，能夠透過本地 UNIX 域名套接字進行本地連線，來訪問本地的 X 服務端。這可以透過擁有 access cookie 的授權檔案來授權。 授權檔案的位置透過"$XAUTHORITY"環境變數確定，X 顯示透過"$DISPLAY" 環境變數確定。由於這些環境變數通常會被自動設定，不需要另行指定。 例如，下面的 "gitk"。

username $ gitk
[注意] 注意

對於 xwayland, XAUTHORITY 有類似 "/run/user/1000/.mutter-Xwaylandauth.YVSU30"的值。

使用 X 核心協議的遠端應用訪問本地的 X 伺服器顯示，由 X11 轉發特性支援。

  • 在本地主機中開啟一個 gnome 終端。

  • 透過下列命令，執行帶 -X 選項的 ssh(1)，建立與遠端站點的連線。

    localname @ localhost $ ssh -q -X loginname@remotehost.domain
Password:

  • 透過下列命令，在遠端站點執行一個 X 應用程式，例如 “gitk”。

    loginname @ remotehost $ gitk

這個方法可以顯示來自遠端 X 客戶端的輸出，相當於它是通過一個本地 UNIX 域名 socket 進行本地的連線。

參見介紹 SSH/SSHD 的 節 6.3, “伺服器遠端存取和工具 (SSH)” 。

[警告] 警告

由於安全的原因，在 Debian 系統上，遠端 TCP/IP 連線到 X 服務端，是預設被停用的。不要透過簡單的設定 "xhost +"來啟用它們。如果能夠避免的話，也不要啟用 XDMCP 連線。

在同一個環境下（比如 chroot），使用 X 核心協議的應用訪問同一主機的 X 服務端，授權檔案無法訪問，能夠使用 xhost 進行安全的授權，透過使用 User-based access ，例如下面的 "gitk"。

username $ xhost + si:localuser:root ; sudo chroot /path/to
# cd /src
# gitk
# exit
username $ xhost -

7.10. 剪貼簿

剪貼文字到剪貼簿，參見 節 1.4.4, “滑鼠操作”。

剪貼影像到剪貼簿，參見 節 11.6, “圖形資料工具”。

一些命令列的命令也能操作字元剪貼簿（主要鍵和剪貼簿）。

表格 7.9. 操作字元剪貼簿相關程式列表

軟體包 流行度 軟體包大小 當前目標 說明
xsel V:9, I:42 55 X X 選擇的命令列介面（剪貼簿）
xclip V:12, I:63 62 X X 選擇的命令列介面（剪貼簿）
wl-clipboard V:3, I:14 162 Wayland wl-copy wl-paste: Wayland 剪貼簿 的命令列介面
gpm V:10, I:12 521 Linux 控制檯 在 Linux 控制檯上捕獲滑鼠事件的後臺守護程序（daemon）

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