🤗 🗻 ⛷️ Linuxでのグラフィックスのしくみ：さまざまなデスクトップ環境の概要 🎨 🚴🏾 🆒

この記事では、Linuxでグラフィックスがどのように機能し、どのコンポーネントで構成されているかについて説明します。これには、デスクトップ環境のさまざまな実装の多くのスクリーンショットが含まれています。

KDEとGNOMEを実際に区別していない場合、または区別しているが、他にどのような選択肢があるかを知りたい場合は、この記事が役に立ちます。これは概要であり、多くの名前といくつかの用語が含まれていますが、この資料は初心者にも役立ち、Linuxのみを対象としています。

このトピックは、リモートアクセスを設定するとき、およびシンクライアントを実装するときに、上級ユーザーにも関心がある場合があります。経験豊富なLinuxユーザーによく会うのは、「サーバーにはコマンドラインしかないので、通常のユーザーにはすべて必要なので、グラフィックについて詳しく調べるつもりはない」ということです。しかし、Linuxの愛好家でさえ、sshコマンドの「-X」オプション（Xサーバーの動作と機能を理解するのに役立ちます）を発見して驚いて喜んでいます。

ソース

私はLANITNetworkingAcademyでLinuxコースを15年近く教えています。」そして、私が訓練した5000人以上の人々の多くがHabrに関する記事を読んだり書いたりしていると確信しています。コースは常に非常に豊富で（コースの平均期間は5日です）、完全に理解するには少なくとも10日かかるトピックについて話す必要があります。そして、コース中は常に、聴衆（集まった新人や熟練した管理者）や「聴衆からの質問」に応じて、コマンドラインユーティリティとその実用的なアプリケーションにより多くの時間を費やすために、何をより詳細に伝え、何をより表面的にするかを選択します。 ..。少し犠牲にしなければならないものは十分にあります。これらは、「Linuxの歴史」、「Linuxディストリビューションの違い」、「ライセンスについて：GPL、BSDなど」、「グラフィックスとデスクトップ環境について」（この記事のトピック）などです。これらは重要ではありませんが、しかし、通常、より多くの関連する「今ここ」の質問があり、わずか5日です...ただし、Linuxオペレーティングシステムの基本を一般的に理解するために、利用可能な多様性を理解します（したがって、1つの特定のLinuxディストリビューションを使用しても、これらすべてのより広い視野があります「Linux」と呼ばれる巨大で広大な世界）これらのトピックを研究することは有用であり、必要です。

記事の過程で、コンポーネントごとに、たとえばWikipediaの記事へのトピックをさらに深く掘り下げたい人のためのリンクを提供します（英語とロシアの記事がある場合は、より完全で便利なバージョンを指します）。

基本的な例とスクリーンショットについては、openSUSEディストリビューションを使用しました。他のコミュニティで開発されたディストリビューションは、リポジトリ内の多数のパッケージで使用できます。多くの場合、よく知られているデスクトップ環境の1つまたは2つしか使用しないため、商用ディストリビューションでさまざまなデスクトップデザインを示すことは困難ですが、可能です。そのため、開発者は、安定したデバッグ済みOSをリリースするタスクを絞り込みます。同じシステムに、リポジトリで見つけたすべてのDM / DE / WM（以下のこれらの用語の説明）をインストールしました。

「青いフレーム」のスクリーンショットはopenSUSEで撮影されています。

「白いフレーム」のスクリーンショットは他のディストリビューションで作成されたもので、スクリーンショットに示されています。

「灰色のフレーム」のスクリーンショットは、昨年のデスクトップデザインの例として、インターネットから取得されました。

それでは、始めましょう。

グラフィックを構成する主なコンポーネント

3つの主要なコンポーネントを強調表示し、システムの起動時に開始する順序でそれらをリストします。

DM（ディスプレイマネージャー）;
ディスプレイサーバー;
DE（デスクトップ環境）。

さらに、デスクトップ環境の重要なサブアイテムとして：

Apps Manager / Launcher / Switcher（スタートボタン）;
WM（ウィンドウマネージャー）;
デスクトップ環境に付属するさまざまなソフトウェア。

各アイテムの詳細。

DM（ディスプレイマネージャー）

「グラフィックス」の起動時に起動する最初のアプリケーションは、ディスプレイマネージャであるDM（ディスプレイマネージャ）です。その主なタスク：

どのユーザーをシステムに入れるかを尋ね、認証データ（パスワード、指紋）を要求します。
起動するデスクトップ環境を選択します。

現在、さまざまなディストリビューションが広く使用されています。

SDDM（KDMを置き換え）、
GDM、
LightDM、
XDM。
Fly-DM（AstraLinuxで使用）も言及できます。

既存のDMのリストは、Wikiの記事で最新の状態に保たれています。

次のスクリーンショットは同じLightDMディスプレイマネージャーを使用していますが、ディストリビューションが異なっていることに注意してください（ディストリビューションは括弧内に名前が付けられています）。さまざまなディストリビューションの設計者の作業のおかげで、このDMがどのように異なるかを確認してください。

この種類の主なものは、グラフィックスの起動とユーザーによるこのグラフィックスへのアクセスを許可するアプリケーションがあることを明確にすることです。このアプリケーションには、外観と機能（設計環境の選択、ユーザーの選択、悪いバージョンの選択）が異なるさまざまな実装があります。ユーザーの確認、XDMCPプロトコルを介したリモートアクセスの可用性）。

ディスプレイサーバー

Display Serverは一種のグラフィックス基盤であり、その主なタスクは、ビデオカード、モニター、およびさまざまな入力デバイス（キーボード、マウス、タッチパッド）を操作することです。つまり、「グラフィックス」でレンダリングされるアプリケーション（たとえば、ブラウザやテキストエディタ）は、デバイスを直接操作する方法を知る必要はなく、ドライバについて知る必要もありません。Xウィンドウがこれらすべてを処理します。

ディスプレイサーバーについて話すとき、LinuxやUnixでは、X Window Systemアプリケーション、または一般の人々ではX（X）を意味していました。

現在、多くのディストリビューションがXをWaylandに置き換えています。また読むことができます：

Xアーキテクチャの一般的な説明、
XでXを起動します。
XはWindowsOSで動作します（たとえば、PuTTYを使用してグラフィカルアプリケーションをリモートで起動する必要があります）。

まず、Xとその中のいくつかのグラフィックアプリケーションを起動しましょう。

ワークショップ「Xとその中のアプリケーションを実行する」

新しく作成したwebinaruserユーザーからすべてを実行します（rootとしてすべてを実行する方が簡単ですが、安全ではありません）。

X'amはデバイスにアクセスする必要があるため、アクセスを許可します。デバイスのリストは、ログ（/home/webinaruser/.local/share/xorg/Xorg.77.log）でX'ovを起動するときのエラーを確認することによって決定されました。

% sudo setfacl -m u:webinaruser:rw /dev/tty8 /dev/dri/card0 /dev/fb0 /dev/input/*

その後、Xを起動します。

% X -retro :77 vt8 &

オプション：* -retro-デフォルトとして黒ではなく、「灰色」のクラシックな背景で実行します。*：77-画面番号を設定しました（妥当な範囲内であればどれでも可能ですが、0はすでに実行中のグラフィックで占められている可能性が高いです）。これにより、実行中の複数のXを区別できる実際の一意の識別子になります。* vt8-Xが表示される端末（ここでは/ dev / tty8）を示します。

グラフィカルアプリケーションを起動します。

これを行うには、最初に変数を設定します。これにより、アプリケーションは、実行中のXのどれを認識して、描画する必要があるものを送信します。

% export DISPLAY=":77"

実行中のXのリストは、次のように表示できます。

ps -fwwC X

変数を設定した後、Xでアプリケーションを起動できます。の-たとえば、私は時計を開始します：

 % xclock -update 1 & 
      

        
        
        
      

    

      

        
        
        
      

    
% xcalc & 
      

        
        
        
      

    

      

        
        
        
      

    
% xeyes -g 200x150-300+50 &

このスニペットからの重要なアイデアとポイント：

X' : , , ,
X' — ( «--retro») (, 1920x1080 1024x768), .
«» , X' .
X' .
DISPLAY , ( X' ), , X'. ( X', .) X' -auth, XAUTHORITY xhost.
( X-) X' — // «-g ()x()+()+()». «» .
表明する価値のある2つの用語：Xサーバー（Xが呼び出される）とXクライアント（Xで起動されるグラフィカルアプリケーションが呼び出される）。この用語の理解には少し混乱があり、多くの人はそれを正反対に理解しています。「クライアントマシン」（リモートアクセスの用語で）から「サーバー」（リモートアクセスの用語で）に接続して、サーバーからのグラフィカルアプリケーションをモニターに表示する場合、モニターが配置されているマシンでXサーバーが起動されます（つまり、「サーバー」ではなく「クライアントマシン」上にあり、Xクライアントは「クライアントマシン」のモニターに表示されますが、「サーバー」上で起動および実行されます。

DEコンポーネント

次に、通常デスクトップを構成するコンポーネントを見てみましょう。

DEコンポーネント：スタートボタンとタスクバー

いわゆる「スタート」ボタンから始めましょう。これは多くの場合、タスクバーで使用される別個のアップルトです。また、通常、実行中のアプリケーションを切り替えるためのアップルトもあります。

さまざまなデスクトップ環境を見て、そのようなアプリケーションを一般名「Apps Manager（Launcher / Switcher）」、つまりアプリケーションを管理するためのツール（起動および起動されたアプリケーション間の切り替え）で要約し、このタイプのアプリケーションの例であるユーティリティも示します。 ..。

これは、クラシック（画面の端の1つの全長）の「開始」ボタンの形で発生します。「タスクバー」：

○xfce4-panel、

○mate-panel / gnome-panel、

○vala-panel、

○tint2。
«MacOS- » ( ), . — « ».

○ docky,

○ latte-dock,

○ cairo-dock,

○ plank.
/ , « » ( ):

○ sxhkd.
- «» ( . Launch ()):

○ dmenu-run,

○ rofi -show drun,

○ albert,

○ grun.

DE: WM (Window Manager)

ロシア語で

もっと英語でもっと

WM（ウィンドウマネージャー）-ウィンドウの管理を担当する一種のアプリケーションは、次の機能を追加します。

デスクトップ上でウィンドウを移動する（タイトルだけでなく、ウィンドウの任意の部分でAltキーを押したままにする標準のウィンドウを含む）。
たとえば、「ウィンドウフレーム」の外側にドラッグしてウィンドウのサイズを変更します。
ウィンドウインターフェイスへのアプリケーションを最小化/最大化/閉じるための「タイトル」とボタンを追加します。
どのアプリケーションに焦点が当てられているかの概念。

最も有名なものをリストします（括弧内にデフォルトで使用されるDEを示します）：

つぶやき（GNOME3）、
マルコ（メイト）、
Metacityの（GNOME2）、
マフィン（シナモン）、
kwin（KDE）、
xfwm（XFCE）、
twm。

また、「DE要素を持つ古いWM」もリストします。それら。ウィンドウマネージャに加えて、スタートボタンやタスクバーなどの要素があり、これらは本格的なDEに固有のものです。それらはどれほど「古い」ものですが、IceWMとWindowMakerの両方が2020年に更新されたバージョンをすでにリリースしている場合。「古い」ではなく「昔の人」の方が正しいことがわかります。

IceWM、
WindowMaker、
openbox、blackbox、fluxbox、fvwm、
..。

「クラシック」（「スタックウィンドウマネージャー」）に加えて、画面全体にウィンドウを並べて表示できるタイル化されたWMや、一部のアプリケーションでは、フルスクリーンで起動されたアプリケーションごとに個別のデスクトップについて言及する価値があります。これは、これまで使ったことがない人にとっては少し珍しいことですが、私自身もこのようなインターフェースを長い間使っているので、とても便利で、すぐに慣れてしまうと、「クラシック」なウィンドウマネージャーは使い物になりません。

i3、
ラトポイズン、
すごい、
DWM、
Xmonad、
qtile、
bspwm、
herbstluftwm、
..。
ツイン、
揺れる。

また、Compizプロジェクトと、ハードウェアアクセラレーションを使用して透明度、影、およびさまざまな3次元効果を表示する「CompositeWindowManager」などの概念についても個別に言及する価値があります。約10年前、Linuxデスクトップでの3D効果がブームになりました。DEの組み込みウィンドウマネージャの多くは、現在、複合機能を部分的に利用しています。Wayfireが最近登場しました-Waylandと同様のCompiz機能を備えた製品です。

さまざまなウィンドウマネージャーの詳細なリストは、比較記事にもあります。

DEコンポーネント：残り

デスクトップの次のコンポーネントにも注目する価値があります（ここでは、確立された英語の用語を使用してアプリケーションのタイプを説明します。これらはアプリケーション自体の名前ではありません）。

リンゴ：
ソフトウェア（ウィジェットツールキット）-多くの場合、ソフトウェアの「最小限のセット」が環境に付属しています。

DE（デスクトップ環境）

詳細英語

上記のコンポーネントから、いわゆる「デスクトップ設計環境」が得られます。多くの場合、そのすべてのコンポーネントは、同じグラフィックライブラリを使用し、同じ設計原則を使用して開発されています。これは、少なくとも、アプリケーションの外観の一般的なスタイルを維持します。

ここでは、次の現在存在するデスクトップ環境を強調表示できます。

GNOMEとKDEが最も一般的であると考えられており、XFCEがそれに続いています。

表形式のさまざまなパラメーターによる比較は、対応するWikipediaの記事にあります。

バラエティDE

Project_Looking_Glass

歴史からそのような興味深い例さえあります：2003年から2007年に、Sunの「ProjectLookingGlass」と呼ばれる「3Dデスクトップデザイン」がLinux用に作成されました。使いづらかったので、私自身もこのデスクトップを使った、というか「遊んだ」。この「3Dデザイン」は、3Dグラフィックカードがなかった時代にJavaで書かれました。したがって、すべての効果はプロセッサによってカウントされ、コンピュータは非常に強力である必要がありました。そうでない場合、すべてが遅く動作しました。しかし、それは美しくなりました。三次元アプリケーションダイは回転/拡張することができます。 360度のパノラマから壁紙付きのデスクトップのシリンダーを回転させることが可能でした。独自の美しいアプリケーションがいくつかありました。たとえば、「CDを変更する」という形で音楽を聴くなどです。YouTubeで見ることができます。ビデオそれらの年で、高品質のビデオをアップロードすることができなかったので、このプロジェクトについては、これらのビデオの品質だけでは最も可能性の高い、悪くなります。

Xfce

軽量デスクトップ。このプロジェクトは1996年以来長い間存在してきました。多くのディストリビューションで軽量で「クラシックな」デスクトップインターフェイスを必要とする、より重いKDEやGNOMEとは対照的に、近年では非常に人気があります。ターミナル（xfce4-terminal）、ファイルマネージャー（thunar）、イメージビューアー（ristretto）、テキストエディター（mousepad）など、多くの設定と多数のプログラムがあります。

パンテオン

「エレメンタリーOS」ディストリビューションで使用されます。ここでは、1つの別個のディストリビューション内で開発および使用され、他のディストリビューションではあまり使用されていない（「まったく使用されていない」場合）「デスクトップ」があると言えます。少なくとも彼らはまだ人気を博しておらず、彼らのアプローチの利点を聴衆の大部分に納得させています。Pantheonは、macOSのようなインターフェイスの構築を目指しています。

ドックオプション：

啓発

グラフィックス効果とウィジェットに重点を置いています（他のデスクトップ環境では、カレンダーや時計など、デスクトップにウィジェットがなかった時代から）。独自のライブラリを使用します。その「美しい」アプリケーションの大規模なセットがあります：端末（用語）、ビデオプレーヤー（レイジ）、写真の表示（Ephoto）。

Moksha

これはEnlightenment17のフォークであり、BodhiLinuxディストリビューションで使用されます。

GNOME

元々は「クラシック」デスクトップインターフェイスであり、Qtライブラリで記述されたKDEとは対照的に作成されましたが、当時は商用配布にはあまり便利ではなかったライセンスで配布されていました。

GNOME_Shell

3番目のバージョン以降、GNOMEは「非クラシックな外観」のGNOMEシェルとともに出荷され始めましたが、すべてのユーザーが好むわけではありません（インターフェイスの大幅な変更はユーザーが受け入れるのが困難です）。結果として、このデスクトップの「クラシック」スタイルの開発を継続するフォークプロジェクトの出現：MATEとCinnamon。多くの商用ディストリビューションでデフォルトで使用されます。多数の設定とアプリケーションがあります。

MATEは

GNOME2に基づいており、この設計環境を進化させ続けています。フォークをGNOME3の新しいバージョンと混同しないように、GNOME2で使用されたアプリケーションの設定とフォークが多数あります（新しい名前が使用されます）。

Cinnamon

ユーザーに「クラシック」スタイルのインターフェイスを提供するGNOMEシェルのフォーク（GNOME2の場合のように）。

多数の設定があり、GNOMEシェルと同じアプリケーションがあります。

Budgie

Solusディストリビューションの一部として進化したGNOMEの「クラシック」スタイルのフォークですが、現在は他のさまざまなディストリビューションのスタンドアロンデスクトップとしても出荷されています。

KDE_Plasma（または、よく呼ばれるように、単にKDE）

KDEプロジェクトによって開発されたデスクトップ環境。

グラフィカルインターフェイスおよびこのデスクトップ内で開発された多くのグラフィカルアプリケーションから、一般ユーザーが利用できる膨大な数の設定があります。

Trinity

2008年、KDEはKDE Plasmaの新しい実装をリリースしました（デスクトップエンジンは大幅に書き直されました）。また、GNOME / MATEと同様に、すべてのKDEファンがそれを好むわけではありません。その結果、プロジェクトのフォークが出現し、TDE（Trinity Desktop Environment）と呼ばれる以前のバージョンの開発が継続されました。

Deepin_DE

Qt（KDEが書き込まれる場所）を使用して記述された新しいデスクトップ環境の1つ。多くの設定があり、非常に美しく（これは主観的な概念ですが）、十分に開発されたインターフェイスです。DeepinLinuxディストリビューションの一部として開発されました。他のディストリビューション用のパッケージもあります

FlyQt

を使用して記述されたデスクトップ環境の例。AstraLinuxディストリビューションの一部として開発されました。

LXQt

軽量デスクトップ環境。前のいくつかの例のように、Qtを使用して記述されています。実際、これはLXDEプロジェクトの継続であり、Razor-qtプロジェクトとの合併の結果です。

ご覧のとおり、Linuxのデスクトップは非常に異なって見える可能性があり、非常に美しく、3D効果のあるものからミニマルなもの、「クラシック」から珍しいもの、システムリソースの積極的な使用から軽量、大規模なものまで、すべての人の好みに適したインターフェイスがあります。タブレット/スマートフォンへの画面。

さて、私はLinuxのグラフィックスとデスクトップの主要なコンポーネントが何であるかについてのアイデアを与えることができたことを願っています。

この記事の資料は、2020年7月にウェビナーで公開されました。ここで見ることができます。

それで全部です。お役に立てば幸いです。ご質問やご意見がございましたら、お書きください。喜んでお答えします。さて、LANITネットワーキングアカデミーに来て勉強してください！

Linuxでのグラフィックスのしくみ：さまざまなデスクトップ環境の概要