Quelltext der Seite Cairo (Grafikbibliothek)

{{Infobox Software
|Name                 = 
|Screenshot           = [[Datei:Cairo.svg|180px|Der Cairo-Banner]]
|Beschreibung         = 
|Hersteller           = Das Cairo-Team
|AktuelleVersion      = <!-- Wikidata -->
|AktuelleVersionFreigabeDatum = <!-- Wikidata -->
|AktuelleVorabVersion = 
|AktuelleVorabVersionFreigabeDatum = 
|Betriebssystem       = [[Unix]], [[Linux]], [[Windows]], [[macOS]]
|Kategorie            = [[Grafikbibliothek]]
|Programmiersprache   = [[C (Programmiersprache)|C]]
|Lizenz               = [[GNU Lesser General Public License|LGPL]]/[[Mozilla Public License|MPL]]
|Deutsch              = nein
|Website              = [https://www.cairographics.org/ www.cairographics.org]
}}

'''Cairo''' ist eine [[Freie Software|freie]] [[2D]]-[[Grafikbibliothek]]. Sie ermöglicht über eine [[Plattformunabhängigkeit|geräteunabhängige]], [[Vektorgrafik|vektorbasierte]] [[Programmierschnittstelle|API]] für Softwareentwickler die Ausgabe auf verschiedenen sogenannten [[Front-End und Back-End|Backends]]. Derzeit wird die Ausgabe auf dem [[X Window System]], unter [[Windows Application Programming Interface#Win32|Win32]], unter [[Quartz (macOS)|Quartz]], in lokale [[Puffer (Informatik)|Bildpuffer]], und in die Dateiformate [[Portable Network Graphics|PNG]], [[PostScript]], [[Portable Document Format|PDF]] und [[Scalable Vector Graphics|SVG]] als stabil bezeichnet. Back-Ends für die Ausgabe unter [[OpenGL]] (via [[Glitz (Grafikbibliothek)|Glitz]]) und [[XCB]] befinden sich in Entwicklung.

Cairo wurde so gestaltet, dass es – soweit vorhanden – bei den Ausgabe-Back-Ends die Möglichkeit der Beschleunigung durch den [[Grafikprozessor]], beispielsweise zur [[Antialiasing (Computergrafik)|Kantenglättung]], zur Verfügung stellt. Diese Möglichkeit wird jedoch z.&nbsp;B. unter Win32 momentan nicht genutzt.

Die Cairo-Entwicklung wurde ursprünglich unter dem Namen ''Xr'' beziehungsweise ''Xr/Xc'' von [[Keith Packard]] und Carl Worth für den Gebrauch mit dem X Window System begonnen. So leitet sich auch der Name von den griechischen Buchstaben [[Chi]] und [[Rho]] ab.

Konkurrenztechnologien sind [[Windows Presentation Foundation|WPF]] sowie [[GDI+]] von [[Microsoft]], [[Quartz (macOS)|Quartz]] von [[Apple]] und [[Skia]] von [[Google LLC|Google]].

== Zeichenmodell ==
[[Datei:Cairo's drawing model.svg|mini|Cairos Zeichenmodell]]
Cairo verfolgt eine ungewöhnliche Zeichentechnik, die auf einem dreigliedrigen Schichtenmodell basiert (siehe Bild „Cairos Zeichenmodell“):

Ein Zeichenvorgang findet statt, indem eine ''Mask'' (englisch für Maske) erstellt wird, welche eine oder mehrere Vektorenprimitiven bzw. -formen beinhaltet, d.&nbsp;h. Kreise, Vierecke, [[TrueType|TTF]]-Schriften, Bézierkurven usw. Anschließend muss eine ''Source'' (englisch für Quelle) definiert werden, welche z.&nbsp;B. aus einer Farbe, einem Farbverlauf, einer Bitmap- oder Vektorgrafik bestehen kann. Nun wird mit der ''Mask'' wie mit einer [[Ausstechform]] der bemalte Teil aus der ''Source'' herausgestochen. Das Ergebnis wird schließlich auf die ''Destination'' bzw. ''Surface'' übertragen, welche durch das Ausgabebackend gestellt wird.

Damit wird ein grundsätzlich anderer Ansatz verfolgt als z.&nbsp;B. bei SVG-Vektorgrafiken.

== Programmierbeispiel ==
[[Datei:Cairo example.svg|mini|180px|Das von diesem Programm generierte SVG-Bild]]
Cairo wurde in [[C (Programmiersprache)|C]] geschrieben, zudem gibt es Sprachbindungen zu vielen anderen [[Programmiersprache]]n, unter anderem [[Haskell (Programmiersprache)|Haskell]], [[Java (Programmiersprache)|Java]], [[Perl (Programmiersprache)|Perl]], [[Ruby (Programmiersprache)|Ruby]], [[Python (Programmiersprache)|Python]], [[Scheme]], [[Smalltalk (Programmiersprache)|Smalltalk]].

Auch komplexere „[[Hallo-Welt-Programm|Hallo Welt]]“-Grafiken lassen sich mit Cairo bereits mit wenigen Zeilen [[Quelltext]] zeichnen:

<syntaxhighlight line lang="c">
#include <cairo/cairo-svg.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv) {
    cairo_t *cr;
    cairo_surface_t *surface;
    cairo_pattern_t *pattern;
    cairo_text_extents_t text;
    int x,y;

    surface = 
      (cairo_surface_t *)cairo_svg_surface_create("Cairo_example.svg", 100.0, 100.0);
    cr = cairo_create(surface);

    /* Quadrate im Hintergrund zeichnen */
    for (x=0; x<10; x++)
       for (y=0; y<10; y++)
           cairo_rectangle(cr, x*10.0, y*10.0, 5, 5);

    pattern = cairo_pattern_create_radial(50, 50, 5, 50, 50, 50);
    cairo_pattern_add_color_stop_rgb(pattern, 0, 0.75, 0.15, 0.99);
    cairo_pattern_add_color_stop_rgb(pattern, 0.9, 1, 1, 1);

    cairo_set_source(cr, pattern);
    cairo_fill(cr);

    /* Schrift im Vordergrund */
    cairo_set_font_size (cr, 15);
    cairo_select_font_face (cr, "Georgia",
        CAIRO_FONT_SLANT_NORMAL, CAIRO_FONT_WEIGHT_BOLD);
    cairo_set_source_rgb (cr, 0, 0, 0);

    cairo_move_to(cr, 10, 25);
    cairo_show_text(cr, "Hallo");

    cairo_move_to(cr, 10, 75);
    cairo_show_text(cr, "Wikipedia!");

    cairo_destroy (cr);
    cairo_surface_destroy (surface);
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

Zunächst werden in Zeile 11 bis 13 in Verbindung mit den Deklarationen in Zeilen fünf und sechs eine SVG-''Surface'' sowie ein Cairo-Objekt erstellt. Anschließend kann mit diesem gezeichnet werden, in dem jeweils Formen gezeichnet werden und eine Quelle (''cairo_set_source_...'') festgelegt wird. In Zeile 16f wird auf diese Weise ein 10×10-Feld von regelmäßigen Quadraten generiert, welches anschließend mit einem radialen Farbverlauf gezeichnet wird. Ab Zeile 28 wird eine einfache Möglichkeit dargestellt, um mit Cairo Texte zu zeichnen.

== Verwendung ==
In der Open-Source-Community findet Cairo dank seiner Fähigkeit, [[Plattformunabhängigkeit|plattformunabhängige]] qualitativ hochwertige 2D-Zeichnungen zu erstellen, weite Verbreitung. Unter anderem verwenden diverse [[GUI-Toolkit]]s (z.&nbsp;B. [[GTK (Programmbibliothek)|GTK]]), [[HTML-Rendering|Browserengines]] und [[Grafiksoftware|Grafikprogramme]] Cairo.

=== Verwendung in GUI-Toolkits ===
[[Datei:Cairo-clock-smooth-1.ogv|mini|Beispiel: Das Zeichnen einer transparenten Uhr mit Cairo realisiert]]
Cairo wird ab Version 2.8.0 von [[GTK (Programmbibliothek)|GTK]] unterstützt. Damit ist es möglich, von GTK-[[Widget]]s einen Cairokontext (''cairo_t'', siehe Zeile fünf im Beispiel) zu erlangen und dann mit Cairofunktionen in diesen zu zeichnen.<ref>library.gnome.org: {{Webarchiv |url=http://library.gnome.org/devel/gdk/unstable/gdk-Cairo-Interaction.html |text=''Cairo Interaction – Functions to support using Cairo'' |wayback=20080415035449 }}. In: ''[[GIMP Drawing Kit|GDK]] Reference Manual''</ref> Mit den gleichen Methoden zeichnet GTK intern ab dieser Version die meisten seiner Widgets mit Cairo<ref>Einen Ansatz dazu entwickelte Julien Boulnois mit seiner {{Webarchiv |url=http://webcvs.cairographics.org/cairo-gtk-engine/ |text=''cairo-gtk-engine'' |wayback=20080724075025 }}</ref> und kann damit von hardwarebeschleunigtem Rendering profitieren.

Die Entwickler der [[C++]]-Anbindung von GTK, [[gtkmm]], stuften das Zeichnen mit dem [[GIMP Drawing Kit|GDK]] schon 2012 als veraltet (''[[deprecated]]'') ein, weil die Zeichenfunktionen von GDK kompliziert zu bedienen und vergleichsweise leistungsschwach sind. Stattdessen wird die ausnahmslose Benutzung von Cairo empfohlen.<ref>{{Internetquelle |autor=Anatoly Spektor |url=https://myprogrammingblog.wordpress.com/2012/06/07/swt-migration-to-gtk-3-x-use-cairo-instead-gdk-first-patch-tracker-widget/ |titel=SWT migration to GTK+ 3.x: Use Cairo Instead GDK : First Patch – Tracker Widget |werk=My Programming Blog |datum=2012-07-07 |sprache=en |abruf=2024-02-14}}</ref>

Auch das [[Fast Light Toolkit|FLTK]] kann Cairo zum Zeichnen der kompletten Oberfläche nutzen.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.fltk.org/articles.php?L622 |titel=Article #622: New Poll: FLTK2 and Cairo |werk=ftlk.org |datum=2006-06-27 |sprache=en |abruf=2024-02-14}}</ref> Dank seiner Plattformunabhängigkeit wird Cairo in [[wxWidgets]] verwendet.<ref>[http://code.google.com/p/wxcairo/ ''wxcairo - Combining Cairo with WxWidgets''.] Google Project Hosting</ref> Das [[Mono-Projekt]] verwendet ebenfalls seit den ersten Versionen Cairo, um die [[GDI+]]-Oberfläche zu zeichnen.<ref>{{Heise online |ID=506478 |Titel=Keine Monokultur |Autor=[[Holger Schwichtenberg]], Christian Weyer |Datum=2005-02-10 |Abruf=2025-07-29}}</ref> Das [[Standard Widget Toolkit]] verwendet Cairo ab Version 3.1 auf Linux für seine Zeichen-API.

=== Verwendung in Browserengines ===
In [[Gecko (Software)|Gecko]]-basierten [[Webbrowser]]n wird Cairo ab der Gecko-Version 1.8 (unter anderem beispielsweise verwendet ab [[Mozilla Firefox|Firefox]] 1.5) zur Darstellung von [[Scalable Vector Graphics|SVG]]-Dateien verwendet<ref>{{Internetquelle |url=https://www-archive.mozilla.org/projects/svg/ |titel=Mozilla SVG Project |werk=mozilla.org |datum=2006-02-01 |sprache=en |abruf=2024-02-14}}</ref> und ab Gecko-Version 1.9 (Firefox 3) zusätzlich auch zur Darstellung der gesamten grafischen Benutzeroberfläche ([[XML User Interface Language|XUL]]), einschließlich von Webseiten.<ref>{{Internetquelle |url=https://m.newsmth.net/article/Browsers/single/23727 |titel=Cairo is being switched on for Windows nightly builds |werk=m.newsmth.net |datum=2006-02-22 |sprache=en |archiv-url=https://web.archive.org/web/20240214191824/https://m.newsmth.net/article/Browsers/single/23727 |archiv-datum=2024-02-14 |abruf=2024-02-14}}</ref>

Auch [[WebKit]] verwendet Cairo zum Rendern aller grafischen Elemente in seinem [[GTK (Programmbibliothek)|GTK]]-[[Portierung (Software)|Port]]. SVG- und <span style="font-family:monospace;">&lt;canvas&gt;</span>-Elemente werden dabei ebenfalls mittels Cairo gerendert.

=== Verwendung in Grafiksoftware ===

Seit Version 0.46 verwendet das [[Grafiksoftware#Vektorgrafikprogramme|Vektorgrafikprogramm]] [[Inkscape]] Cairo für den ''Umriss-Anzeigemodus'' sowie für das Schreiben von [[Portable Document Format|PDF]]- und [[PostScript]]-Dokumenten.<ref>[https://wiki.inkscape.org/wiki/index.php/ReleaseNotes046 Release Notes for Version 0.46] aus der Inkscape-Wiki (englisch)</ref>

Auch die PDF-Rendering-Engine [[Poppler]] verwendet Cairo zum Rendern von PDF-Dokumenten. Als Abspaltung von [[Xpdf]] findet Poppler in vielen verbreiteten PDF-Betrachtern wie [[Evince]] und [[Okular (Software)|Okular]] Verwendung.

Cairo kann in dem Office-Paket [[OpenOffice.org]] ab Version 2 für hardwarebeschleunigte Präsentationseffekte benutzt werden.

Selbst Programme wie [[Librsvg|rsvg]] verwenden Cairo zum Rendern. Auf diese Weise entstehen [[Bitmapgrafik]]en aus SVG-Dateien, eine Technik, von der beispielsweise auch die [[Wikipedia]] Gebrauch macht.

== Anbindung an andere Programmiersprachen ==
Dank seiner Implementierung in der [[Programmiersprache C]] sind Anbindungen an andere Programmiersprachen (''language bindings'') einfach umzusetzen. Es existieren Bindungen für [[C++]] ([[cairomm]], analog zu [[gtkmm]]), [[Java (Programmiersprache)|Java]], [[Haskell (Programmiersprache)|Haskell]], [[Mono (Software)|Mono]]/[[.Net-Framework]], [[Perl (Programmiersprache)|Perl]], [[PHP]], [[Python (Programmiersprache)|Python]], [[Ruby (Programmiersprache)|Ruby]], [[Rust (Programmiersprache)|Rust]],<ref>[https://github.com/gtk-rs/cairo github.com]</ref> [[Caml|Objective Caml]], [[Scheme]], [[Lua]], [[Vala (Programmiersprache)|Vala]] und viele andere Programmiersprachen.<ref>Projekthomepage: [https://cairographics.org/bindings/ Language bindings]</ref>

== Siehe auch ==
* [[Pango]]

== Weblinks ==
{{Commonscat|Videos about Cairo graphics library|Cairo-Effekte mit GTK und Hardwarebeschleunigung}}
* [https://www.cairographics.org/ Webpräsenz von Cairo]
* [http://arstechnica.com/articles/columns/linux/linux-20050822.ars ''Cairo everywhere''] – Artikel in [[Ars Technica]] (englisch)
* [http://gnomejournal.org/article/34/writing-a-widget-using-cairo-and-gtk28 ''Writing a widget using Cairo and Gtk+ 2.8''] – eine Einführung in die Interaktion zwischen Cairo und Gtk+ (englisch)
* [http://phoronix.com/scan.php?page=news_item&px=Cairo-Tests-Failing ''The Widely-Used Cairo Library Has Problems Passing Its Own Tests''], 3. Juli 2016

== Einzelnachweise ==
<references responsive />

[[Kategorie:Freedesktop.org]]
[[Kategorie:Grafikbibliothek]]
[[Kategorie:C-Bibliothek]]
[[Kategorie:Wikipedia:Artikel mit Video]]