GUI 框架
点亮屏幕只是第一步，要绘制界面还需要一个图形库。图形库与屏幕类型基本解耦：只要向它提供“把一块像素数据写到屏幕”的驱动函数，便可在任何屏幕上工作。本章介绍 ESP32 生态中常用的图形库及其选型思路。
1. 图形库的分层
各图形库的结构基本一致，自上而下分为三层：
- 控件 / 应用层：按钮、标签、图表等现成控件，以及布局、动画、事件系统。只有完整的 GUI 框架（如 LVGL）具备这一层。
- 绘图引擎：点、线、矩形、文字、位图的绘制，管理内存中的绘图缓冲区。所有图形库的核心。
- 驱动接口（HAL）：图形库不直接操作硬件，而是调用注册（或库内置）的刷屏函数、输入函数与硬件交互。
前面各章已展示了这一分层的两种形态：
- Arduino_GFX、u8g2 这类绘图库自带常见驱动 IC 的驱动，选择对应构造器即可使用，绘图 API 直接可用；
- LVGL 这类GUI 框架不含硬件驱动，需要把“刷屏函数”（通常由 Arduino_GFX 等绘图库或 esp_lcd 提供）和“触摸读取函数”（见 触摸控制章节）注册给它，架构详见 Arduino 教程第 12 节。
2. 常用图形库对比
| 库 | 定位 | 目标屏幕 | 控件体系 | 触摸支持 | 内存开销 |
|---|---|---|---|---|---|
| LVGL | 完整 GUI 框架 | 彩屏为主，单色可配 | 丰富（按钮/列表/图表/动画） | 有 | 高（需帧缓冲 + 框架开销） |
| u8g2 | 单色绘图库 | OLED / RLCD / 单色 LCD | 无 | 无 | 低（1bpp 缓冲） |
| Arduino_GFX | 彩屏绘图库 | SPI/QSPI/I80/RGB 彩屏 | 无 | 无 | 低（可无帧缓冲直写） |
| LovyanGFX | 彩屏绘图库 | SPI/I80/RGB 彩屏 | 无 | 集成常见触摸 IC | 低～中 |
| TFT_eSPI | 彩屏绘图库 | SPI 彩屏 | 无 | 部分 | 低～中 |
| GxEPD2 | 墨水屏驱动库 | E-Paper | 无 | 无 | 低（1bpp 缓冲） |
几点补充：
- 绘图库之间 API 高度相似：Arduino_GFX、LovyanGFX、TFT_eSPI 的 API 风格相近（
fillScreen、drawRect、setCursor等），掌握其中一种即可类推其他库的用法。本教程彩屏示例统一使用 Arduino_GFX，因为它支持的总线和驱动 IC 最全，微雪多数带屏开发板的示例包也基于它。 - LVGL 不能独立工作，它总是构建于某个绘图库或 esp_lcd 之上。使用 LVGL 实际是绘图库负责刷屏、LVGL 负责界面的组合。
- LVGL v8 与 v9 的 API 有不兼容变更，使用所用开发板示例包提供的版本即可，勿混用。
3. 如何选择
可按屏幕类型和需求依以下路径选择：
- 单色屏（OLED / RLCD / 黑白墨水屏显示简单内容）→ u8g2。1bpp 缓冲与屏幕原生格式一致，字体丰富，内存占用最小。示例见 OLED 章节 和 RLCD 章节。
- 墨水屏 → 微雪官方驱动库或 GxEPD2。墨水屏的全刷/局刷控制需要专门的库支持，见 E-Paper 章节。原则上也能把 LVGL 移植到墨水屏上，但秒级刷新与 GUI 框架的交互假设不匹配，一般不推荐。
- 彩屏、只做数据展示（仪表读数、状态页，无复杂交互）→ Arduino_GFX 直接绘制。无需引入框架，代码量小，见 LCD 章节 的示例。
- 彩屏、需要交互界面（按钮、列表、动画、触摸）→ LVGL。控件和事件系统能避免大量手写代码，配合 SquareLine Studio 等工具还可以可视化设计界面。注意 LVGL 需要整帧或部分帧缓冲，高分辨率屏幕要确认 PSRAM（见 AMOLED 章节 的内存估算）。
若仍无法确定，可先从 Arduino_GFX（彩屏）或 u8g2（单色屏）入手：二者上手简单，后续需要复杂界面时再引入 LVGL，已有的驱动代码仍可复用。
4. 延伸阅读
- Arduino 教程第 12 节：LVGL 图形界面开发：LVGL 的架构、移植与完整开发流程。
- OLED 章节：u8g2 的构造器、缓冲模式与实战。
- 各微雪带屏开发板的产品页：对应屏幕的官方示例包中通常同时提供绘图库和 LVGL 两类例程，是最贴合硬件的起点。