cairo 的目標是以跨平台的方式在打印機和屏幕上產生相同的輸出，它正在成為 Linux® 圖形領域的重要軟件。GNOME、GTK+、Pango 等許多軟件已經使用了它提供的 2D 功能。
1．cairo 的優點和用途
cairo 是一個免費的矢量繪圖軟件庫，它可以繪製多種輸出格式。cairo 支持許多平台，包括 Linux、BSD、Microsoft® Windows® 和 OSX（BeOS 和 OS2 後端也正在開發）。Linux 繪圖可以通過 X Window 系統、Quartz、圖像緩衝格式或 OpenGL 上下文來實現。另外，cairo 還支持生成 PostScript 或 PDF 輸出，從而產生高質量的打印結果。在理想情況下，cairo 的用戶可以在打印機和屏幕上獲得非常接近的輸出效果。
本文將向您介紹 cairo，以及它對應用程序的意義。本文的示例將產生一個 pdf、ps、png、svg 和 gtk 窗口，顯示的圖形是 IBM 徽標。
cairo 的一項主要設計目標是提供儘可能接近的輸出。這種一致的輸出使 cairo 非常適合 GUI 工具集編程和跨平台應用程序開發。使用同一個繪圖庫打印高分辨率的屏幕和繪製屏幕內容，這種功能具有顯著的優點。
另外，在支持的每種目標平台上，cairo 嘗試智能化地使用底層硬件和軟件支持。高質量矢量圖形和高性能的結合使 cairo 成為優秀的 UNIX® 繪圖系統。
cairo 是用 C 編寫的，但是為大多數常用的語言提供了綁定。選用 C 語言有助於創建新的綁定，同時在進行 C 語言調用時可以提供高性能。應該特別注意 Python 綁定，它支持快速原型開發，而且降低了學習 cairo 繪圖 API 的門檻。
計算機繪圖系統和體系結構很早就出現了，cairo 的設計借鑑了 PostScript 和 PDF 模型的許多經驗。cairo 之所以借鑑 PostScript 和 Portable Document Format（PDF）方法是因為，它們都使用數學語句定義圖像。由於用幾何方法表示圖像，所以可以在任何時候在一定範圍內計算幾何描述，從而重新創建整 個圖像（或一部分圖像）。圖形的幾何性質被表示為點、曲線和直線（這些元素構成了矢量）。
因為可以通過重新計算數學描述來重新繪製圖像或其組成部分，所以在對圖像進行放大、縮小或變換時不會出現分辨率損失。但是，矢量繪圖也有一些限 制。例如，如果對矢量圖像進行極高比例的縮放，超出了大多數人實際需要的範圍，就可能導致失真。在放大時，由於計算中要對誤差進行舍入，所以某些直線可能 看起來不正確。在縮小時，某些直線可能會無法看到或難以分辨。
cairo 採用矢量繪圖還有一個優點：矢量圖像往往比較小。這是因為用相當簡單的數學表達式就可以表達大量信息。矢量繪圖的優點是繪圖過程相當簡單。由繪圖庫負責將點、線以及相關表達式轉換為用戶可以看到的東西。
描述曲線的表達式稱為 Bezier 曲線或路徑，這個名稱源自數學家 Pierre Bezier。Bezier 曲線由至少兩個錨點（anchor point）組成，在錨點之間還有一個或多個點，這些點稱為控制點（handle）。移動控制點就可以改變曲線的形狀。如果您用過 Photoshop 或 GIMP 這樣的工具，那麼可能熟悉這種曲線。但是，在使用那些工具時，最終保存的圖形格式可能是位圖！文件的格式決定是否保留 Bezier 路徑信息，還是在給定的範圍內計算它並以位圖格式保存計算結果。
到編寫本文時，可用的 cairo 綁定包括 C++、Ruby、Perl、Java™ 語言和 .Net/mono 等等。這些綁定處於不同的開發狀態，成熟度各不相同；可以通過 cairo 項目主頁瞭解它們的最新情況（見 參考資料 中的鏈接）。目前，Python 和 C++ 綁定似乎在開放源碼社區中得到了廣泛採用。
正如前面提到的，一些圖形工具集也為 cairo 提供了綁定，這使 cairo 開發更加簡便了。2.8 之後的 Gtk+ 版本包含對 cairo 的完整支持，而且以後的 GTK 版本一直選用 cairo 作為基本繪圖系統。另外，GNUstep 和 FLTK 等工具集已經開始支持用 cairo 來滿足圖形呈現需求。
如果您打算進行任何跨平台開發，而且需要對繪圖操作和組合進行低層控制，那麼選用 cairo 作為繪圖 API 是非常合適的。如果需要跨平台功能，但是不需要低層繪圖控制，那麼可以使用在 cairo 之上構建的一些繪圖庫。
2．矢量繪圖與位圖繪圖
cairo 是一個矢量繪圖（vector drawing）庫，因此繪圖需要對圖形進行幾何描述，而不是描述位圖中填充的像素。在採用位圖繪圖（bitmap drawing）時，按照預先決定的佈局用預先決定的顏色填充一系列像素，而且圖形的質量與位圖的大小成正比。
在放大或修改位圖圖像時，位圖繪圖方法的效果就會變差。圖像常常會變得模糊，就像是近距離觀看背投電視或其他大屏幕電視時的效果。在某一距離 上，圖像可能看起來很清楚，但是靠近之後就會看到許多離散的點。因為數據無法定義預先定義的像素之間應該是什麼，所以放大時會很明顯地損失清晰度。
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