在Docker中默认情况下是没有图形化界面的，因为Docker主要是为无头（headless）环境设计的。如果想在Docker容器中运行图形化程序，并且希望这些程序的窗口显示在宿主机上，可以通过以下几种方式实现。

一、 使用X11转发（适用于Linux系统）

Linux系统中通常使用X11作为显示服务器，可以通过X11转发来将容器内的图形化程序窗口显示到宿主机上

  • 1.允许宿主机的X11连接：
    • 在宿主机上执行以下命令，允许X11接受来自Docker容器的连接
1
xhost +
  • 注意：xhost + 会允许任何客户端访问宿主机的X服务器，可能存在安全风险。为了更安全的操作，可以指定特定的主机，例如：
1
xhost +local:docker
  • 2.运行Docker容器并设置DISPLAY变量：
    • 在运行容器时，需要将宿主机的X11 socket目录映射到容器内，并设置DISPLAY变量，指定宿主机的X显示服务
1
docker run -it --rm \   -e DISPLAY=$DISPLAY \   -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix \   my_ros_image
  • 参数说明：
    • -e DISPLAY=$DISPLAY：将宿主机的DISPLAY环境变量传递给Docker容器，使容器内程序知道应该将窗口显示在哪个屏幕上。
    • -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix：将宿主机的X11 socket目录映射到容器内，以便容器能够与宿主机的X服务器通信。
  • 3. 启动图形化程序：
    • 进入容器后，启动图形化程序（如rviz、gazebo等），它的窗口将显示在宿主机的桌面上。

注意事项：

  • 容器和宿主机的X服务器之间需要权限匹配，否则可能出现“拒绝连接”的错误。
  • xhost +允许所有客户端访问X服务器，可能有安全隐患。如果在多用户系统中使用，建议启用xhost +local:这种更安全的方式。

二、使用VNC（适用于所有平台）

如果你使用的是Windows、macOS或你不想依赖X11转发，可以通过VNC（虚拟网络计算）在容器中运行图形化界面，并通过VNC客户端在宿主机上访问图形化界面。

  • 1.在Docker镜像中安装VNC服务：
    • 首先需要在Docker镜像中安装VNC服务器和一个桌面环境，例如XFCE4。可以在Dockerfile中进行如下配置：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
FROM ubuntu:18.04
RUN apt-get update && apt-get install -y \
  xfce4 \
  xfce4-goodies \
  tightvncserver \
  && apt-get clean

# 配置VNC启动脚本
RUN mkdir ~/.vnc && \
    echo "xfce4-session &" > ~/.vnc/xstartup && \
    chmod +x ~/.vnc/xstartup

CMD ["vncserver", ":1", "-geometry", "1280x1024", "-depth", "24"]

  • 2.启动Docker容器：
    • 构建镜像并运行容器：
1
2
docker build -t my_vnc_ros_image .
docker run -p 5901:5901 my_vnc_ros_image
  • 这样会将容器中的VNC服务映射到宿主机的5901端口。
  • 3.在宿主机上使用VNC客户端连接：
    • 使用VNC客户端（如RealVNC或TigerVNC），连接到宿主机的localhost:5901，你就可以看到容器内的图形化界面。

优点：

  • 这种方式跨平台（Windows、macOS、Linux）都可用，不依赖宿主机的显示系统（如X11）。
  • VNC可以提供一个完整的虚拟桌面环境。

三、使用Xpra（无缝模式，适用于Linux和macOS）

Xpra是一种“无缝”远程桌面工具，它允许将容器内的图形化应用显示为宿主机上的独立窗口，而不需要整个桌面环境。相比VNC，Xpra更轻量，且在Linux和macOS上使用较为方便。

  • 1.在Docker镜像中安装Xpra：
    • 在Dockerfile中添加安装Xpra的指令：
1
RUN apt-get update && apt-get install -y xpra
  • 2.启动Xpra服务器：
    • 运行容器时，启动Xpra服务器并映射端口：
1
2
3
4
5
docker run -it --rm \
  -e DISPLAY=:14 \
  -p 14500:14500 \
  my_xpra_ros_image xpra start :14 --bind-tcp=0.0.0.0:14500 --no-daemon

  • 3.在宿主机上安装Xpra客户端：
    • 安装Xpra客户端后，运行以下命令连接到容器：
1
xpra attach tcp:localhost:14500
  • 此时可以在宿主机上以窗口形式看到容器中的图形化程序。

优点：

  • Xpra是无缝的，不像VNC那样需要虚拟桌面，它可以在宿主机上显示为独立的窗口。
  • 支持Linux和macOS，适合图形化应用的开发和调试。

四、使用X11转发到Windows（适用于Windows系统）

如果你使用的是Windows，可以安装X11服务器（如Xming或VcXsrv）来接收Docker容器的图形化输出。

  • 1.安装Xming或VcXsrv：
    • 下载并安装Xming或VcXsrv，确保其在运行并且监听X11连接。
  • 2.配置环境变量：
    • 在Windows的CMD或PowerShell中，找到Xming/VcXsrv的IP地址，通常是localhost或者172.17.0.1。
    • 将环境变量DISPLAY设置为该IP地址加上:0（例如DISPLAY=172.17.0.1:0）。
  • 3.运行Docker容器并设置DISPLAY：
    • 使用类似于Linux的X11转发方法，将DISPLAY和X11 socket传递给容器：```
1
2
3
4
docker run -it --rm \
  -e DISPLAY=172.17.0.1:0 \
  -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix \
  my_ros_image
  • 4.运行图形化程序：
    • 图形化程序的窗口应该会显示在Windows的桌面上。

总结

  • X11转发：适合Linux和macOS系统，依赖宿主机的X11服务器。
  • VNC：跨平台，适合需要完整桌面环境的场景。
  • Xpra：轻量且无缝显示，适合Linux和macOS，独立窗口显示。
  • Windows X11转发：需要Xming或VcXsrv等工具。