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Análisis Comparativo: Librerías GUI Immediate-Mode

Investigación realizada: 2025-12-09 Propósito: Identificar mejores referencias para implementar zcatgui

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Resumen Ejecutivo

Se analizaron las principales librerías GUI immediate-mode para identificar patrones, arquitecturas y código reutilizable para zcatgui.

Ranking de Relevancia para zcatgui

#	Librería	Relevancia	Por qué
1	microui	⭐⭐⭐⭐⭐	1,100 LOC, C puro, software rendering natural
2	DVUI	⭐⭐⭐⭐⭐	Único ejemplo Zig nativo
3	Dear ImGui	⭐⭐⭐⭐	Referencia API, muy maduro
4	Nuklear	⭐⭐⭐⭐	C puro, vertex buffer approach
5	egui	⭐⭐⭐	API ergonómica (Rust)
6	raygui	⭐⭐⭐	Ya tiene bindings Zig

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1. microui (C) ⭐⭐⭐⭐⭐

Información General

Campo	Valor
Repositorio	https://github.com/rxi/microui
Lenguaje	ANSI C
LOC	~1,100 (microui.h + microui.c)
Licencia	MIT

Por qué es la Mejor Referencia

1. Tamaño perfecto: 1,100 LOC se puede estudiar completo en una tarde
2. C puro: Trivial de entender para quien escribe Zig
3. Software rendering natural: Output son comandos primitivos (rect, text)
4. Zero dependencies: ANSI C puro
5. Diseño brillante: Máximo valor en mínimo espacio

Arquitectura

Input → mu_Context → Widgets → Command List → Render

Command List Approach:

// Output son comandos simples
enum { MU_COMMAND_RECT, MU_COMMAND_TEXT, MU_COMMAND_CLIP, ... };

// Fácil de renderizar con software
while (mu_next_command(ctx, &cmd)) {
    switch (cmd->type) {
        case MU_COMMAND_RECT: draw_rect(...);
        case MU_COMMAND_TEXT: draw_text(...);
    }
}

Widgets Incluidos (8)

• Window, Panel
• Button, Checkbox, Slider
• Textbox, Label
• (containers básicos)

Código Ejemplo

mu_begin_window(ctx, "My Window", mu_rect(10, 10, 300, 200));
    mu_layout_row(ctx, 2, (int[]){100, -1}, 0);
    mu_label(ctx, "Name:");
    if (mu_textbox(ctx, name_buf, sizeof(name_buf)) & MU_RES_SUBMIT) {
        submit_name();
    }
    if (mu_button(ctx, "Submit")) {
        handle_submit();
    }
mu_end_window(ctx);

Lecciones para zcatgui

1. Command list es suficiente - No necesitamos vertex buffers
2. ~1000 LOC para MVP - Es alcanzable
3. State pool - Técnica para tracking de IDs
4. Layout simple - mu_layout_row() es todo lo que necesitas inicialmente

Recursos

• microui GitHub
• microui v2 Implementation Overview

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2. DVUI (Zig) ⭐⭐⭐⭐⭐

Información General

Campo	Valor
Repositorio	https://github.com/david-vanderson/dvui
Lenguaje	Zig
LOC	~15,000 (estimado)
Estado Zig	0.13-0.15

Por qué es Crítico

Es la ÚNICA GUI immediate-mode nativa en Zig.

1. Idiomático Zig: Patterns que podemos copiar directamente
2. Moderno: Low framerate support (no redibuja innecesariamente)
3. Backend abstraction: VTable pattern para SDL3, Raylib, Web, DirectX11
4. Activo: Mantenido activamente (2022-presente)

Arquitectura

Event → Widget Processing → Layout → Render

Características especiales:

• Procesa TODOS los eventos (no solo último)
• Funciona a bajo framerate
• Floating windows con Z-order correcto

Widgets Incluidos (~30)

• Button, Checkbox, Radio
• TextInput, TextArea
• Slider, ScrollArea
• Menu, Dropdown
• TreeView, Table
• Modal, Popup
• y más...

Código Ejemplo (Zig)

pub fn gui(dvui: *Dvui) !void {
    if (dvui.button("Click me!")) {
        count += 1;
    }

    dvui.text("Count: {}", .{count});

    if (dvui.beginWindow("Settings")) {
        defer dvui.endWindow();

        _ = dvui.checkbox("Enable feature", &enabled);
        _ = dvui.slider("Volume", &volume, 0, 100);
    }
}

Lecciones para zcatgui

1. Backend VTable: Abstracción limpia para múltiples backends
2. Event processing: Cómo manejar eventos en Zig
3. Widget patterns: Cómo estructurar widgets en Zig
4. Memory management: Allocators idiomáticos

Recursos

• DVUI GitHub
• DVUI Zig NEWS Article

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3. Dear ImGui (C++) ⭐⭐⭐⭐

Información General

Campo	Valor
Repositorio	https://github.com/ocornut/imgui
Lenguaje	C++
LOC	~60,000
Licencia	MIT

Por qué es Importante

El estándar de facto para GUIs immediate-mode.

1. Battle-tested: Usado en millones de aplicaciones
2. API excelente: Muy ergonómica y bien diseñada
3. Documentación: FAQ, wiki, ejemplos abundantes
4. Software renderer existe: imgui_software_renderer

Arquitectura

Input → ImGuiContext → Widgets → Vertex Buffers → GPU/Software Raster

Separación de concerns:

• Core: imgui.cpp, imgui_widgets.cpp, imgui_tables.cpp, imgui_draw.cpp
• Backends: Plataforma (GLFW, SDL2/3, Win32) separados
• Renderers: OpenGL, DirectX, Vulkan, Metal, WebGPU

Widgets Incluidos (50+)

• Window, Child, Popup, Modal
• Button, Checkbox, Radio, Slider, Drag
• Input (text, int, float, multiline)
• Combo, ListBox, Selectable
• TreeNode, CollapsingHeader
• Table (muy avanzada)
• Menu, MenuBar
• TabBar, Tabs
• ColorPicker, ColorEdit
• Plot, Histogram
• y muchos más...

Lecciones para zcatgui

1. ID system: Hash de string/pointer para tracking
2. State caching: ImGuiStorage para estado persistente
3. Table API: Referencia para nuestra tabla
4. Backend separation: Muy limpia

Bindings Zig Existentes

• cimgui.zig
• dinau/imguinz - ImGui 1.91.8
• SpexGuy/Zig-ImGui

Recursos

• Dear ImGui GitHub
• Dear ImGui FAQ
• imgui_software_renderer

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4. Nuklear (C) ⭐⭐⭐⭐

Información General

Campo	Valor
Repositorio	https://github.com/Immediate-Mode-UI/Nuklear
Lenguaje	ANSI C
LOC	~30,000 (single header)
Licencia	Public Domain

Características

1. Single header: nuklear.h contiene todo
2. Renderer-agnostic: Command iteration o vertex buffers
3. Zero dependencies: ANSI C puro
4. Memoria fija: Diseñado para embedded

Arquitectura

Dos modos de rendering:

1. Command iteration (similar a microui):

nk_foreach(cmd, &ctx->draw_list) {
    switch (cmd->type) {
        case NK_COMMAND_RECT: ...
        case NK_COMMAND_TEXT: ...
    }
}

2. Vertex buffer (similar a ImGui):

nk_convert(&ctx, &cmds, &verts, &idx, &config);
// Renderizar con GPU

Widgets Incluidos (~20)

• Window, Panel, Group
• Button, Checkbox, Radio, Slider
• Edit (text), Property
• Chart, Color picker
• Combo, Contextual, Menu, Tree

Lecciones para zcatgui

1. Styling extenso: Sistema de propiedades muy configurable
2. Memory model: Fixed memory para embedded
3. Dual rendering: Command list Y vertex buffer

Recursos

• Nuklear GitHub

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5. egui (Rust) ⭐⭐⭐

Información General

Campo	Valor
Repositorio	https://github.com/emilk/egui
Lenguaje	Rust
LOC	~35,000
Licencia	MIT / Apache 2.0

Características

1. API ergonómica: Closures, builder pattern idiomático
2. Web + Native: Diseñado para ambos desde el inicio
3. epaint: Tessellator separado (shapes → meshes)

Arquitectura

egui (core) → epaint (tessellation) → eframe (backend glue)

epaint es interesante: Convierte shapes vectoriales en triangle meshes.

Lecciones para zcatgui

1. Response pattern: Widgets retornan Response con interacciones
2. Context memory: Retiene mínimo estado entre frames
3. Tessellator separado: epaint podría portarse

Nota sobre Software Rendering

No tiene software renderer oficial - hay un issue abierto (#1129). El autor (emilk) escribió uno para ImGui, podría adaptarse.

Recursos

• egui GitHub
• egui.rs

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6. raygui (C) ⭐⭐⭐

Información General

Campo	Valor
Repositorio	https://github.com/raysan5/raygui
Lenguaje	C
LOC	~8,000
Dependencia	raylib

Características

1. Integrado con raylib: Dibuja directamente
2. Tools-focused: Diseñado para editores
3. Ya tiene bindings Zig: via raylib-zig

Por qué Menos Relevante

• Acoplado a raylib
• Menos features que ImGui/Nuklear
• No standalone

Recursos

• raygui GitHub
• raylib-zig

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Comparativa Técnica

Librería	LOC	Lenguaje	Software Renderer	Complejidad	Porting a Zig
microui	1,100	C	✅ Natural	Muy Baja	Trivial
DVUI	15,000	Zig	Via backend	Media	✅ Nativo
Dear ImGui	60,000	C++	✅ (external)	Alta	Medio
Nuklear	30,000	C	⚠️ Custom	Media	Fácil
egui	35,000	Rust	❌ Planeado	Media	Medio
raygui	8,000	C	Via raylib	Baja	Ya existe

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Arquitectura de Rendering: Comparativa

Command List Approach (microui, nuestro approach)

Input → UI Logic → Commands (DrawRect, DrawText) → Direct Render

Pros: Simplicísimo, ideal software rendering Contras: No batching, menos eficiente con muchos elementos

Vertex Buffer Approach (ImGui, Nuklear, egui)

Input → UI Logic → Shapes → Tessellate → Vertex Buffers → GPU/Software Raster

Pros: Eficiente, batching, flexible Contras: Necesita tessellator, más complejo

Decisión para zcatgui

Command List (microui style):

1. Más simple de implementar
2. Suficiente para nuestros casos de uso
3. Software rendering natural
4. ~1000 LOC para renderer

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Software Rendering: Análisis

¿Qué necesita un software renderer?

1. Framebuffer: Array 2D de pixels (u32 RGBA)
2. Primitive rasterizer:
   • drawRect(x, y, w, h, color)
   • drawLine(x1, y1, x2, y2, color)
   • Opcional: drawTriangle() para anti-aliasing
3. Text rasterizer:
   • Font atlas (bitmap)
   • drawText(x, y, string, font, color)
4. Clipping: Restringir dibujo a región
5. Output: Blit framebuffer a ventana (SDL_UpdateTexture)

Librerías con Mejor Soporte Software

1. microui: IDEAL - output son rects/text directos
2. imgui_software_renderer: Rasteriza triangles de ImGui en CPU
3. SDL software renderer: Backend para ImGui/Nuklear

Estimación para zcatgui

• Rasterizer básico: ~500 LOC
• Font handling: ~300 LOC
• Clipping: ~100 LOC
• Total: ~1000 LOC

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Recomendaciones para zcatgui

Estudio Prioritario

1. microui (1-2 días): Código completo, fundamentos
2. DVUI (2-3 días): Patterns Zig, backend abstraction
3. Dear ImGui (1 semana): API design (no portar, solo estudiar)

Arquitectura Propuesta

// Basado en microui + DVUI patterns
pub const Context = struct {
    commands: ArrayList(DrawCommand),
    state: StatePool,
    input: InputState,

    pub fn button(self: *Context, text: []const u8) bool {
        const id = hashId(text);
        const bounds = self.layout.nextRect();
        const hovered = bounds.contains(self.input.mouse);
        const clicked = hovered and self.input.mousePressed;

        self.pushCommand(.{ .rect = .{ .bounds = bounds, ... }});
        self.pushCommand(.{ .text = .{ .pos = bounds.center(), ... }});

        return clicked;
    }
};

Roadmap Basado en Referencias

Fase	LOC Estimado	Tiempo	Referencia Principal
MVP (button, label)	~1000	1 semana	microui
Core widgets	~3000	2 semanas	microui + DVUI
Table editable	~1500	2 semanas	Dear ImGui
Total	~5500	5 semanas	-

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Recursos Clave

Tutoriales y Teoría

• Immediate Mode GUI Wikipedia
• Retained vs Immediate Mode - Microsoft
• microui v2 Implementation Overview

Software Rendering

• imgui_software_renderer
• Tiny CPU Rasterizer Tutorial

Zig Bindings Existentes

• cimgui.zig
• raylib-zig