嵌入式从入门到入土

学习目标：

(本次学习只是让我们有个大致的了解)
在GEC6818开发板上实现荷兰、法国国旗图案显示

了解ARM开发板图⽚显⽰原理

了解BMP图⽚在开发板显⽰时存在的问题(上)

学习内容：

在GEC6818开发板上实现荷兰、法国国旗图案显示

注意： 请在800*480的LCD屏幕上绘制

荷兰国旗

第0步：引入文件IO的相关库
第1步：打开fb0文件(设备文件)可读可写的方式(O_RDWR)open("/dev/fb0",O_RDWR);
	观察：
        左侧：
        	x:0~266 (含头不含尾)
            y:0~480
            ARGB:0x00002654
            范围：第0~266*480
        中间：
            x:266~532 (含头不含尾)
            y:0~480
            ARGB:0x00ffffff
            范围：第266~532*480
        右侧：
            x:532~800 (含头不含尾)
            y:0~480
            ARGB:0x00cd1125
            范围：第532~800*480
第3步：定义缓冲区（便利贴）int buf[800*480];
将缓冲区的颜色数据写入fb0（LCD屏幕文件）,write(lcd,buf,800*480*4);
第4步：关闭fb0,close(lcd);

法国国旗

第0步：引入文件IO的相关库
第1步：打开fb0文件可读可写的方式(O_RDWR)open("/dev/fb0",O_RDWR);
	观察：
        左侧：
        	x:0~266 (含头不含尾)
            y:0~480
            ARGB:0x00002654
            范围：第0~266*480
        中间：
            x:266~532 (含头不含尾)
            y:0~480
            ARGB:0x00ffffff
            范围：第266~532*480
        右侧：
            x:532~800 (含头不含尾)
            y:0~480
            ARGB:0x00cd1125
            范围：第532~800*480
第3步：定义缓冲区（便利贴）int buf[800*480];
将缓冲区的颜色数据写入fb0（LCD屏幕文件）,write(lcd,buf,800*480*4);
第4步：关闭fb0,close(lcd);

LCD液晶屏幕显示图片

常见的图片格式

JPEG/IPG：采用专用的图像压缩算法进行压缩。

BMP：它采用位映射格式存储，除了图像深度可选以外，不采用其他任何的压 缩。

好处：在显示和保存的时候不需要算法来进行压缩和解压

坏处：占用空间比较大（推荐24位）

了解BMP的基本特征

24位：BMP图片的数据是由：基本信息域（54个字节） + 数据域（像素点，由RGB构成） 也就是3个字节。

RGB：3个字节（R：红色，G：绿色，B：蓝色）

BMP每个像素点由3个字节构成，LCD屏幕的像素点由4个字节构成

思考：

① 如何将24位的图片显示到32位的LCD屏幕上？

答：增加灰度A，实现字节对齐。

②图片中的54个基本信息域（不是像素点）如何处理？

答：对前54给字节进行裁切，使用到的函数：lseek();

BMP：800 * 480 * 3 = 1152000字节（图像域）+54字节（信息域）约= 1.09MB

ARM开发板图⽚显⽰原理

首先需要准备一张800∗480的图片，用作测试。

思路：

第1步：打开fb0⽂件（只写⽅式），打开图⽚⽂件（读写⽅式），函数open()
第2步：将图⽚⽂件⾥⾯的像素点读取出来，放到缓冲区(800∗480∗3)，函数read()
第3步：将缓冲区⾥⾯的像素点，写进fb0⽂件⾥，函数write()
第4步：关闭所有打开的⽂件，函数close()

请大家结合之前所学文件IO以及图形的绘制，实现图片的绘制，并观察绘制图片的效果。
根据思路，完成代码：

#include <stdio.h>
// 文件IO操作相关的四个库文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
	// 打开LCD屏幕（写进去）
	int lcd = open("/dev/fb0",O_RDWR);
	// 打开BMP图片（读出来）
	int bmp = open("./picture/home_bg.bmp",O_RDWR);
	// 创建缓冲区，
	int buf[800 * 480];
	// 存放读取到的图片数据
	int ret = read(bmp,buf,800 * 480 * 3); // BMP图片 1像素 = 3字节（GBR）
	// 将缓冲区的图片数据写入到LCD屏
	ret = write(lcd,buf,800 * 480 * 4); // LCD屏幕 1像素 = 4字节（ARGB）
	// 关闭BMP图片
	close(bmp);
	// 关闭LCD屏幕
	close(lcd);
	return 0;
}

显示效果： 图片缺少4分之1，且字体、颜色、图片整体失真。

BMP图⽚在开发板显⽰时存在的问题

1. 只显示四分之三的问题
分析：
RGB：是由RGB三种色值构成，也就是1像素=3字节，也就是800*480的图片拥有的字节数为：

800 * 480 * 3 = 1152000 字节

LCD：是由ARGB四种色值构成，也就是1像素=4字节，也就是800*480的屏幕拥有的字节数为：

800 * 480 * 4 = 1536000 字节

也就是RGB只能占满LCD屏幕的四分之三。

改造前：

改造思路：

// 将一个BMP图片的像素点，对齐一个LCD屏幕的像素点
// 做法是再定义一个数组，来进行像素点的改造

int argb[800 * 480]; // 1个argb 对应一个lcd屏幕的像素点
char rgb[800 * 480 *3]; // 三个rgb 组成一个BMP图片的像素点

改造后：

2. 图片色调问题
解决方法：

注意：

1. LCD：像素点中字节排列顺序：ARGB
2. BMP：像素点中字节排列顺序：(A)GBR

解决方案：
处理BMP:
A补充的，位置不做调整
B位置不动
G向左移动⼀个字节，也就是8位 G << 8
R向左移动⼆个字节，也就是16位 R << 16

学习时间：

2024.11.08