lcd屏幕显示bmp、jpg图片

原文地址: lcd 屏幕显示 bmp, jpg 图片

图片显示思路

RGB:

ARGB 32bit 4Byte

A:【24-31】
R:【16-23】
G:【8-15】
B:【0-7】

色彩模式: ARGB 是一种色彩模式, 也就是 RGB 色彩模式附加上 Alpha(透明度) 通道, 常见于 32 位位图的存储结构.

显示思路:

打开液晶屏 (open), 进行内存映射 (mmap)
打开图片, 读取颜色数据
将读取到的颜色数据映射到液晶屏
关闭图片文件, 液晶屏, 解除内存映射

BMP 图片显示

没有经过压缩的二进制位图文件, 文件较大, 获取颜色数据方便.

一张 800*480 的 bmp 格式的图片.

800 * 480 * 3 = 1152000Byte 图片在存储的时候, 头部有 54 个字节是存放的图片的信息.

BMP 文件组成

BMP 文件由文件头, 位图信息头, 颜色信息和图形数据四部分组成.

//BMP 文件头 (14 字节)
struct bitmap_header {
    int16_t type;      // 位图文件的类型, 必须为 BM(1-2 字节)
    int32_t size;      // 位图文件的大小, 以字节为单位 (3-6 字节)
    int16_t reserved1; // 位图文件保留字, 必须为 0(7-8 字节)
    int16_t reserved2; // 位图文件保留字, 必须为 0(9-10 字节)
    int32_t offbits;   // 位图数据的起始位置, 以相对于位图 (11-14 字节)
                       // 文件头的偏移量表示, 以字节为单位
}__attribute__((packed));

//位图信息头 (40 字节)
struct bitmap_info {
    int32_t size;        // 本结构所占用字节数 (15-18 字节)
    int32_t width;       // 位图的宽度, 以像素为单位 (19-22 字节)
    int32_t height;      // 位图的高度, 以像素为单位 (23-26 字节)
    int16_t planes;      // 目标设备的级别, 必须为 1(27-28 字节)
    int16_t bit_count;   // 每个像素所需的位数, 必须是 1(双色),(29-30 字节)
                         // 4(16 色), 8(256 色) 或 24(真彩色) 之一
    int32_t compression; // 位图压缩类型, 必须是 0(不压缩),(31-34 字节)
                         // 1(BI_RLE8 压缩类型) 或 2(BI_RLE4 压缩类型) 之一
    int32_t size_img;    // 位图的大小, 以字节为单位 (35-38 字节)
    int32_t X_pel;       // 位图水平分辨率, 每米像素数 (39-42 字节)
    int32_t Y_pel;       // 位图垂直分辨率, 每米像素数 (43-46 字节)
    int32_t clrused;     // 位图实际使用的颜色表中的颜色数 (47-50 字节)
    int32_t clrImportant;// 位图显示过程中重要的颜色数 (51-54 字节)
}__attribute__((packed));

attribute((packed)): 作用: 告诉编译器取消结构体在编译过程中的优化对齐, 按照实际占用字节数进行对齐.

图片的宽度必须要是 4 的整数倍.

需要注意的是, 在 Windows 存放 BMP 位图数据的时候, 按行计算, 如果一行的像素点数据不能被 4 整除, 那么补齐空白字符 0x00 (差几个就补几个).

比如:

40 * 30 的 24 位图:54 + (4024/8+0)*30 = 3654 字节

30 * 40 的 24 位图:54 + (3024/8+2)*40 = 3734 字节

void show_bmp(int fd, char *bmpfile) {
    //进行内存映射
    int *p = mmap(NULL, 800*480*4, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);
    if (p == (void *)-1)
    {
        perror("mmap");
        return ;
    }

    //打开图片, 读取颜色数据
    int bmp_fd = open(bmpfile, O_RDWR);
    if (bmp_fd == -1)
    {
        perror("open bmp");
    }

    struct bitmap_header head;
    struct bitmap_info info;

    read(bmp_fd, &head, 14);
    read(bmp_fd, &info, 40);

    int width = info.width;
    int height = info.height;

    // char head[54];
    // read(bmp_fd, head, 54);
    // int width = head[18] | head[19]<<8 | head[20]<<16 | head[21]<<24;//18 19 20 21
    // int height = head[22] | head[23]<<8 | head[24]<<16 | head[25]<<24;//22 23 24 25
    printf("width = %d height = %d\n", width, height);

    int start_x = (800-width)/2;
    int start_y = (480-height)/2;

    if (start_x+width>800 || start_y+height>480)
    {
        printf(" 超出显示范围\n");
        return ;
    }

    char bmp_buf[width*height*3];

    // switch((width%4))
    switch(4 - (width*info.bit_count/8 % 4))
    {
        case 1:for (int i = 0; i < height; ++i)
            {
                read(bmp_fd, bmp_buf+width*3*i, width*3);
                lseek(bmp_fd, 1, SEEK_CUR);
            }break;

        case 2:for (int i = 0; i < height; ++i)
            {
                read(bmp_fd, bmp_buf+width*3*i, width*3);
                lseek(bmp_fd, 2, SEEK_CUR);
            }break;

        case 3:for (int i = 0; i < height; ++i)
            {
                read(bmp_fd, bmp_buf+width*3*i, width*3);
                lseek(bmp_fd, 3, SEEK_CUR);
            }break;

        default:read(bmp_fd, bmp_buf, width*height*3);
    }

    int i = 0;
    int color;
    char b, g, r;
    for (int y = 0; y < height; ++y)
    {
        for (int x = 0; x < width; ++x)
        {
            b = bmp_buf[i++];
            g = bmp_buf[i++];
            r = bmp_buf[i++];
            color = r<<16 | g<<8 | b;
            *(p+(height-1-y+start_y)*800+x+start_x) = color;
        }
    }

    close(bmp_fd);
    munmap(p, 800*480*4);
}

jpeg/jpg 格式图片显示

经过有损压缩的图片文件格式, 文件较小, 获取颜色数据需要解压.

JPEG 库安装移植

链接:https://pan.baidu.com/s/1DQ3h6nrh3DJaqwl6mzs5SA
提取码:Yeng

安装 JPEG 库

sudo -s
在家路径下创建一个 jpeg 的文件夹, 用来存放生成的文件
解压 tar -zxvf jpegsrc.v9a.tar.gz -C /home/gec/
cd ~/jpeg-9a

配置

./configure --prefix=/home/user/jpeg/arm-jpeg CC=arm-linux-gcc --host=arm-linux --enable-shared --enable-static

make
make install

安装完成之后

链接:https://pan.baidu.com/s/1UeDuV9f0ePXn2W5K6M1Mng
提取码:Yeng

jpeg 解压缩过程

打开设备文件和图片文件

int lcd_fd = open("/dev/fb0", O_RDWR);
FILE *infile = fopen(argv[1], "r+");

为 jpeg 对象分配空间并初始化
```
jpeg_create_decompress(&cinfo);
```
指定解压缩数据源
```
jpeg_stdio_src(&cinfo, infile);
```

为解压缩设定参数, 包括图像大小, 颜色空间

cinfo.scale_num = 1; //分子
cinfo.scale_denom = n; //分母

开始解压缩
```
jpeg_start_decompress(&cinfo);
```
取出数据 (做相关的应用)
```
jpeg_read_scanlines(&cinfo, (JSAMPARRAY)&buffer, 1);
```
将每行数据显示到 LCD
解压缩完毕
```
jpeg_finish_decompress(&cinfo);
```

释放资源

jpeg_destroy_decompress(&cinfo);
munmap(p, lcd_wlcd_hlcd_b);
close(lcd_fd);
fclose(infile);
free(buffer);

jpeg 压缩过程

为 jpeg 对象分配空间并初始化
指定图像输出目标
为压缩设定参数, 包括图像大小, 颜色空间
开始压缩
写入数据 (做相关的应用)
压缩完毕
释放资源

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <pwd.h>
#include <grp.h>
#include <stdlib.h>
#include <dirent.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <linux/fb.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdbool.h>
#include "jpeglib.h"
int main(int argc, char const *argv[])
{

    if (argc != 2)
    {
        printf("./可执行文件 <jpeg 格式图片文件>\n");
        return -1;
    }

    //打开液晶屏
    int lcd_fd = open("/dev/fb0", O_RDWR);
    if (lcd_fd == -1)
    {
        perror("open");
        return -1;
    }

    //获取液晶屏信息
    struct fb_var_screeninfo vinfo;
    ioctl(lcd_fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo); // 获取可变属性
    int lcd_w = vinfo.xres;
    int lcd_h = vinfo.yres;
    int lcd_b = vinfo.bits_per_pixel/8;
    printf(" 该液晶屏宽:%d, 高:%d, 每个像素点%d 个字节\n", lcd_w, lcd_h, lcd_b);

    //进行内存映射
    int *p = mmap(NULL, lcd_w*lcd_h*lcd_b, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_SHARED, lcd_fd, 0);
    if (p == (void *)-1)
    {
        perror("mmap");
        return -2;
    }
    //(1) 为 jpeg 对象分配空间并初始化
    struct jpeg_decompress_struct cinfo;    //解压 jpeg 的对象结构体
    struct jpeg_error_mgr jerr;             //定义错误结构体

    cinfo.err = jpeg_std_error(&jerr);      //错误处理结构体绑定
    jpeg_create_decompress(&cinfo);         //初始化 jpeg 的对象结构体

    //(2) 指定解压缩数据源
    FILE *infile = fopen(argv[1], "r+");
    if (infile == NULL)
    {
        perror("fopen jpeg");
        return -3;
    }
    jpeg_stdio_src(&cinfo, infile);//指定解压缩数据源

    //(3) 获取文件信息
    jpeg_read_header(&cinfo, true);

    //(4) 为解压缩设定参数, 包括图像大小, 颜色空间
    int n = 1;          //缩小倍数
    while(cinfo.image_width/n>lcd_w || cinfo.image_height/n>lcd_h)
    {
        n *= 2;
    }

    //设定的缩小倍数
    cinfo.scale_num = 1;        //分子
    cinfo.scale_denom = n;      //分母
    // cinfo.out_color_space = JCS_GRAYSCALE;   //颜色空间
    printf("width1:%d height1:%d\n", cinfo.image_width, cinfo.image_height);//设定之前的宽高

    //(5) 开始解压缩
    jpeg_start_decompress(&cinfo);
    printf("width:%d height:%d\n", cinfo.output_width, cinfo.output_height);//设定解压缩之后的宽高

    //(6) 取出数据 (做相关的应用), 安装一行一行去读取的
    //output_components 像素点大小
    //申请能够存放一行数据的缓冲区
    int row_size = cinfo.output_width*cinfo.output_components;
    char *buffer = (char *)malloc(row_size);
    //output_scanline 当前读取行数
    while(cinfo.output_scanline < cinfo.output_height)
    {
        //按行读取数据
        jpeg_read_scanlines(&cinfo, (JSAMPARRAY)&buffer, 1);
        //将读取到的一行数据进行显示
        int i = 0, j = 0;
        for (;j< cinfo.output_width; i+=3, j++)
        {
            //内存映射的方式
            *(p+(cinfo.output_scanline-1)*lcd_w + j) = buffer[i+0]<<16| buffer[i+1]<<8| buffer[i+2];
        }
    }

    //(7) 解压缩完毕
    jpeg_finish_decompress(&cinfo);

    //(8) 释放资源
    jpeg_destroy_decompress(&cinfo);
    munmap(p, lcd_w*lcd_h*lcd_b);
    close(lcd_fd);
    fclose(infile);
    free(buffer);

    return 0;
}