Linux LCD驅動（三）–圖形顯示

3.  BMP和JPEG圖形顯示程式
3.1  在LCD上顯示BMP或JPEG圖片的主流程圖
首先，在程式開始前。要在nfs/dev目錄下建立LCD的裝置結點，裝置名稱fb0,裝置類型為字元裝置，主裝置號為29，次裝置號為0。命令如下：
mknod fb0 c 29 0
在LCD上顯示圖象的主流程圖3.1所示。程式一開始要調用open函數開啟裝置，然後調用ioctl擷取裝置相關資訊，接下來就是讀取圖形檔案資料，把圖象的RGB值對應到顯存中，這部分是圖象顯示的核心。對於JPEG格式的圖片，要先經過JPEG解碼才能得到RGB資料，本項目中直接才用現成的JPEG庫進行解碼。對於bmp格式的圖片，則可以直接從檔案裡面提取其RGB資料。要從一個bmp檔案裡面把圖片資料陣列提取出來，首先必須知道bmp檔案的格式。下面來詳細介紹bmp檔案的格式。
 
圖3.1

3.2  bmp位元影像格式分析
位元影像檔案可看成由四個部分組成：位元影像檔案頭、位元影像資訊頭、彩色表和定義位元影像的位元組陣列。3.2所示。
 
圖3.2
檔案頭中各個段的地址及其內容3.3。
 
圖3.3
位元影像檔案頭資料結構包含BMP圖象檔案的類型，顯示內容等資訊。它的資料結構如下定義：
Typedef struct
{  
int  bfType；//表明位元影像檔案的類型，必須為BM
long bfSize；//表明位元影像檔案的大小，以位元組為單位
int  bfReserved1；//屬於保留字，必須為本0
int  bfReserved2；//也是保留字，必須為本0
long bfOffBits；//位元影像陣列的起始位置，以位元組為單位
}  BITMAPFILEHEADER；

（2）資訊頭中各個段的地址及其內容3.5所示。
 
圖3.5
位元影像資訊頭的資料結構包含了有關BMP圖象的寬，高，壓縮方法等資訊，它的C語言資料結構3.6所示。
Typedef struct {
long  biSize； //指出本資料結構所需要的位元組數
long  biWidth；//以象素為單位，給出BMP圖象的寬度
long  biHeight；//以象素為單位，給出BMP圖象的高度
int    biPlanes；//輸出裝置的位平面數，必須置為1
int    biBitCount；//給出每個象素的位元
long  biCompress；//給出位元影像的壓縮類型
long  biSizeImage；//給出圖象位元組數的多少
long  biXPelsPerMeter；//映像的水平解析度
long  biYPelsPerMeter；//圖象的垂直解析度
long  biClrUsed；//調色盤中圖象實際使用的顏色素數
long  biClrImportant；//給出重要顏色的索引值
} BITMAPINFOHEADER；

（3）對於象素小於或等於16位的圖片，都有一個顏色表用來給圖象資料陣列提供色彩索引，其中的每塊資料都以B、G、R的順序排列，還有一個是reserved保留位。而在圖形資料區域存放的是各個象素點的索引值。它的C語言結構3.7所示。
 
圖3.7  顏色表資料結構
（4）對於24位和32位的圖片，沒有彩色表，他在圖象資料區裡直接存放圖片的RGB資料，其中的每個象素點的資料都以B、G、R的順序排列。每個象素點的資料結構3.8所示。
 
圖3.8  圖象資料陣列的資料結構
（5）由於圖象資料陣列中的資料是從圖片的最後一行開始往上存放的，因此在顯示圖象時，是從圖象的左下角開始漸進式掃描圖象，即從左至右，從下到上。
（6）對S3C2410或PXA255開發板上的LCD來說，他們每個象素點所佔的位元為16位，這16位按B：G：R=5：6：5的方式分，其中B在最高位，R在最低位。而從bmp圖象得到的R、G、B資料則每個資料佔8位，合起來一共24位，因此需要對該R、G、B資料進行移位組合成一個16位的資料。移位方法如下：
b >>= 3; g >>= 2; r >>= 3;
RGBValue = ( r<<11 | g << 5 | b);
基於以上分析，提取各種類型的bmp圖象的流程3.9所示
 

圖 3.9

3.3  實現顯示任意大小的圖片
開發板上的LCD屏的大小是固定的，S3C2410上的LCD為：240*320，PXA255上的為：640*480。比螢幕小的圖片在屏上顯示當然沒問題，但是如果圖片比螢幕大呢？這就要求我們通過某種演算法對圖片進行縮放。
縮放的基本思想是將圖片分成若干個方塊，對每個方塊中的R、G、B資料進行取平均，得到一個新的R、G、B值，這個值就作為該方塊在LCD螢幕上的映射。

縮放的演算法描述如下：
(1)、計算圖片大小與LCD屏大小的比例，以及方塊的大小。為了適應各種螢幕大小，這裡並不直接給lcd_width和lcd_height賦值為240和320。而是調用標準的介面來擷取有關螢幕的參數。具體如下：
    // Get variable screen information
    if (ioctl(fbfd, FBIOGET_VSCREENINFO, &vinfo)) {
        printf("Error reading variable information. ");
        exit(3);
    }
unsigned int lcd_width=vinfo.xres;
 unsigned int lcd_height=vinfo.yres;

計算比例：
widthScale=bmpi->width/lcd_width;
heightScale=bmpi->height/lcd_height;
本程式中方塊的大小以如下的方式確定：
unsigned int paneWidth= 
 unsigned int paneHeight= ;
符號 代表向上取整。
(2)、從圖片的左上方開始，以(i* widthScale，j* heightScale)位起始點，以寬paneWidth 高paneHeight為一個小方塊，對該方塊的R、G、B數值分別取平均，得到映射點的R、G、B值，把該點作為要在LCD上顯示的第（i , j）點儲存起來。
這部分的程式如下：
 //-------------取平均--------
 for( i=0;i<now_height;i++)
 {
  for(j=0;j<now_width;j++)
  {   
   color_sum_r=0;
   color_sum_g=0;
   color_sum_b=0;
   for(m=i*heightScale;m<i*heightScale+paneHeight;m++)
   {
    for(n=j*widthScale;n<j*widthScale+paneWidth;n++)
    {
     color_sum_r+=pointvalue[m][n].r;
     color_sum_g+=pointvalue[m][n].g;
     color_sum_b+=pointvalue[m][n].b;
    }
   }
   RGBvalue_256->r=div_round(color_sum_r,paneHeight*paneWidth);
   RGBvalue_256->g=div_round(color_sum_g,paneHeight*paneWidth);
   RGBvalue_256->b=div_round(color_sum_b,paneHeight*paneWidth);
  }
 }
3.4  圖片資料提取及顯示的總流程
通過以上的分析，整個圖片資料提取及顯示的總流程3.10 所示。 
 
圖 3.10

轉載地址http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/41673.htm