Offer 驾到，掘友接招！我正在参与2022春招打卡活动，点击查看活动详情。
1. 前言
BMP是一种与硬件设备无关的图像文件格式，是Windows环境中交换与图有关的数据的一种标准，在Windows环境中运行的图形图像软件都支持BMP图像格式。BMP格式的图片存放的就是原始的RGB数据，一般没有做压缩，也就是图片的画质是最原始的，也导致BMP图片占用的内存非常大。现在常用的jpg、jpeg格式都是压缩格式，保存的时候通过算法编码压缩，显示的时候再解压成RGB数据渲染显示。
BMP格式在嵌入式设备里用的还是较多的，BMP虽然占用内存大，优点是显示速度快，因为不需要解码，在性能一般，不是很强的设备上使用BMP显示效率较高。
为了解BMP格式，这篇文章就采用Linux开发板作为实验平台，在LCD屏上读取BMP图片，完成绘制，不需要借助任何第三方库，全部由纯C语言代码一行一行敲出来，深入理解Linux下帧缓冲编程框架、BMP图片的存储结构原理。
一般BMP图片由以下4个部分组成： 1：文件头 2：图像参数 3：调色板 4：位图数据
现在一般采用的图片都是RGB888，24位真彩色，就没有调色板，只有3个部分组成。
其中文件头存放图片的属性，位图数据偏移量。图像参数存放图片的宽高、像素位数等信息。位图数据就是存储的原始RGB数据，可以直接在LCD屏上显示。
下面列出BMP图片的结构：
位图数据存储规则：
（1）每行的字节数必须是4的倍数，如果不是，则需要用0补齐。 （2）BMP位图数据的存放是从下到上，从左到右的。先读最后一行，读完后在读倒数第二行。
按照上面的介绍，就可以定义一个BMP解码专用的结构体，对应文件里每个字节数据，结构体成员变量必须按照上面截图里的说明定义。整个结构体还需要进行强制1个字节对齐，不然每个编译器对结构体的空间开辟规则有差异，会导致数据错位。
#pragma pack(1) //强制1个字节对齐
//BMP的文件头
struct _BMP_HEAD
{
char type[2]; //图片的类型 "BM"
unsigned int size; //文件大小
unsigned short r1; //保留1
unsigned short r2; //保留2
unsigned int seek; //数据偏移字节(真实像素点数据)
};
//BMP的参数信息
struct _BMP_INFO
{
unsigned int size; //当前结构体大小
unsigned int w; //宽度
unsigned int h; //高度
unsigned short flag; //固定为1
unsigned short bit; //像素点的位数
unsigned int r1; //压缩方式 0
unsigned int r2; //水平分辨率
unsigned int r3; //垂直分辨率
unsigned int r4; //垂直分辨率
unsigned int r5; //引用色彩
unsigned int r6; //关键色彩
};
2. 实现代码
要在LCD屏上完成BMP图片的显示，编写代码需要分几步完成，先编写LCD屏的基本显示代码，封装画点函数，LCD屏测试没有问题之后，再编写BMP解码代码，完成图片的渲染显示。
2.1 封装LCD屏画点函数
#include <stdio.h>
#include <linux/fb.h>
#include <sys/mman.h>
#include <string.h>
unsigned char *fb_mem;
struct fb_var_screeninfo var;//可变参数
struct fb_fix_screeninfo fix;//固定参数
/*画点*/
void show_pixel(int x,int y,int color) {
unsigned long *show32 = NULL;
/* 定位到LCD屏上的位置*/
show32=(unsigned long*)(fb_mem+y*var.xres*var.bits_per_pixel/8 + x*var.bits_per_pixel/8);
*show32 =color; /*向指向的LCD地址赋数据*/
}
int main(int argc,char**argv) {
int fb;
fb=open("/dev/fb0",2);
if(fb<0)
{
printf("fb0打开失败!\n");
return -1;
}
/*1. 获取可变参数*/
ioctl(fb,FBIOGET_VSCREENINFO,&var);
printf("x=%d\n",var.xres);
printf("y=%d\n",var.yres);
printf("bit=%d\n",var.bits_per_pixel);
/*2. 获取固定参数*/
ioctl(fb,FBIOGET_FSCREENINFO,&fix);
printf("line_byte=%d\n",fix.line_length);
printf("smem_len=%d\n",fix.smem_len);
/*3. 映射LCD地址*/
fb_mem=mmap(NULL,fix.smem_len,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fb,0);
int i,j;
for(i=0;i<var.xres;i++)
{
for(j=0;j<var.yres;j++)
{
show_pixel(i,j,0xFF3333);
}
}
return 0;
}
2.2 显示BMP图片
在工程目录下准备几张测试的BMP图片，程序运行时，在命令行上传入要显示的图片文件地址接口。
#include <linux/fb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>
#include <string.h>
#pragma pack(push) /* 将当前pack设置压栈保存 */
#pragma pack(1) /* 必须在结构体定义之前使用,这是为了让结构体中各成员按1字节对齐 */
/* 1、需要文件信息头:14个字节 */
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { /* bmfh */
unsigned short bfType; //保存图片类似。 'BM'
unsigned long bfSize; //图片的大小
unsigned short bfReserved1;
unsigned short bfReserved2;
unsigned long bfOffBits; //RGB数据偏移地址
}BITMAPFILEHEADER;
/* 位图信息头 */
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER { /* bmih */
unsigned long biSize; //结构体大小
unsigned long biWidth; //宽度
unsigned long biHeight; //高度
unsigned short biPlanes;
unsigned short biBitCount; //颜色位数
unsigned long biCompression;
unsigned long biSizeImage;
unsigned long biXPelsPerMeter;
unsigned long biYPelsPerMeter;
unsigned long biClrUsed;
unsigned long biClrImportant;
} BITMAPINFOHEADER;
#pragma pack(pop) /* 恢复先前的pack设置 */
unsigned char *fbmem=NULL;
struct fb_var_screeninfo var;
struct fb_fix_screeninfo fix;
static int iFileSize = 0;
void show_pixel(int x,int y,int color) {
unsigned char *show8=NULL;
unsigned short *show16=NULL;
unsigned long *show32 = NULL;
int red;
int green;
int blue;
/* 定位到LCD屏上的位置 */
show8 = fbmem + y*var.xres*var.bits_per_pixel/8 + x*var.bits_per_pixel/8;
show16 = (unsigned short *)show8;
show32 = (unsigned long *)show8;
switch(var.bits_per_pixel)
{
case 8:
{
*show8 = color;
break;
}
case 16:
{
/* RGB:565 */
red = (color >> 16)&0xff;
green = (color >> 8)&0xff;
blue = color&0xff;
color = ((red>>3)<<11) | ((green>>2)<<6) |(blue>>3);
*show16 = color;
break;
}
case 32:
{
*show32 = color;
break;
}
default:break;
}
}
/*映射图片地址*/
static unsigned char *getbmpadd(char *name) {
unsigned char *bmpmem = NULL;
FILE* filp;
int fd;
struct stat t_stat;
/* 以r+可读可写方式打开name */
filp = fopen(name,"r+");
if(filp == NULL)
{
printf("can't open %s\n",name);
return NULL;
}
/* 把文件指针转化为文件描述符 */
fd = fileno(filp);
/* 获取文件大小 */
fstat(fd, &t_stat);
iFileSize = t_stat.st_size;
/* 映射 */
bmpmem = mmap(NULL,iFileSize,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd, 0);
if(bmpmem == (unsigned char *)-1)
{
printf("can't mmap..\n");
return NULL;
}
return bmpmem;
}
void bmp_destroy(unsigned char *bmpmem) {
munmap(bmpmem,iFileSize);
}
void Convert_One_Line(unsigned char *src,unsigned char *dst,int iWidth) {
unsigned char *show8=NULL;
unsigned short *show16=NULL;
unsigned long *show32 = NULL;
unsigned char *buf = src;
int red;
int green;
int blue;
int i;
/* 定位到LCD屏上的位置 */
show8 = dst;
show16 = (unsigned short *)show8;
show32 = (unsigned long *)show8;
for(i=0;i<iWidth;i++)
{
blue = *buf++;
green = *buf++;
red = *buf++;
switch(var.bits_per_pixel)
{
case 16:
{
/* RGB:565 */
*show16 = ((red>>3)<<11) | ((green>>2)<<6) |(blue>>3);
show16++;
break;
}
case 32:
{
*show32 = (red<<16)|(green<<8)|blue;
show32++; // 4个字节
break;
}
default:break;
}
}
}
/* 获取颜色阵列数据 */
int getbmpandshow(unsigned char *bmpmem) {
/* 定义文件信息头 */
BITMAPFILEHEADER *bithead;
/* 定义文件参数信息 */
BITMAPINFOHEADER *bitinfo;
unsigned char *src=NULL;
unsigned char *dst=NULL;
int iWidth;
int iHeight;
int iBpp;
int iLineWidth;
int iRealLineWidth;
int iFbLineWidth;
int i=0;
/* 获取文件信息头起始地址 */
bithead =(BITMAPFILEHEADER *)bmpmem;
/* 获取位图信息头起始地址 */
bitinfo = (BITMAPINFOHEADER *)(bmpmem + sizeof(BITMAPFILEHEADER));
iWidth = bitinfo->biWidth;
iHeight = bitinfo->biHeight;
iBpp = bitinfo->biBitCount;
printf("iWidth = %d\n",iWidth);
printf("iHeight = %d\n",iHeight);
printf("iBpp = %d\n",iBpp);
/* 找到颜色阵列，RGB数据的起始地址 */
src = bmpmem + bithead->bfOffBits;
/* 得到图片一行字节数 */
iLineWidth = iWidth*iBpp/8;
/* 向4取整，保证一行必须是4的倍数 */
iRealLineWidth = (iLineWidth+3)&~0x3; // iLineWidth % 4 =0
/* src指向图片RGB数据最后一行的首地址*/
src += iRealLineWidth*(iHeight-1);
/* LCD屏一行的总字节数 */
iFbLineWidth = var.xres * var.bits_per_pixel/8;
/*dst指向LCD的首地址*/
dst = fbmem;
for(i=0;i<iHeight;i++)
{
Convert_One_Line(src,dst,iWidth);
src -= iRealLineWidth;
dst += iFbLineWidth;
}
return 0;
}
int lcd_init(char *name) {
/* 1、打开/dev/fb0 */
int fd;
fd = open(name,2);
if(fd <= 0)
{
printf("open is error!!\n");
return -1;
}
/* 2、获取可变参数，固定参数 */
/* 2.2、FBIOGET_VSCREENINFO获取可变参数:x,y,bpp */
ioctl(fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&var);
printf("x=%d\n",var.xres);
printf("y=%d\n",var.yres);
printf("bpp=%d\n",var.bits_per_pixel);
printf("oursize=%d\n",var.xres*var.yres*var.bits_per_pixel/8);
/* 2.2、FBIOGET_FSCREENINFO获取固定参数:显存大小 */
ioctl(fd,FBIOGET_FSCREENINFO,&fix);
printf("size=%d\n",fix.smem_len);
/* 3、获取显存虚拟起始地址 */
/* * start:虚拟起始地址 null 自动分配 * length: 映射的大小 * prot :权限 PROT_READ | PROT_WRITE * flags : MAP_SHARED * fd:文件描述符 */
fbmem =(unsigned char *)mmap(NULL,fix.smem_len,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd, 0);
if(fbmem == (unsigned char *)-1)
{
printf("mmap error!!!\n");
munmap(fbmem,fix.smem_len);
return -1;
}
return 0;
}
int main(int argc,char **argv) {
unsigned char *bmpmem;
if(argc!=3)
{
printf("Usage :\n");
printf("%s <display_car> <bmp_name>\n",argv[0]);
return -1;
}
lcd_init(argv[1]);
/* 4、清屏 */
memset(fbmem,0x0,fix.smem_len);
/* 4.1、显示图片-映射图片地址 */
bmpmem = getbmpadd(argv[2]);
if(NULL == bmpmem)
{
printf("can't get bmp address!!\n");
return -1;
}
getbmpandshow(bmpmem); // 显示图片
bmp_destroy(bmpmem); //释放映射的空间
return 0;
}
今天的文章Linux应用开发-LCD显示BMP图片分享到此就结束了，感谢您的阅读。
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 举报，一经查实，本站将立刻删除。
如需转载请保留出处：https://bianchenghao.cn/19773.html
