嵌入式Linux下LCD应用编程: 调用giflib库解码显示GIF动态图

09/23 14:49
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一、开发环境介绍

开发板:友善之臂Tiny4412

LCD型号: S702 、分辨率: 800*480

Linux内核版本: Linux 3.5

交叉编译器: arm-linux-gcc 4.5.1

二、GIF文件格式简单介绍

生活中常用图片格式有BMP、PNG、JPG、GIF等。BMP图片的显示很简单,可以直接从图片文件里读取RGB数据进行显示.。PNG格式图片显示,直接调用libpng库里的接口函数解码显示;JPG格式图片也一样,调用libjpeg库的接口函数完成解码即可得到原始RGB数据完成显示;如果要在LCD屏上显示GIF图片,那么也是调用giflib库的接口函数完成解码显示。

在解码jpeg图片和png图片的时候我们不需要对jpeg和png文件格式有了解就可以解码了(了解jpeg和png当然更好),但是在使用giflib解码gif的时候,我们必须要对gif文件有很简单的了解。

gif文件中可以存放一帧或者多帧图像数据,并且可以存放图像控制信息,因此可以存储动画图片,gif文件由文件头开头,文件尾结尾,中间是一些连续的数据块(block)。这些数据块又分为图像数据块和扩展数据块(extension),图像数据块可以理解成存放一帧的图像数据。扩展数据块存放的是一些辅助信息,比如指示怎样显示图像数据等等。

gif文件中的图像基于调色板的,因此一张gif文件中的图像最多只能有255中颜色,因此gif文件只能存储比较简单的图像。gif文件中有两种调色板 ——全局调色板和图像局部调色板。当一帧图像有局部调色板时,则以局部调色板来解码该帧图像,如果该帧图像没有局部调色板则用全局调色板来解码该图像。

更详细的信息可以查阅giflib的文档中的gif89.txt文件,或者在网络搜索相关的信息。

三、移植giflib库到嵌入式Linux平台

giflib库下载地址: http://www.linuxfromscratch.org/blfs/view/svn/general/giflib.html

编译过程:  

[wbyq@wbyq work]$ tar xvf /mnt/hgfs/linux-share-dir/giflib-5.2.1.tar.gz
[wbyq@wbyq work]$ cd giflib-5.2.1/
[wbyq@wbyq giflib-5.2.1]$ make CC=arm-linux-gcc
[wbyq@wbyq giflib-5.2.1]$ make PREFIX=$PWD/_install install
[wbyq@wbyq giflib-5.2.1]$ tree _install/
_install/
├── bin
│   ├── gif2rgb
│   ├── gifbuild
│   ├── gifclrmp
│   ├── giffix
│   ├── giftext
│   └── giftool
├── include
│   └── gif_lib.h
├── lib
│   ├── libgif.a
│   ├── libgif.so -> libgif.so.7
│   ├── libgif.so.7 -> libgif.so.7.2.0
│   └── libgif.so.7.2.0
└── share
    └── man
        └── man1
            ├── gif2rgb.1
            ├── gifbg.1
            ├── gifbuild.1
            ├── gifclrmp.1
            ├── gifcolor.1
            ├── gifecho.1
            ├── giffix.1
            ├── gifhisto.1
            ├── gifinto.1
            ├── giflib.1
            ├── giftext.1
            ├── giftool.1
            └── gifwedge.1

6 directories, 24 files
[wbyq@wbyq giflib-5.2.1]$

 编译完成之后,将头文件和库文件拷贝一份到交叉编译器的路径下,方便程序编译时直接可以找到头文件和库文件;当前,也可以在程序编译的时候在编译器后面指定gif使用的头文件和库文件也可以。再将动态库文件拷贝一份到目标开发板的lib目录下,方便程序在开发板上运行时能找到对应的库。

[wbyq@wbyq _install]$ pwd
/home/wbyq/work/giflib-5.2.1/_install

[wbyq@wbyq _install]$ ls
bin  include  lib  share

[wbyq@wbyq _install]$ sudo cp include/* /home/wbyq/work/arm-linux-gcc/opt/FriendlyARM/toolschain/4.5.1/arm-none-linux-gnueabi/sys-root/usr/include/ -rf

[wbyq@wbyq _install]$ sudo cp lib/* /home/wbyq/work/arm-linux-gcc/opt/FriendlyARM/toolschain/4.5.1/arm-none-linux-gnueabi/sys-root/usr/lib/ -rf

[wbyq@wbyq _install]$ cp lib/* /home/wbyq/work/rootfs/lib/

四、示例代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/fb.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <gif_lib.h>
struct fb_var_screeninfo var;	//可变参数
struct fb_fix_screeninfo fix;	//固定参数
unsigned char *fb_mem=NULL; 	//LCD屏的首地址

/*
函数功能: 画点
*/
void LCD_WritePoint(int x,int y,int color)
{
	unsigned int *lcd=(unsigned int *)(fb_mem+y*var.xres*var.bits_per_pixel/8+x*var.bits_per_pixel/8);
	*lcd=color; //颜色赋值
}

//帧缓冲显示
void FrameBufferDraw(int x,int y,int image_w,int image_h,unsigned char *rgbBuf)
{
	int w,h;
	unsigned char r,g,b; 
	unsigned int c;
	/*将图像数据显示在LCD屏幕上*/
	unsigned char *rgb_p=rgbBuf;
	for(h=0;h<image_h;h++)
	{
		for(w=0;w<image_w;w++)
		{
			b=*rgb_p++;
			g=*rgb_p++;
			r=*rgb_p++;
			c=r<<16|g<<8|b<<0;
			LCD_WritePoint(w+x,h+y,c); /*绘制像素点到LCD屏*/
		}
	}
}

//颜色转换
void GifBufferToRgb888(ColorMapObject *ColorMap, unsigned char *inRgb,GifRowType *Buffer, int w, int h)
{
    GifColorType *ColorMapEntry = NULL;
    GifRowType GifRow = NULL;
    unsigned char *rgbBuf = inRgb;
    int idxH = 0;
    int idxW = 0;

    for (idxH = 0; idxH < h; idxH++)
    {
        GifRow = Buffer[idxH];
        rgbBuf = inRgb + idxH * w * 3;

        for(idxW = 0; idxW < w; idxW++)
        {
            ColorMapEntry = &ColorMap->Colors[GifRow[idxW]];
			*rgbBuf++ = ColorMapEntry->Blue;
			*rgbBuf++ = ColorMapEntry->Green;
            *rgbBuf++ = ColorMapEntry->Red;    
        }
    }
}

//显示GIF图像
int LCD_DisplayGIF(int x,int y,unsigned char *file)
{
	int error=0;
	int size;
	int i;
	GifRowType *Buffer;
	GifFileType *fp;
    /*1. 打开图片文件*/
	fp=DGifOpenFileName(file,&error);
	if(fp==NULL)return -1;
	printf("GIF图片尺寸:%dx%d\n",fp->SWidth,fp->SHeight);
	
	/*2. 内存空间申请、初始化*/
	Buffer=(GifRowType*)malloc(fp->SHeight*sizeof(GifRowType));
	
	/*一行字节大小*/
	size = fp->SWidth*sizeof(GifPixelType);
	Buffer[0]=(GifRowType)malloc(size);
	
	/*将其颜色设置为BackGround*/
    for(i=0;i<fp->SWidth;i++)
	{
		Buffer[0][i]=fp->SBackGroundColor;
	}
	
	/*分配其他行,并将它们的颜色也设置为背景 */
	for(i=1;i<fp->SHeight;i++)
	{
		Buffer[i]=(GifRowType)malloc(size);
		memcpy(Buffer[i],Buffer[0],size);
	}
	
	/*3. 显示图片*/
	ColorMapObject *colorMap=NULL;
	GifByteType *extension=NULL;
	GifRecordType gRecordType=UNDEFINED_RECORD_TYPE;

	int InterlacedOffset[]={0,4,2,1};  // The way Interlaced image should
	int InterlacedJumps[]={8,8,4,2};   // be read - offsets and jumps...
	unsigned char rgbBuf[800 * 480]={0};
	
	int extCode = 0;
	int row = 0;
	int col = 0;
	int width = 0;
	int height = 0;
	int iW = 0;
	int iH = 0;
	do
	{
		if(DGifGetRecordType(fp,&gRecordType)==GIF_ERROR)break;
		
		switch(gRecordType)
		{
			case IMAGE_DESC_RECORD_TYPE:
				if(DGifGetImageDesc(fp)==GIF_ERROR)break;

				row=fp->Image.Top;
				col=fp->Image.Left;
				width=fp->Image.Width;
				height=fp->Image.Height;

				if(fp->Image.Interlace)
				{
					for(iH=0;iH<4;iH++)
					{
						for(iW=row+InterlacedOffset[iH];iW<row+height;iW+=InterlacedJumps[iH])
						{
							DGifGetLine(fp,&Buffer[iW][col],width);
						}
					}
				}
				else
				{
					for(iH=0;iH<height;iH++)
					{
						DGifGetLine(fp,&Buffer[row++][col],width);
					}
				}

				colorMap=(fp->Image.ColorMap?fp->Image.ColorMap:fp->SColorMap);
				if(colorMap==NULL)
				{
					break;
				}

				GifBufferToRgb888(colorMap,rgbBuf,Buffer,fp->SWidth,fp->SHeight);
				//将图像显示在LCD屏上
				FrameBufferDraw(x,y,fp->SWidth,fp->SHeight,rgbBuf);
				//帧间隔时间
				usleep(1000*50);
				break;

			case EXTENSION_RECORD_TYPE:
				/* 跳过文件中的所有扩展块*/
				if(DGifGetExtension(fp,&extCode,&extension)==GIF_ERROR)break;

				while(extension!=NULL)
				{
					if(DGifGetExtensionNext(fp, &extension) == GIF_ERROR)break;
				}
				break;
				
			case TERMINATE_RECORD_TYPE:
				break;

			default:
				break;
		}
	}while(gRecordType!=TERMINATE_RECORD_TYPE);
	
	/*4. 释放空间*/
	for(i =0;i<fp->SHeight;i++)
    {
       free(Buffer[i]);
    }
    free(Buffer);
    DGifCloseFile(fp,&error);
    return 0;
}

int main(int argc,char **argv)
{
	if(argc!=2)
	{
		printf("./app <GIF图片文件>\n");
		return 0;
	}
	
	int fd=open("/dev/fb0",O_RDWR);
	if(fd<0)
	{
		perror("设备文件打开失败");
		return 0;
	}
	
	/*1. 获取LCD屏的可变形参*/
	ioctl(fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&var);
	printf("分辨率:%d*%d\n",var.xres,var.yres);
	printf("像素点位数:%d\n",var.bits_per_pixel);
	
	/*2. 获取LCD屏的固定形参*/
	ioctl(fd,FBIOGET_FSCREENINFO,&fix);
	printf("映射的长度:%d\n",fix.smem_len);
	printf("一行的字节数:%d\n",fix.line_length);
	
	/*3. 映射LCD缓冲区地址到进程空间*/
	fb_mem=mmap(NULL,fix.smem_len,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);
	if(fb_mem==NULL)
	{
		perror("空间映射失败!\n");
		return 0;
	}
	
	/*4. 控制显示屏*/
	memset(fb_mem,0xFFFFFF,fix.smem_len); //将屏幕清屏为白色
	
	while(1)
	{
		printf("GIF图片显示状态:%d\n",LCD_DisplayGIF(100,100,argv[1]));
	}
	
	munmap(fb_mem,fix.smem_len);
	close(fd);
	return 0;
}

五、编译Makefile代码

all:
	arm-linux-gcc lcd_app.c -o app -lgif
	cp app /home/wbyq/project
	rm app -f

六、运行效果图

 

 

 

下面公众号有全套的单片机、QT、C++、C语言、物联网相关的教程,欢迎关注:

 

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