第14章 PNG图片显示

第14章 PNG图片显示

    本期主要讲STemWin支持的PNG图片的显示，官方支持的主要有两种显示方法，一种是从外部存储器读取数据到内部存储器，然后来显示图片，这种的显示速度要快些，另一种方法是直接从外部存储器读取数据并显示，这种办法的好处就是不要大的RAM需求，每次读取一些数据显示一次，坏处就是显示速度比较的慢。

    这里将2MB的外部SRAM做为emWin的动态内存，PNG的图片显示相当耗费RAM。

    有一点在这里提前得和大家说明，对于PNG的库，STemWin里面是不带的，需要自己添加，从SEGGER的官网下载，这个库是来自libpng，官网www.libpng.org

    14 1  PNG图片支持

    14. 2 绘制已经加载到存储器的PNG图片

    14. 3 绘制无须加载到存储器的PNG图片

    14. 4 实验总结

    PNG（可移植的网络图形）格式是一种图像格式，它利用非专利的数据压缩方法提供无损的数据压缩和Alpha混合。PNG 1.0版规范于1996年发布。到2003年末，PNG成为国际标准(ISO/IEC15948)。

    emWin对PNG支持的实施基于来自Glenn Randers-Pehrson、Guy Eric Schalnat和Andreas Dilger的“libpng”库，该库可在www.libpng.org下免费获得。emWin对该库的使用符合GUI\PNG\png.h中的版权通知，通知中允许使用该库，而没有任何限制。

    图形库首先对图形信息进行解码。如果必须绘制图像，解码流程将花费相当长的时间。如果在窗口管理器经常调用的callback例程中使用PNG文件，则解码流程可能花费相当长的时间。通过使用存储设备可缩短计算时间。最好的方法是先将图像绘制到存储设备中。在这种情况下，将只进行一次解压缩。

    从SEGGER官网下载的png如下，这里我们使用最新的5.18版本：

    某些情况下，将PNG文件作为C文件添加到项目中非常有用。对此，可完全按照前面介绍的“JPEG文件支持”下的相同方式来执行。此外，位图转换器能够加载PNG文件并将它们转换为C位图文件。下面举一个例子，跟大家演示下：比如我们要转换如下的PNG图标：

l 打开软件加载上面的图片

l 加载后点击Convert即可，点击后没有任何现象，直接去图片所在的文件夹找即可

实际运行代码如下（图片数据就不贴出来了，看本期教程配套的例子）

1. void MainTask(void)
   
2. {   
   
3.     GUI_Init();
   
4. GUI_PNG_Draw(_acmusic, sizeof(_acmusic), 20, 20);
   
5.     while(1)
   
6.     {
   
7.         GUI_Delay(100);
   
8.     }
   
9. }

    由于在Bin2C的小工具是来自MDK安装目录中，这个工具只是评估板，无法实现PNG图标的透明色效果。模拟器实际的显示效果如下：

    为了区分上面将图片转换为C文件进行显示，这里将PNG图片存入到外部SD卡等存储器中进行加载显示。

    首先要注意PNG需要的动态内存大小。PNG解压缩大约需要21 Kb RAM用于与图像大小无关的解压缩和依赖大小的字节量。RAM要求可按以下方式计算：

    大约RAM要求= (X-Size + 1)* Y大小* 4 + 21Kbytes

当前STemWin支持的PNG图片 API函数如下：

    将图片加载到存储器后进行显示比较的耗内存，所以这里就使用开发板外置的2MB SRAM做STemWin的动态内存空间，并通过相应的API函数申请动态内存来加载SD卡等外部存储器中的PNG图片。申请和释放STemWin动态内存的方法如下：

1. /* 申请一块内存空间 并且将其清零 */
   
2. hMem = GUI_ALLOC_AllocZero(100000);
   
3. /* 将申请到内存的句柄转换成指针类型 */
   
4. _acBuffer2 = GUI_ALLOC_h2p(hMem);
   
5. /* 释放申请的动态内存  */
   
6. GUI_ALLOC_Free(hMem);

    这里还用上面的图片作为显示对象。先把这个图片放到SD卡中，然后通过程序把这个图片数据全部的加载到SRAM中，最后在屏上进行显示。这个工程的实现主要分为如下三个部分：

? SRAM和SD卡及其文件系统的初始化

? 图片的加载以及显示函数

? 主函数

    下面把这三部分详细的讲解下：

l SRAM和SD卡及其文件系统的初始化，这部分函数与上面第11章的11.2小节一样。

l 图片的加载以及显示函数

1. /*
   
2. *********************************************************************************************************
   
3. *        函 数 名: _ShowPNG
   
4. *        功能说明: 显示GIF片
   
5. *        形    参：sFilename   要显示的图片名字
   
6. *              usPOSX     显示位置X
   
7. *              usPOSY     显示位置Y
   
8. *        返 回 值: 无
   
9. *********************************************************************************************************
   
10. */
    
11. static void _ShowPNG(const char * sFilename, uint16_t usPOSX, uint16_t usPOSY)
    
12. {
    
13. GUI_HMEM hMem;
    
14. char *_acBuffer2;
    
15. 
    
16. /* 申请一块内存空间 并且将其清零 */
    
17.     hMem = GUI_ALLOC_AllocZero(500000);
    
18. /* 将申请到内存的句柄转换成指针类型 */
    
19. _acBuffer2 = GUI_ALLOC_h2p(hMem);
    
20. 
    
21. /* 打开文件 */
    
22. result = f_open(&file, sFilename, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ | FA_OPEN_ALWAYS);
    
23. if (result ！= FR_OK)
    
24. {
    
25. return;
    
26. }
    
27. 
    
28. result = f_read(&file, _acBuffer2, file.fsize, &bw);
    
29. if (result ！= FR_OK)
    
30. {
    
31. return;
    
32. }
    
33. 
    
34. GUI_PNG_Draw(_acBuffer2, file.fsize, usPOSX, usPOSY);
    
35. GUI_ALLOC_Free(hMem);
    
36. f_close(&file);
    
37. }

l 主函数

1. /*
   
2. *********************************************************************************************************
   
3. *        函 数 名: MainTask
   
4. *        功能说明: GUI主函数
   
5. *        形    参：无
   
6. *        返 回 值: 无
   
7. *********************************************************************************************************
   
8. */
   
9. void MainTask(void)
   
10. {
    
11. GUI_Init();
    
12. GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);
    
13. GUI_Clear();
    
14.     /* 绘制已加载到存储器的PNG文件 */
    
15. _ShowPNG("1.png", 0, 0);
    
16. _ShowPNG("2.png", 100, 0);
    
17. while(1)
    
18. {
    
19. GUI_Delay(100);
    
20. }
    
21. 
    
22. }

实际显示效果如下：

    编译，链接工程的时候会出现大量如下的警告：

    这个是由于使用的PNG库和现在STemWin5.22版本不匹配造成的，PNG的库是用5.18版本的，最新的5.22版本官方还没有更新。

    绘制无需加载到存储器的PNG图片方式可以有效的解决内部动态内存不够的情况，不过缺点也很明显，图片的显示速度很慢。这种方式一般是每次读取一行像素的数据，然后进行显示。这个工程的实现主要分为如下三个部分：

? 使用芯片内部的SRAM作为动态内存

? 图片的加载以及显示函数

? 主函数

    下面把这三部分详细的讲解下：

l 使用芯片外部的SRAM作为动态内存，这部分函数与上面第11章的11.2小节一样，由于PNG比较的消耗内存，这里和BMP不同也需要使用动态内存。

l 图片的加以及显示函数。

1. /*
   
2. ********************************************************************************
   
3. *
   
4. *       _GetData
   
5. *
   
6. * Purpose:
   
7. *   This routine is called by GUI_GIF_DrawEx(). The routine is responsible
   
8. *   for setting the data pointer to a valid data location with at least
   
9. *   one valid byte.
   
10. *
    
11. * Parameters:
    
12. *   p           - Pointer to application defined data.
    
13. *   NumBytesReq - Number of bytes requested.
    
14. *   ppData      - Pointer to data pointer. This pointer should be set to
    
15. *                 a valid location.
    
16. *   StartOfFile - If this flag is 1, the data pointer should be set to the
    
17. *                 beginning of the data stream.
    
18. *
    
19. * Return value:
    
20. *   Number of data bytes available.
    
21. *********************************************************************************
    
22. */
    
23. 
    
24. static int _GetData(void * p, const U8 ** ppData, unsigned NumBytesReq, U32 Off) {
    
25. static int FileAddress = 0;
    
26. FIL *file;
    
27. DWORD    NumBytesRead;
    
28. U8     * pData;
    
29. 
    
30. pData  = (U8 *)*ppData;
    
31. file = (FIL *)p;
    
32. //
    
33. // Set file pointer to the required position
    
34. //
    
35. if(Off == 1) FileAddress = 0;
    
36. else FileAddress = Off;
    
37. result =f_lseek(file, FileAddress);
    
38. //
    
39. // Read data into buffer
    
40. //
    
41. result = f_read(file, pData, NumBytesReq, &NumBytesRead);
    
42. 
    
43. //
    
44. // Return number of available bytes
    
45. //
    
46. return NumBytesRead;
    
47. 
    
48. }
    
49. /*
    
50. *********************************************************************************************************
    
51. *        函 数 名: _ShowPNG
    
52. *        功能说明: 显示PNG图片
    
53. *        形    参：sFilename 要显示的图片名字
    
54. *             usPOSX    显示位置X
    
55. *             usPOSY    显示位置Y
    
56. *        返 回 值: 无
    
57. *********************************************************************************************************
    
58. */
    
59. static void _ShowPNGEx(const char * sFilename, uint16_t usPOSX, uint16_t usPOSY)
    
60. {
    
61. 
    
62. /* 打开文件 */
    
63. result = f_open(&file, sFilename, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ | FA_OPEN_ALWAYS);
    
64. if (result ！= FR_OK)
    
65. {
    
66. return;
    
67. }
    
68. GUI_PNG_DrawEx(_GetData, &file, usPOSX, usPOSY);
    
69. 
    
70. f_close(&file);
    
71. }

l 主函数

1. /*
   
2. *********************************************************************************************************
   
3. *        函 数 名: MainTask
   
4. *        功能说明: GUI主函数
   
5. *        形    参：无
   
6. *        返 回 值: 无
   
7. *********************************************************************************************************
   
8. */
   
9. void MainTask(void)
   
10. {
    
11. GUI_Init();
    
12. GUI_SetBkColor(GUI_BLUE);
    
13. GUI_Clear();
    
14. /* 绘制无需加载到存储器的PNG文件 */
    
15. _ShowPNGEx("3.png", 0, 100);
    
16. _ShowPNGEx("4.png", 100,100);
    
17. while(1)
    
18. {
    
19. GUI_Delay(100);
    
20. }
    
21. 
    
22. }

实际显示效果如下：

    有兴趣的可以了解一下PNG压缩方面的知识。如果只是API应用的话，这部分知识还是比较容易学会的。PNG图标用到的地方还是比较多的。

硬汉，你到这边也发啊，顶一下，安富莱的资料还是很适合像我这种新手的！

谢谢兄弟的支持！