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

摄像头:USB免驱摄像头

文本显示采用矢量字库, FreeType引擎。

二、核心代码

注意:　文本编码必须是UTF-8编码．

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include FT_FREETYPE_H

#include FT_STROKER_H

/*定义一个结构体存放矢量字体的配置*/

struct FREE_TYPE_CONFIG

{

FT_Library library;

FT_Face face;

FT_GlyphSlot slot;

FT_Vector pen; /* untransformed origin */

FT_Error error;

FT_BBox bbox;

FT_Glyph glyph;

};

struct FREE_TYPE_CONFIG FreeTypeConfig;

typedef unsigned int u32;

typedef unsigned short u16;

typedef unsigned char u8;

/*全局变量*/

int lcd_fd;

unsigned char *lcd_mem_p=NULL; //保存LCD屏映射到进程空间的首地址

struct fb_var_screeninfo vinfo;

struct fb_fix_screeninfo finfo;

int video_fd;

char *video_buff_buff[4]; /*保存摄像头缓冲区的地址*/

int video_height=0;

int video_width=0;

unsigned char *lcd_display_buff; //LCD显存空间

/*函数声明*/

void LCD_WritePoint(int x,int y,int c);

int LCD_ReadPoint(int x,int y);

/*LCD显示矢量字体的位图信息

*bitmap : 要显示的字体的矢量位图

*x : 显示的x坐标

*y : 显示的y坐标

*/

void LCD_DrawBitmap(FT_Bitmap* bitmap,FT_Int x,FT_Int y)

{

FT_Int i,j,p,q;

FT_Int x_max=x+bitmap->width;

FT_Int y_max=y+bitmap->rows;

/* 将位图信息循环打印到屏幕上 */

for(i=x,p=0;i

{

for(j=y,q=0;j

{

if((i>x_max)||(j>y_max)||(i<0)||(j<0))continue;

if(bitmap->buffer[q*bitmap->width+p]!=0)

{

LCD_WritePoint(i, j,0xFF0033);

}

else

{

//LCD_WritePoint(i, j,0xFFFFFF);

}

}

}

}

/*

函数功能: 初始化FreeType配置

*/

int InitConfig_FreeType(char *font_file)

{

FT_Error error;

/*1. 初始化freetype库*/

error=FT_Init_FreeType(&FreeTypeConfig.library);

if(error)

{

printf("freetype字体库初始化失败.\n");

return -1;

}

/*2. 打开加载的字体文件*/

error=FT_New_Face(FreeTypeConfig.library,font_file,0,&FreeTypeConfig.face);

if(error)

{

printf("矢量字体文件加载失败.\n");

return -2;

}

return 0;

}

/*

函数功能: 释放FreeType配置

*/

void FreeType_Config(void)

{

FT_Done_Face(FreeTypeConfig.face);

FT_Done_FreeType(FreeTypeConfig.library);

}

/*

函数功能: 在LCD屏显示一串文本数据

函数参数:

u32 x 坐标位置

u32 y 坐标位置

u32 size 字体大小

wchar_t *text 显示的文本数据

*/

int LCD_DrawText(u32 x,u32 y,u32 size,wchar_t *text)

{

FT_Error error;

int i = 0;

int bbox_height_min = 10000;

int bbox_height_max = 0;

/*3. 设置字符的像素的大小为size*size*/

error=FT_Set_Pixel_Sizes(FreeTypeConfig.face,size,0);

if(error)

{

printf("字符的像素大小设置失败.\n");

return -1;

}

/*4. 设置字体文件的轮廓的插槽*/

FreeTypeConfig.slot=FreeTypeConfig.face->glyph;

/* 设置坐标为原点坐标

* 将LCD坐标转换成笛卡尔坐标

* 单位是 1/64 Point

*/

FreeTypeConfig.pen.x=x*64;

FreeTypeConfig.pen.y=(vinfo.yres-size-y)*64;

/*5. 循环的将文字显示出来*/

for(i=0;i

{

FT_Set_Transform(FreeTypeConfig.face,0,&FreeTypeConfig.pen);//设置字体的起始坐标位置

/*装载字符编码，填充face的glyph slot成员*/

error=FT_Load_Char(FreeTypeConfig.face,text[i],FT_LOAD_RENDER);

if(error)

{

printf("装载字符编码失败.\n");

return -1;

}

/*通过glyph slot来获得glyph*/

FT_Get_Glyph(FreeTypeConfig.slot,&FreeTypeConfig.glyph);

/*通过glyph来获得cbox*/

FT_Glyph_Get_CBox(FreeTypeConfig.glyph,FT_GLYPH_BBOX_TRUNCATE,&FreeTypeConfig.bbox);

/*获得字体高度的最大值和最小值*/

if(bbox_height_min>FreeTypeConfig.bbox.yMin)bbox_height_min=FreeTypeConfig.bbox.yMin;

if(bbox_height_max

/*画点，把笛卡尔坐标转换成LCD坐标*/

LCD_DrawBitmap(&FreeTypeConfig.slot->bitmap,

FreeTypeConfig.slot->bitmap_left,

vinfo.yres-FreeTypeConfig.slot->bitmap_top);

if(FreeTypeConfig.slot->bitmap_left+size*2>vinfo.xres)

{

FreeTypeConfig.pen.x=0; //更新X坐标位置

FreeTypeConfig.pen.y=(vinfo.yres-size-y-size)*64; //更新Y坐标位置

}

else

{

/* 更新原点坐标位置 */

FreeTypeConfig.pen.x+=FreeTypeConfig.slot->advance.x;

FreeTypeConfig.pen.y+=FreeTypeConfig.slot->advance.y;

}

}

return 0;

}

// 将char类型转化为wchar

// src: 源

// dest: 目标

// locale: 环境变量的值，mbstowcs依赖此值来判断src的编码方式

void CharToWchar(char *src, wchar_t *dest)

{

// 根据环境变量设置locale

setlocale(LC_CTYPE,"zh_CN.utf8");

// mbstowcs函数得到转化为需要的宽字符大小: 计算char转为wcchar存放时实际占用空间大小.

// 也可以直接传入一个大数组代替

//w_size=mbstowcs(NULL, src, 0) + 1;

mbstowcs(dest, src, strlen(src)+1);

}

/**

* 画点函数

*/

void LCD_WritePoint(int x,int y,int c)

{

unsigned int *p=(unsigned int *)(lcd_display_buff+vinfo.xres*y*vinfo.bits_per_pixel/8+x*vinfo.bits_per_pixel/8);

*p=c;

}

/**

* 读点函数

*/

int LCD_ReadPoint(int x,int y)

{

int c;

unsigned int *p=(unsigned int *)(lcd_display_buff+vinfo.xres*y*vinfo.bits_per_pixel/8+x*vinfo.bits_per_pixel/8);

c=*p;

return c;

}

/*初始化摄像头设备*/

int VideoDev_Init(const char *dev_path)

{

/*1. 打开摄像头设备*/

video_fd=open(dev_path,2);

if(video_fd<0)return -1;

/*2. 设置摄像头的输出图像尺寸与图像格式*/

struct v4l2_format video_format;

memset(&video_format,0,sizeof(struct v4l2_format));

video_format.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; //捕获设备

video_format.fmt.pix.height=480;

video_format.fmt.pix.width=800;

video_format.fmt.pix.pixelformat=V4L2_PIX_FMT_YUYV;

if(ioctl(video_fd,VIDIOC_S_FMT,&video_format))return -2;

printf("当前摄像头支持的分辨率:%dx%d\n",video_format.fmt.pix.width,video_format.fmt.pix.height);

if(video_format.fmt.pix.pixelformat!=V4L2_PIX_FMT_YUYV)

{

printf("当前摄像头不支持YUYV格式输出.\n");

return -3;

}

else

{

video_height=video_format.fmt.pix.height;

video_width=video_format.fmt.pix.width;

printf("当前摄像头支持YUYV格式输出.\n");

}

/*3. 申请缓冲区*/

struct v4l2_requestbuffers video_requestbuffers;

memset(&video_requestbuffers,0,sizeof(struct v4l2_requestbuffers));

video_requestbuffers.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

video_requestbuffers.count=4;

video_requestbuffers.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;

if(ioctl(video_fd,VIDIOC_REQBUFS,&video_requestbuffers))return -4;

printf("成功申请的缓冲区数量:%d\n",video_requestbuffers.count);

/*4. 得到每个缓冲区的地址: 将申请的缓冲区映射到进程空间*/

struct v4l2_buffer video_buffer;

memset(&video_buffer,0,sizeof(struct v4l2_buffer));

int i;

for(i=0;i

{

video_buffer.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

video_buffer.index=i;

video_buffer.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;

if(ioctl(video_fd,VIDIOC_QUERYBUF,&video_buffer))return -5;

/*映射缓冲区的地址到进程空间*/

video_buff_buff[i]=mmap(NULL,video_buffer.length,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,video_fd,video_buffer.m.offset);

printf("第%d个缓冲区地址:%#X\n",i,video_buff_buff[i]);

}

/*5. 将缓冲区放入到采集队列*/

memset(&video_buffer,0,sizeof(struct v4l2_buffer));

for(i=0;i

{

video_buffer.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

video_buffer.index=i;

video_buffer.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;

if(ioctl(video_fd,VIDIOC_QBUF,&video_buffer))return -6;

}

/*6. 启动摄像头采集*/

int opt_type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

if(ioctl(video_fd,VIDIOC_STREAMON,&opt_type))return -7;

return 0;

}

/*

将YUV格式数据转为RGB

*/

void yuv_to_rgb(unsigned char *yuv_buffer,unsigned char *rgb_buffer,int iWidth,int iHeight)

{

int x;

int z=0;

unsigned char *ptr = rgb_buffer;

unsigned char *yuyv= yuv_buffer;

for (x = 0; x < iWidth*iHeight; x++)

{

int r, g, b;

int y, u, v;

if (!z)

y = yuyv[0] << 8;

else

y = yuyv[2] << 8;

u = yuyv[1] - 128;

v = yuyv[3] - 128;

r = (y + (359 * v)) >> 8;

g = (y - (88 * u) - (183 * v)) >> 8;

b = (y + (454 * u)) >> 8;

*(ptr++) = (b > 255) ? 255 : ((b < 0) ? 0 : b);

*(ptr++) = (g > 255) ? 255 : ((g < 0) ? 0 : g);

*(ptr++) = (r > 255) ? 255 : ((r < 0) ? 0 : r);

if(z++)

{

z = 0;

yuyv += 4;

}

}

}

/*

LCD显示屏初始化

*/

int LCD_Init(const char *dev_path)

{

/*1. 打开设备文件*/

lcd_fd=open(dev_path,2);

if(lcd_fd<0)

{

return -1;

}

/*2. 获取可变参数*/

if(ioctl(lcd_fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&vinfo))return -2;

printf("屏幕X:%d 屏幕Y:%d 像素位数:%d\n",vinfo.xres,vinfo.yres,vinfo.bits_per_pixel);

//分配显存空间,完成图像显示

lcd_display_buff=malloc(vinfo.xres*vinfo.yres*vinfo.bits_per_pixel/8);

/*3. 获取固定参数*/

if(ioctl(lcd_fd,FBIOGET_FSCREENINFO,&finfo))return -3;

printf("smem_len=%d Byte,line_length=%d Byte\n",finfo.smem_len,finfo.line_length);

/*4. 映射LCD屏物理地址到进程空间*/

lcd_mem_p =(unsigned char *)mmap(0,finfo.smem_len,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,lcd_fd,0); //从文件的那个地方开始映射

memset(lcd_mem_p,0xFFFFFFFF,finfo.smem_len);

return 0;

}

//[root@wbyq code]# ./app /dev/video15 simhei.ttf

//[root@wbyq code]# date -s "2020-09-19 09:39:20"

//编译程序记得加上-lfreetype

int main(int argc,char **argv)

{

if(argc!=3)

{

printf("传参格式:./app \n");

return 0;

}

/*初始化配置FreeType*/

InitConfig_FreeType(argv[2]);

/*1. 初始化摄像头*/

printf("摄像头初始化状态:%d\n",VideoDev_Init(argv[1]));

/*2. 初始化LCD显示屏*/

printf("LCD显示屏的初始化状态:%d\n",LCD_Init("/dev/fb0"));

/*3. 读取摄像头的数据*/

struct pollfd video_fds;

video_fds.events=POLLIN;

video_fds.fd=video_fd;

struct v4l2_buffer video_buffer;

memset(&video_buffer,0,sizeof(struct v4l2_buffer));

unsigned char *rgb_buffer=malloc(video_height*video_width*3);

unsigned char *rgb_p;

int w,h;

int x0;

unsigned char r,g,b;

unsigned int c;

time_t sec;

struct tm c_timedate;

char time_date[50];

wchar_t time_date_wchar[100];

x0=(vinfo.xres-video_width)/2; //摄像头图片显示的起始位置

while(1)

{

/*等待摄像头采集数据*/

poll(&video_fds,1,-1);

/*得到缓冲区的编号*/

video_buffer.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

video_buffer.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;

ioctl(video_fd,VIDIOC_DQBUF,&video_buffer);

//printf("当前采集OK的缓冲区编号:%d,地址:%#X\n",video_buffer.index,video_buff_buff[video_buffer.index]);

/*对缓冲区数据进行处理*/

yuv_to_rgb(video_buff_buff[video_buffer.index],rgb_buffer,video_width,video_height);

/*将图像数据显示在LCD屏幕上*/

rgb_p=rgb_buffer;

for(h=0;h

{

for(w=0;w

{

b=*rgb_p++;

g=*rgb_p++;

r=*rgb_p++;

c=r<<16|g<<8|b<<0;

LCD_WritePoint(w+x0,h,c); /*绘制像素点到LCD屏*/

}

}

/*获取本地时间*/

sec=time(NULL); //获取当前系统的秒单位时间

localtime_r(&sec,&c_timedate); //将秒单位时间转为结构体返回

sprintf(time_date,"%d-%d-%d %d:%d:%d",c_timedate.tm_year+1900,c_timedate.tm_mon+1,c_timedate.tm_mday,c_timedate.tm_hour,c_timedate.tm_min,c_timedate.tm_sec);

//printf("time_date=%s\n",time_date);

//char类型转Wchar

CharToWchar(time_date,time_date_wchar);

LCD_DrawText(x0,0,32,L"实训楼六楼");

LCD_DrawText(x0,32,32,time_date_wchar);

//显示屏进行显示: 将显存空间的数据拷贝到LCD屏进行显示

memcpy(lcd_mem_p,lcd_display_buff,vinfo.xres*vinfo.yres*vinfo.bits_per_pixel/8);

/*将缓冲区放入采集队列*/

ioctl(video_fd,VIDIOC_QBUF,&video_buffer);

}

/*4. 关闭视频设备*/

close(video_fd);

return 0;

}

三、编译与运行效果

[root@wbyq code]# ./app /dev/video15 simhei.ttf

当前摄像头支持的分辨率:640x480

当前摄像头支持YUYV格式输出.

成功申请的缓冲区数量:4

第0个缓冲区地址:0XB6CE9000

第1个缓冲区地址:0XB6C53000

第2个缓冲区地址:0XB6BBD000

第3个缓冲区地址:0XB6B27000

摄像头初始化状态:0

屏幕X:800 屏幕Y:480 像素位数:32

smem_len=4608000 Byte,line_length=3200 Byte

LCD显示屏的初始化状态:0

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