通过framebuffer显示png图片
作者：互联网
一、前言
png图片是无损压缩格式，它有一个比较重要的特点是可以让特定区域透明。要显示png图片需要调用png库留出的函数接口，png库留出的函数接口很多，但是帮助手册里没有详细的说明各个函数的用法，网上也没找到太多资料，因此在这里只介绍一种能用的方法。有些函数用法在代码注释里写着。
二、代码
1 /**
2 * filename: png.c
3 * author: Suzkfly
4 * date: 2021-08-14
5 * platform: S3C2416或Ubuntu
6 * 需要提前准备好lv.png这张图片，编译时要加-lpng参数，并且程序运行平台需要有png的库
7 */
8 #include <stdio.h>
9 #include <stdlib.h>
10 #include <string.h>
11 #include <sys/stat.h>
12 #include <sys/types.h>
13 #include <unistd.h>
14 #include <fcntl.h>
15 #include <errno.h>
16 #include <linux/fb.h>
17 #include <sys/mman.h>
18 #include <png.h>
19
20 /**< \brief 定义每个像素点对应的位数，如果是565的屏则为16，如果是888的屏则为32 */
21 #define BITS_PER_PIXEL 32
22 //#define BITS_PER_PIXEL 16
23
24 /**< \brief 根据实际情况修改，此处为unsigned short是565的屏，根据程序打印出的
25 bits_per_pixel的值可以判断出输出格式是565还是888 */
26 #if (BITS_PER_PIXEL == 32)
27 typedef unsigned int color_t;
28 #elif (BITS_PER_PIXEL == 16)
29 typedef unsigned short color_t;
30 #endif
31
32 static struct fb_var_screeninfo __g_vinfo; /* 显示信息 */
33 color_t *__gp_frame; /* 虚拟屏幕首地址 */
34
35 /* framebuffer初始化 */
36 int framebuffer_init (void)
37 {
38 int fd = 0;
39
40 fd = open("/dev/fb0", O_RDWR);
41 if (fd == -1) {
42 perror("fail to open /dev/fb0\n");
43 return -1;
44 }
45
46 /* 获取显示信息 */
47 ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &__g_vinfo); /* 获取显示信息 */
48 printf("bits_per_pixel = %d\n", __g_vinfo.bits_per_pixel); /* 得到一个像素点对应的位数 */
49 printf("xres_virtual = %d\n", __g_vinfo.xres_virtual); /* 打印虚拟屏幕列数 */
50 printf("yres_virtual = %d\n", __g_vinfo.yres_virtual); /* 打印虚拟屏幕行数 */
51 printf("xres = %d\n", __g_vinfo.xres); /* 打印屏幕列数 */
52 printf("yres = %d\n", __g_vinfo.yres); /* 打印屏幕行数 */
53
54 /* 设置显示信息 */
55 /*
56 __g_vinfo.xres_virtual = 2048;
57 __g_vinfo.yres_virtual = 1920;
58 __g_vinfo.xres = 800;
59 __g_vinfo.yres = 600;
60 if (ioctl(fd, FBIOPUT_VSCREENINFO, &__g_vinfo)) {
61 perror ("Get VScreen Info Error\n");
62 exit (1);
63 }
64 */
65
66 /* 获取显示信息 */
67 //ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &__g_vinfo); /* 获取显示信息 */
68 //printf("bits_per_pixel = %d\n", __g_vinfo.bits_per_pixel); /* 得到一个像素点对应的位数 */
69 //printf("xres_virtual = %d\n", __g_vinfo.xres_virtual); /* 打印虚拟屏幕列数 */
70 //printf("yres_virtual = %d\n", __g_vinfo.yres_virtual); /* 打印虚拟屏幕行数 */
71 //printf("xres = %d\n", __g_vinfo.xres); /* 打印屏幕列数 */
72 //printf("yres = %d\n", __g_vinfo.yres); /* 打印屏幕行数 */
73
74 __gp_frame = mmap(NULL, /* 映射区的开始地址，为NULL表示由系统决定映射区的起始地址 */
75 __g_vinfo.xres_virtual * __g_vinfo.yres_virtual * __g_vinfo.bits_per_pixel / 8, /* 映射区大小 */
76 PROT_WRITE | PROT_READ, /* 内存保护标志（可读可写） */
77 MAP_SHARED, /* 映射对象类型（与其他进程共享） */
78 fd, /* 有效的文件描述符 */
79 0); /* 被映射内容的偏移量 */
80 if (__gp_frame == NULL) {
81 perror("fail to mmap\n");
82 return -1;
83 }
84
85 return 0;
86 }
87
88 /**
89 * \brief 填充整屏
90 */
91 void full_screen (color_t color)
92 {
93 int i;
94 color_t *p = __gp_frame;
95
96 for (i = 0; i < __g_vinfo.xres_virtual * __g_vinfo.yres_virtual; i++) {
97 *p++ = color;
98 }
99 }
100
101 /**
102 * \brief 清屏
103 */
104 void clear()
105 {
106 full_screen(0);
107 }
108
109 /**
110 * \brief 画点
111 */
112 void draw_point(int x, int y, color_t color)
113 {
114 color_t *p = __gp_frame;
115
116 p += __g_vinfo.xres_virtual * y + x;
117 *p = color;
118 }
119
120 /**
121 * \brief 在指定位置显示PNG图片
122 *
123 * \param[in] x：x坐标
124 * \param[in] y：y坐标
125 * \param[in] file_path：file_path图片文件路径
126 *
127 * \retval 成功返回0，失败返回-1
128 */
129 int Show_PNG(int x, int y, const char *file_path)
130 {
131 png_structp png_ptr; /* 该结构可通过png_create_read_struct函数得到，作为内部结构，会作为参数传给其他函数，一般不会被用户使用 */
132 png_infop info_ptr; /* 用于保存png图片的信息，直接访问容易导致程序出问题，因此如果想要获取png图片信息最好调用库提供的函数接口 */
133 int color_type = 0;
134 int image_width, image_height;
135 char sig[8] = { 0 }; /* 8个字节用来存储png文件头 */
136 int i, j;
137 int R, G, B, A = 0;
138 FILE *p_fp;
139 png_bytep *row_pointers; /* 指针数组，数组中的每一个指针都指向一行图像数据 */
140 int bytes_per_pix = 0; /* 一个像素点占用的字节数 */
141 color_t color;
142
143 /* 打开png文件 */
144 if ((p_fp = fopen(file_path, "rb")) == NULL) {
145 fprintf(stderr, "%s open fail!!!\n", file_path);
146 return -1;
147 }
148
149 /* 把文件前8个字节读出来，用来判断该文件是不是png文件，这8个字节必须是：
150 89 50 4e 47 0d 0a 1a 0a。如果使用了png_sig_cmp函数来判断文件头，那么后面
151 要读取数据之前要先调用png_set_sig_bytes，以告知文件头信息已经读取过了。
152 png_sig_cmp传递的第1个参数为需要检查的文件头数据指针，检查范围为
153 sig[第2个参数]~sig[第2个参数+第3个参数-1] */
154 fread(sig, 1, sizeof(sig), p_fp);
155 if (0 != png_sig_cmp(sig, 0, sizeof(sig))) {
156 fprintf(stderr, "The file is not PNG\n");
157 return -1;
158 }
159
160 /* 创建一个png_structp结构体，第1个参数为png库的版本，直接传入
161 PNG_LIBPNG_VER_STRING宏即可，第2个参数为给出错处理函数（即第3个参数）传递
162 的指针，第3个参数为出错处理函数的指针，第4个参数为警告处理函数的指针。
163 如果后3个参数传NULL，则表示使用系统默认的处理函数 */
164 png_ptr = png_create_read_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING, NULL, NULL, NULL);
165 if (png_ptr == NULL) {
166 fclose(p_fp);
167 return -1;
168 }
169
170 /* 创建一个info_ptr，必须的 */
171 info_ptr = png_create_info_struct(png_ptr);
172 if (info_ptr == NULL) {
173 fclose(p_fp);
174 png_destroy_read_struct(&png_ptr, NULL, NULL);
175 return -1;
176 }
177
178 /* 如果上面png_create_read_struct没有自定义错误处理，这里是必须的 */
179 if (setjmp(png_jmpbuf(png_ptr))) {
180 png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, NULL);
181 fclose(p_fp);
182
183 return -1;
184 }
185
186 /* 初始化文件IO，相当于将文件流指针和png_ptr绑定了 */
187 png_init_io(png_ptr, p_fp);
188
189 /* 如果前面调用了png_sig_cmp，那么就要调用本函数，否则程序在运行时会报错 */
190 png_set_sig_bytes(png_ptr, sizeof(sig));
191
192 /* 读取png图片信息。该函数相当于调用了png_read_info(),png_read_image()和
193 png_read_end()。如果调用了该函数，那么就不该再调用任何png_set_transform()
194 函数。
195 PNG_TRANSFORM_IDENTITY No transformation
196 PNG_TRANSFORM_STRIP_16 Strip 16-bit samples to
197 8 bits
198 PNG_TRANSFORM_STRIP_ALPHA Discard the alpha channel（丢弃透明度通道）
199 PNG_TRANSFORM_PACKING Expand 1, 2 and 4-bit
200 samples to bytes
201 PNG_TRANSFORM_PACKSWAP Change order of packed
202 pixels to LSB first
203 PNG_TRANSFORM_EXPAND Perform set_expand()
204 PNG_TRANSFORM_INVERT_MONO Invert monochrome images
205 PNG_TRANSFORM_SHIFT Normalize pixels to the
206 sBIT depth
207 PNG_TRANSFORM_BGR Flip RGB to BGR, RGBA
208 to BGRA
209 PNG_TRANSFORM_SWAP_ALPHA Flip RGBA to ARGB or GA
210 to AG
211 PNG_TRANSFORM_INVERT_ALPHA Change alpha from opacity
212 to transparency
213 PNG_TRANSFORM_SWAP_ENDIAN Byte-swap 16-bit samples
214
215 最后一个参数没有使用，传NULL即可*/
216 png_read_png(png_ptr, info_ptr, PNG_TRANSFORM_EXPAND, NULL);
217 //png_read_png(png_ptr, info_ptr, PNG_TRANSFORM_EXPAND | PNG_TRANSFORM_STRIP_ALPHA, NULL);
218
219 if ((png_ptr != NULL) && (info_ptr != NULL)) {
220 /* 获取图像的宽高 */
221 image_width = png_get_image_width(png_ptr, info_ptr);
222 image_height = png_get_image_height(png_ptr, info_ptr);
223 printf("width:%d,height:%d\n", image_width, image_height);
224
225 /* 获取图像颜色类型。如果在png_read_png中选择丢弃透明度通道，那么
226 color_type的值就是PNG_COLOR_TYPE_RGB，否则是PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA */
227 color_type = png_get_color_type(png_ptr, info_ptr);
228 printf("color type:%d\n", color_type);
229 }
230
231 /* 获取所有的图像数据 */
232 row_pointers = png_get_rows(png_ptr, info_ptr);
233
234 /* RGB格式 */
235 if ((color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB) || (color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA)) {
236 if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB) {
237 bytes_per_pix = 3;
238 } else if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA) {
239 bytes_per_pix = 4;
240 }
241
242 for(i = 0; i < image_height; i++) {
243 for(j = 0; j < (image_width * bytes_per_pix); j += bytes_per_pix) {
244 R = row_pointers[i][j + 0];
245 G = row_pointers[i][j + 1];
246 B = row_pointers[i][j + 2];
247 #if (BITS_PER_PIXEL == 32)
248 if (color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA) {
249 A = row_pointers[i][j + 3];
250 }
251 /* 对于RGB888的显示屏来说，如果支持透明度，那么传入的颜色数据的高
252 8位表示的就是透明度 */
253 color = (A << 24) | (R << 16) | (G << 8) | B;
254 #elif (BITS_PER_PIXEL == 16)
255 R >>= 3;
256 G >>= 2;
257 B >>= 3;
258 color = (R << 11) | (G << 5) | B;
259 #endif
260 draw_point(j / bytes_per_pix + x, i + y, color);
261 }
262 }
263 }
264
265 /* 清理图像，释放内存 */
266 png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, 0);
267
268 fclose(p_fp);
269
270 return 0;
271 }
272
273
274 int main(int argc, const char *argv[])
275 {
276 if (framebuffer_init()) {
277 return 0;
278 }
279
280 /* 清屏 */
281 clear();
282
283 Show_PNG(100, 100, "lv.png");
284
285 return 0;
286 }
说明：lv.png这张图片需要提前准备好，编译时要加-lpng参数。
三、问题和总结
1. 如果程序运行时报错：
error while loading shared libraries: libpng.so.3: cannot open shared object file: No such file or directory
说明运行程序的平台上缺少png库，需要去下载，并将下载好的库复制到/lib目录下。
我下载的库在这里：libpng12.tar.gz
2. 如果显示的图片有透明区域，那么图片显示出来会有一些黑色区域（不一定是框框，反正就是大片的黑色区域），如下图（右），左边是我在电脑上打开后显示的样子。
为了解决这个问题，我在网上搜了很多资料，发现确实有很多网友遇到过这样的问题，但他们都是用别的平台或者语言。在linux下有很多显示png图片的资料，但是却没有人提到过这个问题。
有意思的是，我将这张图片通过微信发出去，在聊天窗口中显示的也是带黑框的（同上图右相同），但是将图片点开，并点击查看原图，黑框就会消失。这至少说明这是一个普遍存在并且可以解决的问题，希望以后的某一天我也能找到解决办法。
标签：__,color,vinfo,png,framebuffer,ptr,PNG,图片 来源： https://www.cnblogs.com/Suzkfly/p/15142201.html