imx6ull/linux应用编程学习(7）在LCD上显示文字

在linux中，确实可以像裸机一样自己取模、自己写函数打点显示，但是效率很低，不能满足多文字显示，在Linux 系统中，字体文件通常会放在/usr/share/fonts 目录下，有了字体文件之后，我们就不需要再对字符进行取模了，它们已经编码进了字体文件中，我们只需要解析字体文件、访问字体文件，从字体文件中读取出字符的位图数据即可。

freetype：

FreeType 一个完全免费（开源）的软件字体引擎库，FreeType”也称为“FreeType 2”，以区别于旧的、已弃用的“FreeType 1”库， Freetype 1库已经不再维护和支持了。

下载 FreeType 源码:进入到 https://download.savannah.gnu.org/releases/freetype/链接地址

例如下载2.8版本，选择 freetype-2.8.tar.gz 压缩文件：

（tips：有很多情况直接点击会进入网页乱码下载不了，可以开个加速器，我开了加速器下载成功了）

将freetype传到ubuntu，同样，创一个freetype文件夹作为安装路径。

解压：

tar -xzf freetype-2.8.tar.gz

进入其解压文件目录freetype-2.8

执行：

vi include/freetype/config/ftoption.h

这里我们打开以下两个配置宏：

#define FT_CONFIG_OPTION_SYSTEM_ZLIB
#define FT_CONFIG_OPTION_USE_PNG

第一个配置宏表示使用系统安装的 zlib 库，因为 FreeType 支持 Gzip 压缩文件，会使用到 zlib 库， zlib之前我们移植好了；第二个配置宏表示支持 PNG bitmap 位图，因为 FreeType 可以加载 PNG 格式的彩色位图字形，需要依赖于 libpng 库，这个库前面我们也是移植好了。

接着执行如下命令对 FreeType 工程源码进行配置：

./configure --prefix=/home/book/linux/tool/freetype/ --host=arm-poky-linux-gnueabi --with-zlib=yes --with-bzip2=no --with-png=yes --with-harfbuzz=no ZLIB_CFLAGS="-I/home/book/linux/tool/zlib/include -L/home/book/linux/tool/zlib/lib" ZLIB_LIBS=-lz LIBPNG_CFLAGS="-I/home/book/linux/tool/png/include -L/home/book/linux/tool/libpng/lib" LIBPNG_LIBS=-lpng

--prefix 选项指定 FreeType 库的安装目录； --host 选项设置为交叉编译器名称的前缀，

--with-zlib=yes 表示使用 zlib；

--with-bzip2=no 表示不使用 bzip2 库； --with-png=yes 表示使用 libpng 库； --with-harfbuzz=no 表示不使用 harfbuzz 库。

ZLIB_CFLAGS 选项用于指定 zlib 的头文件路径和库文件路径，根据实际安装路径填写； ZLIB_LIBS 选项指定链接的 zlib 库的名称；

LIBPNG_CFLAGS 选项用于指定 libpng 的头文件路径和库文件路径，根据实际安装路径填写； LIBPNG_LIBS 选项用于指定链接的 libpng 库的名称

接下来编译安装：

make
make install

如果出现错误，那么有可能是环境没设置错误，如果正确就跳过以下步骤。

1.确保指定的 zlib 和 libpng 库路径是正确的，并且库文件存在：

ls /home/book/linux/tool/zlib/lib/libz.*
ls /home/book/linux/tool/libpng/lib/libpng.*

2.将库路径添加到 LDFLAGS 环境变量中，以确保链接器可以找到这些库：

export LDFLAGS="-L/home/book/linux/tool/zlib/lib -L/home/book/linux/tool/libpng/lib"

3.确保 LIBPNG_LIBS 和 ZLIB_LIBS 环境变量设置正确：

export ZLIB_LIBS="-lz"
export LIBPNG_LIBS="-lpng"

4.最后程序执行链接编译

./configure --prefix=/home/book/linux/tool/freetype/ --host=arm-poky-linux-gnueabi --with-zlib=yes --with-bzip2=no --with-png=yes --with-harfbuzz=no ZLIB_CFLAGS="-I/home/book/linux/tool/zlib/include -L/home/book/linux/tool/zlib/lib" ZLIB_LIBS="-lz" LIBPNG_CFLAGS="-I/home/book/linux/tool/png/include -L/home/book/linux/tool/libpng/lib" LIBPNG_LIBS="-lpng"

make

make install

移植到开发板

接下来将编译得到的动态链接库文件拷贝到开发板 Linux 系统/usr/lib 目录，在拷贝之前，需将/usr/lib 目录下原有的 FreeType 库文件删除掉，执行下面这条命令：

rm -rf /usr/lib/libfreetype.*

删除之后，再将我们编译得到的库文件拷贝到开发板/usr/lib 目录下，也就是 FreeType 安装目录 lib 目录下的所有库文件，拷贝的时候注意符号链接的问题。拷贝完成之后，如下所示：

，建议用nfs。

将文件传至nfs后

sudo cp -r /mnt/lib/* /usr/lib/

注意：不要忘了*，因为链接也要传过去

如果是scp的话：

sudo mv /home/user/temp_lib/* /usr/lib/

注意后面的链接不能丢

基本概念：

像素点数 = 点数 * dpi / 72

譬如，假设某一显示设备水平方向 dpi 为 300，已知水平方向的点数为 50，那么像素点数的计算方式为：

50 * 300 / 72 = 208 所以可以算出像素点数为 208，

例程：例程这儿引用韦东山老师的源码

#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/fb.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <wchar.h>
#include <sys/ioctl.h>#include <ft2build.h>
#include FT_FREETYPE_H
#include FT_GLYPH_Hint fd_fb;
struct fb_var_screeninfo var;   /* Current var */
struct fb_fix_screeninfo fix;   /* Current fix */
int screen_size;
unsigned char *fbmem;
unsigned int line_width;
unsigned int pixel_width;/* color : 0x00RRGGBB */
void lcd_put_pixel(int x, int y, unsigned int color)
{unsigned char *pen_8 = fbmem+y*line_width+x*pixel_width;unsigned short *pen_16; unsigned int *pen_32;   unsigned int red, green, blue;  pen_16 = (unsigned short *)pen_8;pen_32 = (unsigned int *)pen_8;switch (var.bits_per_pixel){case 8:{*pen_8 = color;break;}case 16:{/* 565 */red   = (color >> 16) & 0xff;green = (color >> 8) & 0xff;blue  = (color >> 0) & 0xff;color = ((red >> 3) << 11) | ((green >> 2) << 5) | (blue >> 3);*pen_16 = color;break;}case 32:{*pen_32 = color;break;}default:{printf("can't surport %dbpp\n", var.bits_per_pixel);break;}}
}/*********************************************************************** 函数名称： draw_bitmap* 功能描述： 根据bitmap位图，在LCD指定位置显示汉字* 输入参数： x坐标，y坐标，位图指针* 输出参数： 无* 返 回 值： 无* 修改日期        版本号     修改人        修改内容* -----------------------------------------------* 2020/05/12        V1.0     zh(angenao)         创建***********************************************************************/ 
void
draw_bitmap( 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;//printf("x = %d, y = %d\n", x, y);for ( j = y, q = 0; j < y_max; j++, q++ ){for ( i = x, p = 0; i < x_max; i++, p++ ){if ( i < 0      || j < 0       ||i >= var.xres || j >= var.yres )continue;//image[j][i] |= bitmap->buffer[q * bitmap->width + p];lcd_put_pixel(i, j, bitmap->buffer[q * bitmap->width + p]);}}
}int compute_string_bbox(FT_Face       face, wchar_t *wstr, FT_BBox  *abbox)
{int i;int error;FT_BBox bbox;FT_BBox glyph_bbox;FT_Vector pen;FT_Glyph  glyph;FT_GlyphSlot slot = face->glyph;/* 初始化 */bbox.xMin = bbox.yMin = 32000;bbox.xMax = bbox.yMax = -32000;/* 指定原点为(0, 0) */pen.x = 0;pen.y = 0;/* 计算每个字符的bounding box *//* 先translate, 再load char, 就可以得到它的外框了 */for (i = 0; i < wcslen(wstr); i++){/* 转换：transformation */FT_Set_Transform(face, 0, &pen);/* 加载位图: load glyph image into the slot (erase previous one) */error = FT_Load_Char(face, wstr[i], FT_LOAD_RENDER);if (error){printf("FT_Load_Char error\n");return -1;}/* 取出glyph */error = FT_Get_Glyph(face->glyph, &glyph);if (error){printf("FT_Get_Glyph error!\n");return -1;}/* 从glyph得到外框: bbox */FT_Glyph_Get_CBox(glyph, FT_GLYPH_BBOX_TRUNCATE, &glyph_bbox);/* 更新外框 */if ( glyph_bbox.xMin < bbox.xMin )bbox.xMin = glyph_bbox.xMin;if ( glyph_bbox.yMin < bbox.yMin )bbox.yMin = glyph_bbox.yMin;if ( glyph_bbox.xMax > bbox.xMax )bbox.xMax = glyph_bbox.xMax;if ( glyph_bbox.yMax > bbox.yMax )bbox.yMax = glyph_bbox.yMax;/* 计算下一个字符的原点: increment pen position */pen.x += slot->advance.x;pen.y += slot->advance.y;}/* return string bbox */*abbox = bbox;
}int display_string(FT_Face     face, wchar_t *wstr, int lcd_x, int lcd_y)
{int i;int error;FT_BBox bbox;FT_Vector pen;FT_Glyph  glyph;FT_GlyphSlot slot = face->glyph;/* 把LCD坐标转换为笛卡尔坐标 */int x = lcd_x;int y = var.yres - lcd_y;/* 计算外框 */compute_string_bbox(face, wstr, &bbox);/* 反推原点 */pen.x = (x - bbox.xMin) * 64; /* 单位: 1/64像素 */pen.y = (y - bbox.yMax) * 64; /* 单位: 1/64像素 *//* 处理每个字符 */for (i = 0; i < wcslen(wstr); i++){/* 转换：transformation */FT_Set_Transform(face, 0, &pen);/* 加载位图: load glyph image into the slot (erase previous one) */error = FT_Load_Char(face, wstr[i], FT_LOAD_RENDER);if (error){printf("FT_Load_Char error\n");return -1;}/* 在LCD上绘制: 使用LCD坐标 */draw_bitmap( &slot->bitmap,slot->bitmap_left,var.yres - slot->bitmap_top);/* 计算下一个字符的原点: increment pen position */pen.x += slot->advance.x;pen.y += slot->advance.y;}return 0;
}int main(int argc, char **argv)
{wchar_t *wstr = L"百问网www.100ask.net";FT_Library    library;FT_Face       face;int error;FT_BBox bbox;int font_size = 24;int lcd_x, lcd_y;if (argc < 4){printf("Usage : %s <font_file> <lcd_x> <lcd_y> [font_size]\n", argv[0]);return -1;}lcd_x = strtoul(argv[2], NULL, 0);      lcd_y = strtoul(argv[3], NULL, 0);      if (argc == 5)font_size = strtoul(argv[4], NULL, 0);      fd_fb = open("/dev/fb0", O_RDWR);if (fd_fb < 0){printf("can't open /dev/fb0\n");return -1;}if (ioctl(fd_fb, FBIOGET_VSCREENINFO, &var)){printf("can't get var\n");return -1;}if (ioctl(fd_fb, FBIOGET_FSCREENINFO, &fix)){printf("can't get fix\n");return -1;}line_width  = var.xres * var.bits_per_pixel / 8;pixel_width = var.bits_per_pixel / 8;screen_size = var.xres * var.yres * var.bits_per_pixel / 8;fbmem = (unsigned char *)mmap(NULL , screen_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_fb, 0);if (fbmem == (unsigned char *)-1){printf("can't mmap\n");return -1;}/* 清屏: 全部设为黑色 */memset(fbmem, 0, screen_size);error = FT_Init_FreeType( &library );              /* initialize library */error = FT_New_Face( library, argv[1], 0, &face ); /* create face object */FT_Set_Pixel_Sizes(face, font_size, 0);display_string(face, wstr, lcd_x, lcd_y);return 0;   
}

编译：

${CC} -o show_line show_line.c -I/home/book/linux/tool/freetype/include/freetype2 -L/home/book/linux/tool/freetype/lib -lfreetype -L/home/book/linux/tool/zlib/lib -lz -L/home/book/linux/tool/libpng/lib -lpng -lm

后将show_line和simsun.ttc传过去，运行成功（simsun.ttc是定义的字体文件）