BMP格式图片缩放及在LCD屏幕展示练习

/**
 * @brief ：实现bmp格式图片的2倍缩小功能，并输出新的目标bmp格式文件。最后利用800*480的开发板，展示缩放后的bmp文件
            因为只是进行函数练习，未采用函数封装的做法
 * @author [email protected]
 * @date 2024/05/12
 * CopyRight (c)  2023-2024   [email protected]   All Right Reseverd
 */

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/fb.h>
#include <stdlib.h>

#define MUL 2 // 规定缩放倍数,多重倍数需后续笔者继续优化

#pragma pack(1)                    // 取消默认字节对齐
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER // bmp格式图片的文件信息头1
{
    unsigned short type;      // 文件标识，字母编码“BM”
    unsigned int size;        // 位图文件大小，以字节为单位
    unsigned short reserved1; // 位图文件保留字，为0
    unsigned short reserved2; // 位图文件保留字，为0
    unsigned int offBits;     // 文件开始到位图数据开始自建的偏移量，单位字节
} BMF_HEADER;

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER // bmp格式图片的文件信息头2
{
    unsigned int biSize;         // 图像描述信息块大小，常为28H
    int width;                   // 图像宽度
    int height;                  // 图像高度
    unsigned short biPlanes;     // 图像plane总数（恒为1）
    unsigned short biBit_depth;  // 记录颜色的位数取值1
    unsigned int biCompression;  // 数据压缩方式
    unsigned int biSizeImage;    // 图像区数据的大小，必须是4的倍数
    int biXPelsPerMeter;         // 水平每米像素
    int biYPelsPerMeter;         // 垂直每米像素
    unsigned int biClrUsed;      // 图像所用颜色素，不用，固定为0
    unsigned int biClrImportant; // 重要颜色数，不用，固定为0
} BMFI_HEADER;
#pragma pack() // 恢复默认字节对齐

int main(int argc, char *argv[])
{
    // 1.打开源图片文件，并进行信息提取
    BMF_HEADER S1;
    BMFI_HEADER S2;                       // 用于头文件信息提取
    FILE *bmp_fp = fopen(argv[1], "rb+"); // 打开源图片文件
    if (argc != 3)                        // 错误判断
    {
        printf("Usage:%s <srcfile><dstfile>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    if (!bmp_fp) // 错误判断
    {
        perror("fopen()");
        exit(1);
    }
    fread(&S1, 1, 14, bmp_fp); // 进行源图片的头文件信息提取
    fread(&S2, 1, 40, bmp_fp);

    int bmp_size = S2.width * S2.height * S2.biBit_depth / 8;
    char bmp_buf[bmp_size];              // 申请空间，存放源图片信息
    fread(bmp_buf, 1, bmp_size, bmp_fp); // 读取图片文件信息
    fclose(bmp_fp);                      // 关掉源图片文件

    // 2.进行源图片的数据处理
    /*
    此处的思路，是先将图片信息进行缩放，即用一个新的数组进行采样，每MUL个原数组拼成一个新的数组
    然后再利用采样好的数据进行输出到文件或者LCD
    因此此处仅考虑按顺序采样即可，保证数据不丢失
    */
    char newbuf[bmp_size / MUL / MUL]; // 申请数组，存放重新采样后的图片信息
    int cnt = 0;
    for (int y = 0; y < S2.height; y += MUL) // 存放按倍数缩放采样后的图片信息,每次前进MUL个像素点
    {
        for (int x = 0; x < S2.width; x += MUL)
        {
            newbuf[cnt++] = bmp_buf[(y * S2.width + x) * 3];     // B
            newbuf[cnt++] = bmp_buf[(y * S2.width + x) * 3 + 1]; // G
            newbuf[cnt++] = bmp_buf[(y * S2.width + x) * 3 + 2]; // R
        }
    }

    // 3.创建新的图片文件，并存入相关信息
    FILE *new_fp = fopen(argv[2], "wb+"); // 创建新的图片文件
    if (!new_fp)                          // 错误判断
    {
        perror("fopen()");
        exit(1);
    }
    S2.width = S2.width / MUL;
    S2.height = S2.height / MUL;
    fwrite(&S1, 1, 14, new_fp); // 往新的图片文件写进内容；先写头1
    fwrite(&S2, 1, 40, new_fp); // 往新的图片文件写进内容；写头2
    fwrite(&newbuf, 1, bmp_size / MUL / MUL, new_fp);
    fclose(new_fp);

    // 4.打开LCD设备操作，并申请映射空间
    int lcd_fd = open("/dev/fb0", O_RDWR); // 打开LCD设备
    int *lcd_map = (int *)mmap(NULL,
                               800 * 480 * 4, // 申请映射空间，此处一定要是设备的尺寸
                               PROT_READ | PROT_WRITE,
                               MAP_SHARED,
                               lcd_fd,
                               0);
    // 5.设置图片位置偏移量，并将图片信息写入映射内存
    int X, Y;
    printf("Please enter the location(X Y):\n"); // X和Y是相对于左上角点的位置，让用户输入
    scanf("%d %d", &X, &Y);
    int i = 0;
    int data = 0;
    for (int y = S2.height / MUL - 1; y >= 0; y--) // 此处要写新图片的尺寸，以完整的输入整张图片信息
    {
        for (int x = 0; x < S2.width / MUL; ++x)
        {
            // 把BMP图片的一个像素点的颜色分量转换为LCD屏幕的一个像素点的颜色分量格式  ARGB <--- BGR
            data |= newbuf[i];                     // B
            data |= newbuf[i + 1] << 8;            // G
            data |= newbuf[i + 2] << 16;           // R
            lcd_map[800 * (y + Y) + x + X] = data; // 此处要写LCD屏幕的高度
            i += 3;
            data = 0;
        }
    }
    close(lcd_fd);
    munmap(lcd_map, 800 * 480 * 4); // 此处要写LCD屏幕的尺寸
    return 0;
}

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