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《I.MX6U嵌入式Linux C应用编程指南》第二十四章 在LCD上显示字符

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正点原子

出0入234汤圆
发表于 2021-8-26 15:57:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 正点原子 于 2021-8-26 15:57 编辑

1）实验平台：正点原子i.MX6ULL Linux阿尔法开发板
2)  章节摘自【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux C应用编程指南
3）购买链接:https://item.taobao.com/item.htm?&id=603672744434
4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boards/arm-linux/zdyz-i.mx6ull.html
5）正点原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890
6）正点原子Linux技术交流群：1027879335 1.png

2.jpg


3.png


第二十四章 在LCD上显示字符

前面几个章节向大家介绍了如何在LCD屏上显示图像，本章我们就来学习下，如何在LCD屏上显示字符，譬如数字、字母以及中文字符等，相信很多读者都已经迫不及待的想要了解了。OK，废话不多说直接开干！
本章将会讨论如下主题。
使用原始的方式：自己取模显示字符
使用freetype访问字体文件；
freetype简介；
freetype移植；
freetype的使用介绍。
1.1原始方式：取模显示字符
       LCD显示屏是由width * height个像素点构成的，显示字符，一个非常容易想到的方法便是对字符取模，然后在LCD屏上打点显示字符；如果大家以前学习过单片机，想必接触过一些显示屏，譬如oled、或者其它一些点阵式的显示屏，其实这些显示屏显示字符的原理都是一样的，如下所示：
第二十四章 在LCD上显示字符351.png

图 24.1.1 字符点阵图

       我们可以通过一些字符取模软件获取到字符的子模；所谓子模，其实就是一个二维数组，用于表示字符点阵中，哪些小方块应该要填充颜色、哪些小方块不填充颜色。譬如上图“正”字符点阵，这是一个宽度为64（64个小方块）、高度为86（86个小方块）的字符点阵，我们会使用一个二维数组来表示这个字符点阵：
  1. unsigned char arr[86][8];
复制代码

       也就是一个86行8列的unsigned char类型数组，数组存储的其实就是字符的位图数据，字符点阵中的每一个小方块对应一个bit位，因为一行一共有64个小方块、也就对应8个字节（8 * 8 = 64）；将填充颜色的方块使用1表示、不填充颜色的方块使用0来表示，所以一个小方块刚好可以使用一个bit位来描述。
       以上给大家简单地介绍了字符点阵的问题，相信绝大部分读者都知道这些基础的东西，其实本不太想讲这些内容，但是考虑到可能有些读者确实就真的没接触这些，所以还是简单地提一下。
       我们编写一个简单的程序去测试下，网上有很多的这种字符取模的小软件，大家可以找一下，我们用这个取模软件，获取几个字符的子模，然后在我们的LCD屏上去显示这些字符。
编写应用程序
       本例程源码对应的路径为：开发板光盘->11、Linux C应用编程例程源码->24_freetype->show_char.c。
       示例代码 24.1.1 以取模打点方式在LCD上显示字符
  1. /***************************************************************
  2. Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2021. All rights reserved.
  3. 文件名 : show_character.c
  4. 作者 : 邓涛
  5. 版本 : V1.0
  6. 描述 : 使用取模软件获取字符的子模，在LCD上显示字符
  7. 其他 : 无
  8. 论坛 : <a href="www.openedv.com" target="_blank">www.openedv.com</a>
  9. 日志 : 初版 V1.0 2021/7/09 邓涛创建
  10. ***************************************************************/

  12. #include <stdio.h>
  13. #include <stdlib.h>
  14. #include <sys/types.h>
  15. #include <sys/stat.h>
  16. #include <fcntl.h>
  17. #include <unistd.h>
  18. #include <sys/ioctl.h>
  19. #include <string.h>
  20. #include <errno.h>
  21. #include <string.h>
  22. #include <sys/mman.h>
  23. #include <linux/fb.h>

  25. #define FB_DEV      "/dev/fb0"      //LCD设备节点

  27. static int width;                       //LCD宽度
  28. static int height;                      //LCD高度
  29. static unsigned short *screen_base = NULL;//LCD显存基地址

  31. static unsigned char ch_char1[86][8] = {
  32. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  33. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  34. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  35. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  36. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  37. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  38. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  39. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  40. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  41. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  42. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  43. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  44. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  45. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  46. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  47. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  48. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  49. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  50. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  51. {0xF0,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x07},
  52. {0xF0,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x07},
  53. {0xF0,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x07},
  54. {0xF0,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x07},
  55. {0xF0,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x07},
  56. {0xF0,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x07},
  57. {0xF0,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x07},
  58. {0xF0,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x07},
  59. {0xF0,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x07},
  60. {0x00,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  61. {0x00,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  62. {0x00,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  63. {0x00,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  64. {0x00,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  65. {0x00,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  66. {0x00,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  67. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  68. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  69. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  70. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  71. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  72. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  73. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0xFF,0xFF,0xFF,0x01},
  74. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0xFF,0xFF,0xFF,0x01},
  75. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0xFF,0xFF,0xFF,0x01},
  76. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0xFF,0xFF,0xFF,0x01},
  77. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0xFF,0xFF,0xFF,0x01},
  78. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0xFF,0xFF,0xFF,0x01},
  79. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0xFF,0xFF,0xFF,0x01},
  80. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0xFF,0xFF,0xFF,0x01},
  81. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0xFF,0xFF,0xFF,0x01},
  82. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  83. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  84. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  85. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  86. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  87. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  88. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  89. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  90. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  91. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  92. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  93. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  94. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  95. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  96. {0x00,0xFC,0x07,0xC0,0x7F,0x00,0x00,0x00},
  97. {0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x1F},
  98. {0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x1F},
  99. {0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x1F},
  100. {0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x1F},
  101. {0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x1F},
  102. {0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x1F},
  103. {0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x1F},
  104. {0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x1F},
  105. {0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x1F},
  106. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  107. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  108. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  109. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  110. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  111. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  112. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  113. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  114. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  115. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  116. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  117. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"正",0*/
  118. };

  120. static unsigned char ch_char2[86][8] = {
  121. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  122. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  123. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  124. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  125. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  126. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  127. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  128. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  129. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  130. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  131. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  132. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  133. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  134. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  135. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  136. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0x07,0x00,0x00,0x00},
  137. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0x07,0x00,0x00,0x00},
  138. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0x07,0x00,0x00,0x00},
  139. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0x07,0x00,0x00,0x00},
  140. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0x07,0x00,0x00,0x00},
  141. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0xFF,0xFF,0xFF,0x0F},
  142. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0xFF,0xFF,0xFF,0x0F},
  143. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0xFF,0xFF,0xFF,0x0F},
  144. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0xFF,0xFF,0xFF,0x0F},
  145. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0xFF,0xFF,0xFF,0x0F},
  146. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0xFF,0xFF,0xFF,0x0F},
  147. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0xFF,0xFF,0xFF,0x0F},
  148. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0xFF,0xFF,0xFF,0x0F},
  149. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0x07,0x00,0x00,0x00},
  150. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0x07,0x00,0x00,0x00},
  151. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0x07,0x00,0x00,0x00},
  152. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0x07,0x00,0x00,0x00},
  153. {0x00,0x00,0x00,0xFC,0x07,0x00,0x00,0x00},
  154. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  155. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  156. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  157. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  158. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  159. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  160. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  161. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  162. {0x00,0xFF,0x01,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00},
  163. {0x00,0xFF,0x01,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00},
  164. {0x00,0xFF,0x01,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00},
  165. {0x00,0xFF,0x01,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00},
  166. {0x00,0xFF,0x01,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00},
  167. {0x00,0xFF,0x01,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00},
  168. {0x00,0xFF,0x01,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00},
  169. {0x00,0xFF,0x01,0x00,0x00,0xC0,0x7F,0x00},
  170. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  171. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  172. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  173. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  174. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  175. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  176. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  177. {0x00,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0x00},
  178. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  179. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x00},
  180. {0x00,0x01,0x00,0x00,0xC0,0x00,0x7C,0x00},
  181. {0x00,0x0F,0x00,0x03,0xF8,0x00,0x7F,0x00},
  182. {0x80,0x3F,0xF0,0x03,0xFF,0x81,0xFF,0x00},
  183. {0x80,0xFF,0xFC,0x03,0xFE,0x81,0xFF,0x00},
  184. {0xC0,0x7F,0xFC,0x07,0xFE,0x03,0xFF,0x01},
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  368. {0x00,0xE0,0xFF,0xFF,0x07,0x00,0x00,0x00},
  369. {0x00,0xE0,0xFF,0xFF,0x07,0x00,0x00,0x00},
  370. {0x00,0xE0,0xFF,0xFF,0x03,0x00,0x00,0x00},
  371. {0x00,0xC0,0xFF,0xFF,0x01,0x00,0x00,0x00},
  372. {0x00,0xC0,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00},
  373. {0x00,0xC0,0xFF,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00},
  374. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  375. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  376. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  377. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  378. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  379. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  380. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  381. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  382. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  383. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},
  384. {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"子",3*/
  385. };

  387. #define argb8888_to_rgb565(color)   ({ \
  388.             unsigned int temp = (color); \
  389.             ((temp & 0xF80000UL) >> 8) | \
  390.             ((temp & 0xFC00UL) >> 5) | \
  391.             ((temp & 0xF8UL) >> 3); \
  392.             })

  394. /********************************************************************
  395. * 函数名称： lcd_draw_character
  396. * 功能描述： 在LCD屏指定位置处(x, y)画字符, 参数color指定字符的颜色
  397.               指针ch指向字符对应的子模数组、参数w、h分别表示字符的宽度和高度
  398. * 输入参数： color
  399. * 返 回 值： 无
  400. ********************************************************************/
  401. static void lcd_draw_character(unsigned int x, unsigned int y,
  402.             const unsigned char *ch, unsigned int w,
  403.             unsigned int h, unsigned int color)
  404. {
  405.     unsigned short rgb565_color = argb8888_to_rgb565(color);//得到RGB565颜色值
  406.     unsigned long temp;
  407.     unsigned int end_x, end_y;
  408.     int j;
  409.     int columns;

  411.     /**
  412.     计算出二维数组有多少列
  413.     参数w表示的是字符的宽度，1个宽度表示的是1个bit位
  414.     并不是一个字节，这里要注意，如果宽度不是byte单位的整数倍
  415.     通常会补零
  416.     **/
  417.     columns = w / 8;    //1byte=8bit
  418.     if (0 != w % 8) columns++;

  420.     /* 对参数进行限定 */
  421.     if (w < 1 || h < 1) return;
  422.     if (x >= width || y >= height) return;

  424.     /* 计算出结束坐标位置 */
  425.     end_x = x + w - 1;
  426.     end_y = y + h - 1;

  428.     /* 对结束坐标位置进行限定 */
  429.     if (end_x >= width)
  430.         end_x = width - 1;
  431.     if (end_y >= height)
  432.         end_y = height - 1;

  434.     /* 计算有效宽度 */
  435.     h = end_y - y + 1;
  436.     w = end_x - x + 1;

  438.     /* 打点 */
  439.     temp = y * width + x; //定位到起点
  440.     for (y = 0; y < h; y++, temp += width) {

  442.         for (x = 0, j = 0; x < w; ) {

  444.             if (*(ch + y * columns + j) & (0x1 << (x % 8)))
  445.                 screen_base[temp + x] = rgb565_color;
  446.             x++;
  447.             if (0 == x % 8) j++;
  448.         }
  449.     }
  450. }

  452. int main(void)
  453. {
  454.     struct fb_var_screeninfo fb_var = {0};
  455.     struct fb_fix_screeninfo fb_fix = {0};
  456.     unsigned long screen_size;
  457.     int fd;

  459.     /* 打开framebuffer设备 */
  460.     fd = open(FB_DEV, O_RDWR);
  461.     if (0 > fd) {
  462.         fprintf(stderr, "open error: %s: %s\n", FB_DEV, strerror(errno));
  463.         exit(EXIT_FAILURE);
  464.     }

  466.     /* 获取framebuffer设备信息 */
  467.     ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &fb_var);
  468.     ioctl(fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &fb_fix);

  470.     screen_size = fb_fix.line_length * fb_var.yres;
  471.     width = fb_var.xres;
  472.     height = fb_var.yres;

  474.     /* 内存映射 */
  475.     screen_base = mmap(NULL, screen_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
  476.     if (MAP_FAILED == (void *)screen_base) {
  477.         perror("mmap error");
  478.         close(fd);
  479.         exit(EXIT_FAILURE);
  480.     }

  482.     /* LCD背景刷白 */
  483.     memset(screen_base, 0xFF, screen_size);

  485.     /* 显示字符 */
  486.     int x = width * 0.5 - 128;
  487.     int y = height * 0.5 - 43;
  488.     lcd_draw_character(x, y, (unsigned char *)ch_char1, 64, 86, 0xFF00FF);
  489.     lcd_draw_character(x + 64, y, (unsigned char *)ch_char2, 64, 86, 0xFF00FF);
  490.     lcd_draw_character(x + 128, y, (unsigned char *)ch_char3, 64, 86, 0xFF00FF);
  491.     lcd_draw_character(x + 192, y, (unsigned char *)ch_char4, 64, 86, 0xFF00FF);

  493.     /* 退出程序 */
  494.     munmap(screen_base, screen_size);
  495.     close(fd);
  496.     return 0;
  497. }
复制代码

       程序中定义了4个二维数组ch_char1、ch_char2、ch_char3、ch_char4，这4个二维数组便是4个中文字符“正点原子”的子模，字符宽度为64、高度为86。这种字符取模软件就不给大家介绍了，网上很多这种软件、用法方法通常也非常简单，我们在取模的时候，选择从左到右、从上到下这种方式进行取模，上述示例代码便是按照这种方式进行解析的。
       调用自定义函数lcd_draw_character在LCD上显示字符、并且是居中显示。
       lcd_draw_character函数中会子模数组进行解析，代码也没什么难度，就不讲解了。
       编译上述示例代码，将编译得到的可执行文件拷贝到开发板Linux系统的用户家目录下，执行该测试程序：
第二十四章 在LCD上显示字符20154.png

图 24.1.2 执行测试程序

此时开发板LCD屏上会显示“正点原子”四个中文字符，如下图所示：
第二十四章 在LCD上显示字符20248.png

图 24.1.3 LCD屏显示中文字符

       使用这种方式还是非常简单地，自己取模、自己写函数打点显示，但是很low！好歹咋们玩的也是操作系统，实际的应用项目一般肯定不会这么干，除非你的程序就是显示那么几个固定的字符。那既然如此，为什么还要给大家介绍这种方式呢？一来是让大家理解字符显示的原理；二来，一些实际的应用项目中可能确实就是这么做的，不同的项目它的需求不同，不能一概而论！
       操作系统中通常都会有很多的字体文件，譬如Windows系统“C:\Windows\Fonts”目录下就有很多的字体文件，如下所示：
第二十四章 在LCD上显示字符20547.png

图 24.1.4 Windows系统中的字体文件

       字体文件的格式也有很多种，譬如otf、ttf、ttc等，这里就不给大家列举了，有兴趣的读者自己百度一下；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！
       当然，这些复杂的解析过程并不需要我们自己去实现，有很多开源的字体引擎可以帮助我们来处理这些复杂的解析过程，譬如freetype库，下小节将向大家介绍如何使用freetype访问字体文件。
1.2freetype简介
       FreeType一个完全免费（开源）的软件字体引擎库，设计小巧、高效、高度可定制且可移植，它提供了统一的接口来访问多种不同格式的字体文件。它提供了一个简单、易于使用且统一的接口来访问字体文件的内容，从而大大简化了这些任务。
       请注意，“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。
1.3freetype移植
       本小节我们来移植FreeType，将FreeType移植到我们的开发板根文件系统中；事实上，开发板出厂系统已经移植好了这些库，但是版本稍微太低了，作为学习者，我们应该要学会自己动手移植，这个是很重要的工作；从上几个章节的学习内容可知，我们很多的编程工作都是基于别人写好的库、调用库函数来实现应用程序的功能，因为Linux软件生态做得非常好，有很多免费、开源的库是可以使用的，不用自己去捣鼓这些东西；所以作为一个嵌入式Linux软件开发人员，学会移植就显得很重要了。
1.3.1下载FreeType源码
       开发板出厂系统中，FreeType的版本为2.6，这个版本稍微有点低，我们选择移植2.8版本的FreeType。
       进入到https://download.savannah.gnu.org/releases/freetype/链接地址，如下所示：
第二十四章 在LCD上显示字符21529.png

图 24.3.1 FreeType源码下载地址

       往下翻找到2.8版本，选择freetype-2.8.tar.gz压缩文件：
第二十四章 在LCD上显示字符21636.png

图 24.3.2 找到2.8版本

       点击freetype-2.8.tar.gz下载源码，下载完成后我们将会得到2.8版本的FreeType源码包：
第二十四章 在LCD上显示字符21754.png

图 24.3.3 freetype-2.8.tar.gz

       大家要自己动手下载，开发板资料盘中是没有提供这些源码包的，包括前面几个章节介绍的库，譬如libpng、libjpeg以及tslib等，都没有提供它们的源码压缩文件。
1.3.2交叉编译FreeType源码
       将下载好的freetype-2.8.tar.gz压缩文件拷贝到Ubuntu系统的用户家目录下，如下所示：
第二十四章 在LCD上显示字符21979.png

图 24.3.4 将源码包拷贝到Ubuntu系统

       在tools目录下创建一个名为freetype的目录，把它作为FreeType的安装目录：
第二十四章 在LCD上显示字符22095.png

图 24.3.5 创建FreeType的安装目录

        执行命令将freetype-2.8.tar.gz解压开来：
  1. tar -xzf freetype-2.8.tar.gz
复制代码
第二十四章 在LCD上显示字符22224.png

图 24.3.6 将freetype-2.8.tar.gz压缩文件解压

       解压成功之后便会得到FreeType的源码目录freetype-2.8。
       进入到freetype-2.8目录，老规矩，同样是三部曲：配置、编译、安装。
       首先对交叉编译工具的环境进行初始化，前面章节内容已经提过很多次了，使用交叉编译器之前，必须要对其环境进行初始化（如果当前终端已经初始化过了，则无需再次进行初始化）。
       FreeType库基于模块化设计，意味着我们可以对其进行裁剪，将不需要的功能模块从配置中移除，减小库文件的体积；除此之外，FreeType还支持很多配置选项，如果大家想要对FreeType做一些自定义配置或者对其进行裁剪，可以参考FreeType源码目录下docs/CUSTOMIZE文档，该文件对此有比较详细的说明，建议大家看一看，如果有需求的话。docs目录下还有其它很多的说明文档，也都可以读一读。
       这里我们简单地配置一下，打开include/freetype/config/ftoption.h文件，如下所示：
  1. vi include/freetype/config/ftoption.h
复制代码
第二十四章 在LCD上显示字符22762.png

图 24.3.7 ftoption.h配置文件

       该文件定义了很多的配置宏，我们可以选择使能或禁用这些配置选项，具体配置哪些功能，大家自己去研究，每一个配置宏都有详细地解释说明。这里我们打开以下两个配置宏：
  1. #define  FT_CONFIG_OPTION_SYSTEM_ZLIB
  2. #define  FT_CONFIG_OPTION_USE_PNG
复制代码

       大家找到这两个宏，默认情况下，这两个都被注释掉了，所以是没有使能的；把这两个宏的注释去掉，使能这两个配置宏。
       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。
       配置好之后，保存、退出ftoption.h文件，接着执行如下命令对FreeType工程源码进行配置：
  1. ./configure --prefix=/home/dt/tools/freetype/ --host=arm-poky-linux-gnueabi --with-zlib=yes --with-bzip2=no --with-png=yes --with-harfbuzz=no ZLIB_CFLAGS="-I/home/dt/tools/zlib/include -L/home/dt/tools/zlib/lib" ZLIB_LIBS=-lz LIBPNG_CFLAGS="-I/home/dt/tools/png/include -L/home/dt/tools/png/lib" LIBPNG_LIBS=-lpng
复制代码

        这个配置命令很长，简单地提一下，具体的细节大家可以执行"./configure --help"查看配置帮助信息。
        --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，这两个选项前面几个章节内容都已经给大家详细地解释过。
       --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。
第二十四章 在LCD上显示字符23946.png

第二十四章 在LCD上显示字符23948.png

图 24.3.8 配置FreeType工程

       配置完成之后接着执行make编译，编译完成之后执行make install安装即可！
1.3.3安装目录下的文件
       进入到FreeType安装目录下，如下所示：
第二十四章 在LCD上显示字符24090.png

图 24.3.9 FreeType安装目录下的文件

       同样有bin目录、include目录以及lib目录，大家可以自己进入到这些目录下，浏览下这些目录下的有哪些文件，对此有个印象。
       如果要使用FreeType库，我们需要在应用程序源码中包含include/freetype2目录下的ft2build.h头文件，除此之外，还需要包含另一个头文件FT_FREETYPE_H，这是一个用宏定义的头文件，其实就是include/freetype2/freetype/freetype.h头文件。
        所以，在我们的应用程序一般是这样写：
  1. #include <ft2build.h>
  2. #include FT_FREETYPE_H
复制代码

1.3.4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：
  1. rm -rf /usr/lib/libfreetype.*
复制代码

       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：
第二十四章 在LCD上显示字符24657.png

图 24.3.10 开发板/usr/lib目录下的FreeType库文件

1.4freetype库的使用
       整个移植工作完成之后，接着简单地介绍下FreeType库的使用，FreeType库支持的功能很多、提供给用户的库函数也很多，所以笔者肯定不会给大家细聊！以介绍性为主。
       FreeType官方也提供了详细地使用帮助文档，以下便是这些文档的链接地址：
       https://www.freetype.org/freetype2/docs/tutorial/step1.html
       https://www.freetype.org/freetype2/docs/tutorial/step2.html
       https://www.freetype.org/freetype2/docs/reference/index.html
       以下这个链接是一份中文参考文档，大家可以看一下，笔者也不知道是哪位作者编写的，写的非常详细！
       https://www.doc88.com/p-7178359224563.html?r=1
       在正式介绍FreeType库使用之前，需要先了解几个涉及到的概念：
字形（glyph）
       字符图像就叫做字形，一个字符能够有多种不同的字形，可以理解为字形就是字符的一种书写风格，譬如宋体的汉字“国”与微软雅黑的汉字“国”，它们的字形是不同的，也就是它们书写风格是不同；宋体的“国”与微软雅黑的“国”就是两种不同的字形。
字形索引
       在字体文件中，通过字形索引找到对应的字形，而字形索引是由字符编码转换而来的，譬如ASCII编码、GB2312编码、BIG5编码、GBK编码以及国际标准字符集使用的Unicode编码等。对于字符编码，如果还有不了解读者，建议自行查阅相关的书籍。
像素点（pixel）、点（point）以及dpi
       像素点大家都知道，譬如LCD分辨率为800*480，那就表示LCD水平方向有800个像素点、垂直方向有480个像素点，所以此LCD一共有800*480个像素点。
       像素点这个概念大家都很熟悉了，也就不再多说；我们再来看下“点”的概念，点（point）是一种简单地物理单位，在数字印刷中，一个点（point）等于1/72英寸（1英寸等于25.4毫米）。
除此之外，还有一个dpi的概念，dpi（dots per inch）表示每英寸的像素点数，譬如300*400dpi表示在水平方向，每英寸有300个像素点、在垂直方向上每英寸有400个像素点。通过点数和dpi可以计算出像素点数，公式如下：
  1. 像素点数 = 点数 * dpi / 72
复制代码

      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，因为后面会用到这些概念，所以先给大家简单地说明一下。
字形的布局
       以下两张图清晰地描述了字形布局的情况：分为水平布局和垂直布局，分别使用图 24.4.1和图 24.4.2来描述布局情况，以下这两张图都是从官方的文档中截取过来的。
水平方向书写文字使用水平布局方式，绝大部分情况下我们一般都是在水平方向上书写文字；垂直方向书写文字使用垂直布局方式，对于汉字来说，垂直方向书写也是比较常见的，很有代表性的就是对联、还有很多古书文字的写法，也都是采用这种垂直书写。
第二十四章 在LCD上显示字符26431.png

图 24.4.1 水平布局

第二十四章 在LCD上显示字符26490.png

图 24.4.2 垂直布局

基准线、原点
       从图中可以看到，不管是水平布局还是垂直布局，图中都可以找到一个origin原点，经过原点的水平线（X轴）和垂直线（Y轴）称为基准线，笔者将其称为水平基线和垂直基线。
       对于水平布局，垂直基线在字形的左边，垂直基线简单地放置在字形上，通过图中所标注的度量数据确定与基线的位置关系。
对于垂直布局，水平基线在字形的上方，字形在垂直基线上居中放置，同样也是通过图中所标注的度量数据确定与基线的位置关系。
       原点、基准线可以用于定位字形，水平布局和垂直布局使用不同的约束来放置字形。
字形的宽度和高度
       每一个字形都有自己的宽度和高度，图中使用width（宽）和height（高）来表示，width描述了字形轮廓的最左边到最右边的距离；而height描述了字形轮廓的最上边到最下边的距离。同一种书写风格，不同字符所对应的字形，它们的宽高是不一定相等的，譬如大写A和小写a，宽度和高度明显是不同的；但有些字符的字形宽度和高度是相同的，这个与具体的字符有关！
bearingX和bearingY
       bearingX表示从垂直基线到字形轮廓最左边的距离。对于水平布局来说，字形在垂直基线的右侧，所以bearingX是一个正数；而对于垂直布局来说，字形在垂直基线上居中放置，所以字形轮廓的最左边通常是在垂直基线的左侧，所以bearingX是一个负数。
       bearingY则表示从水平基线到字形轮廓最上边的距离。对于垂直布局来说，bearingY是一个正数，字形处于水平基线的下方；而对于水平布局来说，如果字形轮廓的最上边在水平基线的上方，则bearingY是一个正数、相反则是一个负数。
xMin/xMax、yMin/yMax
       xMin表示字形轮廓最左边的位置，xMax则表示字形轮廓最右边的位置；yMin表示字形轮廓最下边的位置，yMax则表示字形轮廓最上边的位置，通过这4个位置可以构成一个字形的边界框（bounding box，bbox），当然这是一个假象的框子，它尽可能紧密的装入字形。
advance
       advance则表示步进宽度，相邻两个原点位置的距离(字间距)。如果是水平布局，则表示相邻的两个原点在水平方向上的距离（advanceX），也就是相邻两条垂直基线之间的距离；同理，如果是垂直布局，则表示相邻的两个原点在垂直方向上的距离（advanceY），也就是相邻两条水平基线之间的距离。
       以上所提到的这些参数都很重要，大家一定要理解这些参数所表示的意义，绘制字符时，需要以这些参数作为参考值进行对齐显示。
       使用FreeType访问字体文件，可以从字体文件中获取到字形的位图数据，位图数据存储在一个buffer中，buffer大小为字形的宽*高个字节（字形边界框的宽*高个字节），也就是图 24.4.1中width*height个字节大小，每一个点使用一个字节来表示，当数组中该点对应的数值等于0，表示该点不填充颜色；当数值大于0，表示该点需要填充颜色。
字符显示时如何对齐？
       平时我们使用文本编辑器编写文字的时候，这些字符都是对齐显示的；譬如在一行文本中，即使包含大小写的英文字母、标点符号、汉字等这些字符，这一行字符显示在屏幕上时、都是对齐显示的；这里说的对齐是按照标准规范进行对齐，譬如逗号"，"显示时是靠近下边的、而不是靠近上边显示；双引号“”显示时是靠近上边的、而不是居中显示；这就是笔者认为的字符显示时的对齐规范，你可以认为每一个字符，它都有对应的一个显示规范，是靠近上边显示呢、还是靠近下边显示亦或者是靠近中间显示呢等。
       那我们如何保证对齐显示呢？其实就是通过图 24.4.1中的水平基线和垂直基线，如下图所示：
第二十四章 在LCD上显示字符28112.png

图 24.4.3 通过水平基线和垂直基线保证对齐显示

       不同字符对应的字形，水平基线到字形轮廓最上边的距离都是不一样的，譬如图中水平基线到“A”和“a”轮廓最上边的距离明显是不一样的；除此之外，有些字形的轮廓最下边已经在水平基线之下、而有些字形的轮廓最下边却又在水平基线之上。
       分析完水平基线之后，我们再来看看垂直基线，每一个字形的垂直基线到字形轮廓最左边的距离也都是不一样的，譬如“韩”和“a”，很明显、它们各自的垂直基线到字形轮廓最左边的距离是不一样的。
       水平基线可以作为垂直方向（上下方向）上对齐显示的基准线，而垂直基线可以作为水平方向（左右方向）上对齐显示的基准线；对于水平布局来说，相邻两条垂直基线的距离就是字间距或者叫步进宽度；从一个字形的原点加上一个步进宽度就到了下一个字形的原点。
       当我们要在屏幕上画字形的时候，首先要定位到字形的左上角位置，从左上角开始，依次从左到右、从上到下，字形显示的宽度就是字形的宽度width、字符显示的高度就是字形的高度height。那如何找到左上角的位置，这个很简单，通过bearingY和bearingX便可确定。譬如我们将(100, 100)这个位置作为原点，那么，字符显示位置的左上角便是(100+bearingX, 100-bearingY)。
       以上就给大家介绍关于字符对齐的问题，大家一定要理解这些内容，如果你理解不了上面的内容，后面的示例代码你可能就看不懂。
1.4.1初始化FreeType库
       在使用FreeType库函数之前，需要对FreeType库进行初始化操作，使用FT_Init_FreeType()函数完成初始化操作。在调用该函数之前，我们需要定义一个FT_Library类型变量，调用FT_Init_FreeType()函数时将该变量的指针作为参数传递进去；使用示例如下所示：
  1. FT_Library library;
  2. FT_Error error;

  4. error = FT_Init_FreeType(&library);
  5. if (error)
  6.         fprintf(stderr, "Error: failed to initialize FreeType library object\n");
复制代码

FT_Init_FreeType完成以下操作：
它创建了一个FreeType库对象，并将library作为库对象的句柄。
FT_Init_FreeType()调用成功返回0；失败将返回一个非零值错误码。
1.4.2加载face对象
       应用程序通过调用FT_New_Face()函数创建一个新的face对象，其实就是加载字体文件，为啥叫face（脸），应该是一种抽象的说法！一个face对象描述了一个特定的字体样式和风格，譬如"Times New Roman Regular"和"Times New Roman Italic"对应两种不同的face。
       调用FT_New_Face()函数前，我们需要定义一个FT_Face类型变量，使用示例如下所示：
  1. FT_Library library;                //库对象的句柄
  2. FT_Face face;                        //face对象的句柄
  3. FT_Error error;

  5. FT_Init_FreeType(&library);

  7. error = FT_New_Face(library, "/usr/share/fonts/font.ttf", 0, &face);
  8. if (error) {
  9.         /* 发生错误、进行相关处理 */
  10. }
复制代码

FT_New_Face()函数原型如下所示：
  1. FT_Error FT_New_Face(FT_Library library, const char *filepathname,
  2.                 FT_Long face_index, FT_Face *aface);
复制代码

       函数参数以及返回值说明如下：
       library：一个FreeType库对象的句柄，face对象从中建立；
       filepathname：字库文件路径名（一个标准的C字符串）；
       face_index：某些字体格式允许把几个字体face嵌入到同一个文件中，这个索引指示了你想加载的face，其实就是一个下标，         如果这个值太大，函数将会返回一个错误，通常把它设置为0即可！想要知道一个字体文件中包含了多少个face，只要简单地加载它的第一个face（把face_index设置为0），函数调用成功返回后，face->num_faces的值就指示出了有多少个face嵌入在该字体文件中。
       aface：一个指向新建face对象的指针，当失败时其值被设置为NULL。
       返回值：调用成功返回0；失败将返回一个非零值的错误码。
1.4.3设置字体大小
       设置字体的大小有两种方式：FT_Set_Char_Size()和FT_Set_Pixel_Sizes()。
FT_Set_Pixel_Sizes()函数
       调用FT_Set_Pixel_Sizes()函数设置字体的宽度和高度，以像素为单位，使用示例如下所示：
  1. FT_Set_Pixel_Sizes(face, 50, 50);
复制代码

       第一个参数传入face句柄；第二个参数和第三个参数分别指示字体的宽度和高度，以像素为单位；需要注意的是，我们可以将宽度或高度中的任意一个参数设置为0，那么意味着设置为0的参数将会与另一个参数保持相等，如下所示：
  1. FT_Set_Pixel_Sizes(face, 50, 0);
复制代码

       上面调用FT_Set_Pixel_Sizes()函数时，将字体高度设置为0，也就意味着字体高度将自动等于字体宽度50。
FT_Set_Char_Size()函数
       调用FT_Set_Char_Size()函数设置字体大小，示例如下所示，假设在一个300x300dpi的设备上把字体大小设置为16pt：
  1. error = FT_Set_Char_Size(
  2.         face,        //face对象的句柄
  3.         16*64,        //以1/64点为单位的字体宽度
  4.         16*64,        //以1/64点为单位的字体高度
  5.         300,        //水平方向上每英寸的像素点数
  6.         300);        //垂直方向上每英寸的像素点数
复制代码

       说明：
       字体的宽度和高度并不是以像素为单位，而是以1/64点（point）为单位表示（也就是26.6固定浮点格式），一个点是一个1/72英寸的距离。
       同样也可将宽度或高度其中之一设置为0，那么意味着设置为0的参数将会与另一个参数保持相等。
       dpi参数设置为0时，表示使用默认值72dpi。
1.4.4加载字形图像
       设置完成之后，接下来就可以加载字符图像了，总共分为3步：
       a)、获取字符的字形索引
      通过FT_Get_Char_Inde()函数将字符编码转换为字形索引（glyph index），Freetype默认使用UTF-16编码类型，也就是Unicode编码方式，采用2个字节来表示一个编码值。
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
1.5示例代码
       显示单个ASCII字符
       显示单个中文字符
       显示一行字符（一行字符对齐显示）
       显示多行字符（一行字符的高度计算）
       字体变形（旋转、斜体……..）
       示例代码 24.5.1 FreeType使用示例代码
  1. /***************************************************************
  2. Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2021. All rights reserved.
  3. 文件名 : freetype_test.c
  4. 作者 : 邓涛
  5. 版本 : V1.0
  6. 描述 : FreeType测试示例代码
  7. 其他 : 无
  8. 论坛 : <a href="www.openedv.com" target="_blank">www.openedv.com</a>
  9. 日志 : 初版 V1.0 2021/7/14 邓涛创建
  10. ***************************************************************/

  12. #include <stdio.h>
  13. #include <stdlib.h>
  14. #include <sys/types.h>
  15. #include <sys/stat.h>
  16. #include <fcntl.h>
  17. #include <unistd.h>
  18. #include <sys/ioctl.h>
  19. #include <string.h>
  20. #include <errno.h>
  21. #include <sys/mman.h>
  22. #include <linux/fb.h>
  23. #include <math.h>       //数学库函数头文件

  25. #include <wchar.h>
  26. #include <ft2build.h>
  27. #include FT_FREETYPE_H

  29. #define FB_DEV      "/dev/fb0"      //LCD设备节点

  31. #define argb8888_to_rgb565(color)   ({ \
  32.             unsigned int temp = (color); \
  33.             ((temp & 0xF80000UL) >> 8) | \
  34.             ((temp & 0xFC00UL) >> 5) | \
  35.             ((temp & 0xF8UL) >> 3); \
  36.             })

  38. static unsigned int width;                       //LCD宽度
  39. static unsigned int height;                      //LCD高度
  40. static unsigned short *screen_base = NULL;//LCD显存基地址 RGB565
  41. static unsigned long screen_size;
  42. static int fd = -1;

  44. static FT_Library library;
  45. static FT_Face face;

  47. static int fb_dev_init(void)
  48. {
  49.     struct fb_var_screeninfo fb_var = {0};
  50.     struct fb_fix_screeninfo fb_fix = {0};

  52.     /* 打开framebuffer设备 */
  53.     fd = open(FB_DEV, O_RDWR);
  54.     if (0 > fd) {
  55.         fprintf(stderr, "open error: %s: %s\n", FB_DEV, strerror(errno));
  56.         return -1;
  57.     }

  59.     /* 获取framebuffer设备信息 */
  60.     ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &fb_var);
  61.     ioctl(fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &fb_fix);

  63.     screen_size = fb_fix.line_length * fb_var.yres;
  64.     width = fb_var.xres;
  65.     height = fb_var.yres;

  67.     /* 内存映射 */
  68.     screen_base = mmap(NULL, screen_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
  69.     if (MAP_FAILED == (void *)screen_base) {
  70.         perror("mmap error");
  71.         close(fd);
  72.         return -1;
  73.     }

  75.     /* LCD背景刷成黑色 */
  76.     memset(screen_base, 0xFF, screen_size);
  77.     return 0;
  78. }

  80. static int freetype_init(const char *font, int angle)
  81. {
  82.     FT_Error error;
  83.     FT_Vector pen;
  84.     FT_Matrix matrix;
  85.     float rad;      //旋转角度

  87.     /* FreeType初始化 */
  88.     FT_Init_FreeType(&library);

  90.     /* 加载face对象 */
  91.     error = FT_New_Face(library, font, 0, &face);
  92.     if (error) {
  93.         fprintf(stderr, "FT_New_Face error: %d\n", error);
  94.         exit(EXIT_FAILURE);
  95.     }

  97.     /* 原点坐标 */
  98.     pen.x = 0 * 64;
  99.     pen.y = 0 * 64;     //原点设置为(0, 0)

  101.     /* 2x2矩阵初始化 */
  102.     rad = (1.0 * angle / 180) * M_PI;   //（角度转换为弧度）M_PI是圆周率
  103. #if 0       //非水平方向
  104.     matrix.xx = (FT_Fixed)( cos(rad) * 0x10000L);
  105.     matrix.xy = (FT_Fixed)(-sin(rad) * 0x10000L);
  106.     matrix.yx = (FT_Fixed)( sin(rad) * 0x10000L);
  107.     matrix.yy = (FT_Fixed)( cos(rad) * 0x10000L);
  108. #endif

  110. #if 1       //斜体  水平方向显示的
  111.     matrix.xx = (FT_Fixed)( cos(rad) * 0x10000L);
  112.     matrix.xy = (FT_Fixed)( sin(rad) * 0x10000L);
  113.     matrix.yx = (FT_Fixed)( 0 * 0x10000L);
  114.     matrix.yy = (FT_Fixed)( 1 * 0x10000L);
  115. #endif

  117.     /* 设置 */
  118.     FT_Set_Transform(face, &matrix, &pen);
  119.     FT_Set_Pixel_Sizes(face, 50, 0);    //设置字体大小

  121.     return 0;
  122. }

  124. static void lcd_draw_character(int x, int y,
  125.             const wchar_t *str, unsigned int color)
  126. {
  127.     unsigned short rgb565_color = argb8888_to_rgb565(color);//得到RGB565颜色值
  128.     FT_GlyphSlot slot = face->glyph;
  129.     size_t len = wcslen(str);   //计算字符的个数
  130.     long int temp;
  131.     int n;
  132.     int i, j, p, q;
  133.     int max_x, max_y, start_y, start_x;

  135.     // 循环加载各个字符
  136.     for (n = 0; n < len; n++) {

  138.         // 加载字形、转换得到位图数据
  139.         if (FT_Load_Char(face, str[n], FT_LOAD_RENDER))
  140.             continue;

  142.         start_y = y - slot->bitmap_top; //计算字形轮廓上边y坐标起点位置 注意是减去bitmap_top
  143.         if (0 > start_y) {//如果为负数 如何处理？？
  144.             q = -start_y;
  145.             temp = 0;
  146.             j = 0;
  147.         }
  148.         else {      // 正数又该如何处理??
  149.             q = 0;
  150.             temp = width * start_y;
  151.             j = start_y;
  152.         }

  154.         max_y = start_y + slot->bitmap.rows;//计算字形轮廓下边y坐标结束位置
  155.         if (max_y > (int)height)
  156.             max_y = height;

  158.         for (; j < max_y; j++, q++, temp += width) {

  160.             start_x = x + slot->bitmap_left;  //起点位置要加上左边空余部分长度
  161.             if (0 > start_x) {
  162.                 p = -start_x;
  163.                 i = 0;
  164.             }
  165.             else {
  166.                 p = 0;
  167.                 i = start_x;
  168.             }

  170.             max_x = start_x + slot->bitmap.width;
  171.             if (max_x > (int)width)
  172.                 max_x = width;

  174.             for (; i < max_x; i++, p++) {

  176.                 // 如果数据不为0，则表示需要填充颜色
  177.                 if (slot->bitmap.buffer[q * slot->bitmap.width + p])
  178.                     screen_base[temp + i] = rgb565_color;
  179.             }
  180.         }

  182.         //调整到下一个字形的原点
  183.         x += slot->advance.x / 64;  //26.6固定浮点格式
  184.         y -= slot->advance.y / 64;
  185.     }
  186. }

  188. int main(int argc, char *argv[])
  189. {
  190.    

  192.     /* LCD初始化 */
  193.     if (fb_dev_init())
  194.         exit(EXIT_FAILURE);

  196.     /* freetype初始化 */
  197.     if (freetype_init(argv[1], atoi(argv[2])))
  198.         exit(EXIT_FAILURE);

  200.     /* 在LCD上显示中文 */
  201.     int y = height * 0.25;
  202.     lcd_draw_character(50, 100, L"路漫漫其修远兮，吾将上下而求索", 0x000000);
  203.     lcd_draw_character(50, y+100, L"莫愁前路无知己，天下谁人不识君", 0x9900FF);
  204.     lcd_draw_character(50, 2*y+100, L"君不见黄河之水天上来，奔流到海不复回", 0xFF0099);
  205.     lcd_draw_character(50, 3*y+100, L"君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪", 0x9932CC);

  207.     /* 退出程序 */
  208.     FT_Done_Face(face);
  209.     FT_Done_FreeType(library);
  210.     munmap(screen_base, screen_size);
  211.     close(fd);
  212.     exit(EXIT_SUCCESS);
  213. }
复制代码

       编译方法：
  1. ${CC} -o testApp testApp.c -I/home/dt/tools/freetype/include/freetype2 -L/home/dt/tools/freetype/lib -lfreetype -L/home/dt/tools/zlib/lib -lz -L/home/dt/tools/png/lib -lpng -lm
复制代码

效果图：
第二十四章 在LCD上显示字符36882.png


第二十四章 在LCD上显示字符36884.png

第二十四章 在LCD上显示字符36886.png

第二十四章 在LCD上显示字符36888.png

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