RGB ,YUV, YCbCr的定义

RGB ,YUV, YCbCr的定义

 

reference from:http://blog.163.com/fjm_1984/blog/static/1811445020073294227649/

 

YUV

视频编解码器功能 

视频编码器要求YUV4:2:0格式的视频输入，因此可能根据应用需要进行视频输入的预处理，即对YUV4:2:2隔行扫描(例如从摄像机)到YUV 4:2:0非隔行扫描转换，仅抽取但不过滤UV分。对视频解码器而言，还需要进行后处理，以将解码的YUV 4:2:0数据转换为RGB进行显示，包括：YUV 4:2:0到RGB转换；16位或12位RGB显示格式；0到90度旋转，实现横向或纵向显示。此外，视频编解码器通常还要求具有以下功能和特性： 

支持MPEG-4简单类 0、1 与 2 级； 

兼容H.263与 MPEG-4 编解码标准； 

MPEG-4视频解码器支持的可选项有：AC/DC预测、可逆可变长度编码(RVLC)、再同步标志(RM)、数据分割(DP)、错误隐藏专利技术、支持每个宏块4个运动矢量(4MV)、自由运动补偿、解码VOS层； 

MPEG-4视频编码器选项有：RVLC、RM、DP、支持每个宏块4个运动矢量(4MV)、报头扩展码、支持编码期间码率改变、支持编码期间编码帧率改变、插入或不插入可视对象序列起始码； 

支持编码期间序列中插入I帧； 

支持编码器自适应帧内刷新(AIR)； 

支持多编解码器，可用相同代码运行多个编解码器实例。 

RGB

红绿蓝(RGB)是计算机显示的基色，RGB565支持的色深可编程至高达每像素16位，即 RGB565(红色5位，绿色6位，蓝色5位)。

YCbCr

在DVD、摄像机、数字电视等消费类视频产品中，常用的色彩编码方案是YCbCr，其中Y是指亮度分量，Cb指蓝色色度分量，而Cr指红色色度分量。人的肉眼对视频的Y分量更敏感，因此在通过对色度分量进行子采样来减少色度分量后，肉眼将察觉不到的图像质量的变化。主要的子采样格式有YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2 和 YCbCr 4:4:4。 

4:2:0表示每4个像素有4个亮度分量，2个色度分量(YYYYCbCr)，仅采样奇数扫描线，是便携式视频设备(MPEG-4)以及电视会议(H.263)最常用格式；4：2：2表示每4个像素有4个亮度分量，4个色度分量 (YYYYCbCrCbCr)，是DVD、数字电视、HDTV 以及其它消费类视频设备的最常用格式；4：4：4表示全像素点阵(YYYYCbCrCbCrCbCrCbCr)，用于高质量视频应用、演播室以及专业视频产品。 

 

小知识：RGB与YUV

计算机彩色显示器显示色彩的原理与彩色电视机一样，都是采用R（Red）、G （Green）、B（Blue）相加混色的原理：通过发射出三种不同强度的电子束，使屏幕内侧覆盖的红、绿、蓝磷光材料发光而产生色彩。这种色彩的表示方法称为RGB色彩空间表示（它也是多媒体计算机技术中用得最多的一种色彩空间表示方法）。

根据三基色原理，任意一种色光F都可以用不同分量的R、G、B三色相加混合而成。

F = r [ R ] + g [ G ] + b [ B ]

其中，r、g、b分别为三基色参与混合的系数。当三基色分量都为0（最弱）时混合为黑色光；而当三基色分量都为k（最强）时混合为白色光。调整r、g、b三个系数的值，可以混合出介于黑色光和白色光之间的各种各样的色光。

那么YUV又从何而来呢？在现代彩色电视系统中，通常采用三管彩色摄像机或彩色CCD摄像机进行摄像，然后把摄得的彩色图像信号经分色、分别放大校正后得到RGB，再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和两个色差信号R－Y（即U）、B－Y（即 V），最后发送端将亮度和色差三个信号分别进行编码，用同一信道发送出去。这种色彩的表示方法就是所谓的YUV色彩空间表示。

采用YUV色彩空间的重要性是它的亮度信号Y和色度信号U、V是分离的。如果只有Y信号分量而没有U、V分量，那么这样表示的图像就是黑白灰度图像。彩色电视采用YUV空间正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机的兼容问题，使黑白电视机也能接收彩色电视信号。

YUV与RGB相互转换的公式如下（RGB取值范围均为0-255）：

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B

U = -0.147R - 0.289G + 0.436B

V = 0.615R - 0.515G - 0.100B

R = Y + 1.14V

G = Y - 0.39U - 0.58V

B = Y + 2.03U

在DirectShow中，常见的RGB格式有RGB1、RGB4、RGB8、 RGB565、RGB555、RGB24、RGB32、ARGB32等；常见的YUV格式有YUY2、YUYV、YVYU、UYVY、AYUV、 Y41P、Y411、Y211、IF09、IYUV、YV12、YVU9、YUV411、YUV420等。作为视频媒体类型的辅助说明类型（Subtype），它们对应的GUID见表2.3。

表2.3 常见的RGB和YUV格式

GUID    格式描述

MEDIASUBTYPE_RGB1    2色，每个像素用1位表示，需要调色板

MEDIASUBTYPE_RGB4    16色，每个像素用4位表示，需要调色板

MEDIASUBTYPE_RGB8    256色，每个像素用8位表示，需要调色板

MEDIASUBTYPE_RGB565    每个像素用16位表示，RGB分量分别使用5位、6位、5位

MEDIASUBTYPE_RGB555    每个像素用16位表示，RGB分量都使用5位（剩下的1位不用）

MEDIASUBTYPE_RGB24    每个像素用24位表示，RGB分量各使用8位

MEDIASUBTYPE_RGB32    每个像素用32位表示，RGB分量各使用8位（剩下的8位不用）

MEDIASUBTYPE_ARGB32    每个像素用32位表示，RGB分量各使用8位（剩下的8位用于表示Alpha通道值）

MEDIASUBTYPE_YUY2    YUY2格式，以4:2:2方式打包

MEDIASUBTYPE_YUYV    YUYV格式（实际格式与YUY2相同）

MEDIASUBTYPE_YVYU    YVYU格式，以4:2:2方式打包

MEDIASUBTYPE_UYVY    UYVY格式，以4:2:2方式打包

MEDIASUBTYPE_AYUV    带Alpha通道的4:4:4 YUV格式

MEDIASUBTYPE_Y41P    Y41P格式，以4:1:1方式打包

MEDIASUBTYPE_Y411    Y411格式（实际格式与Y41P相同）

MEDIASUBTYPE_Y211    Y211格式

MEDIASUBTYPE_IF09    IF09格式

MEDIASUBTYPE_IYUV    IYUV格式

MEDIASUBTYPE_YV12    YV12格式

MEDIASUBTYPE_YVU9    YVU9格式

下面分别介绍各种RGB格式。

¨ RGB1、RGB4、RGB8都是调色板类型的RGB格式，在描述这些媒体类型的格式细节时，通常会在BITMAPINFOHEADER数据结构后面跟着一个调色板（定义一系列颜色）。它们的图像数据并不是真正的颜色值，而是当前像素颜色值在调色板中的索引。以RGB1（2色位图）为例，比如它的调色板中定义的两种颜色值依次为0x000000（黑色）和0xFFFFFF（白色），那么图像数据001101010111…（每个像素用1位表示）表示对应各像素的颜色为：黑黑白白黑白黑白黑白白白…。

¨ RGB565使用16位表示一个像素，这16位中的5位用于R，6位用于G，5位用于B。程序中通常使用一个字（WORD，一个字等于两个字节）来操作一个像素。当读出一个像素后，这个字的各个位意义如下：

     高字节              低字节

R R R R R G G G     G G G B B B B B

可以组合使用屏蔽字和移位操作来得到RGB各分量的值：

#define RGB565_MASK_RED    0xF800

#define RGB565_MASK_GREEN  0x07E0

#define RGB565_MASK_BLUE   0x001F

R = (wPixel & RGB565_MASK_RED) >> 11;   // 取值范围0-31

G = (wPixel & RGB565_MASK_GREEN) >> 5;  // 取值范围0-63

B =  wPixel & RGB565_MASK_BLUE;         // 取值范围0-31

¨ RGB555是另一种16位的RGB格式，RGB分量都用5位表示（剩下的1位不用）。使用一个字读出一个像素后，这个字的各个位意义如下：

     高字节             低字节

X R R R R G G       G G G B B B B B       （X表示不用，可以忽略）

可以组合使用屏蔽字和移位操作来得到RGB各分量的值：

#define RGB555_MASK_RED    0x7C00

#define RGB555_MASK_GREEN  0x03E0

#define RGB555_MASK_BLUE   0x001F

R = (wPixel & RGB555_MASK_RED) >> 10;   // 取值范围0-31

G = (wPixel & RGB555_MASK_GREEN) >> 5;  // 取值范围0-31

B =  wPixel & RGB555_MASK_BLUE;         // 取值范围0-31

¨ RGB24使用24位来表示一个像素，RGB分量都用8位表示，取值范围为0-255。注意在内存中RGB各分量的排列顺序为：BGR BGR BGR…。通常可以使用RGBTRIPLE数据结构来操作一个像素，它的定义为：

typedef struct tagRGBTRIPLE { 

  BYTE rgbtBlue;    // 蓝色分量

  BYTE rgbtGreen;   // 绿色分量

  BYTE rgbtRed;     // 红色分量

} RGBTRIPLE;

¨ RGB32使用32位来表示一个像素，RGB分量各用去8位，剩下的8位用作Alpha通道或者不用。（ARGB32就是带Alpha通道的 RGB32。）注意在内存中RGB各分量的排列顺序为：BGRA BGRA BGRA…。通常可以使用RGBQUAD数据结构来操作一个像素，它的定义为：

typedef struct tagRGBQUAD {

  BYTE    rgbBlue;      // 蓝色分量

  BYTE    rgbGreen;     // 绿色分量

  BYTE    rgbRed;       // 红色分量

  BYTE    rgbReserved;  // 保留字节（用作Alpha通道或忽略）

} RGBQUAD;

下面介绍各种YUV格式。YUV格式通常有两大类：打包（packed）格式和平面（planar）格式。前者将YUV分量存放在同一个数组中，通常是几个相邻的像素组成一个宏像素（macro-pixel）；而后者使用三个数组分开存放YUV三个分量，就像是一个三维平面一样。表2.3中的YUY2到Y211都是打包格式，而IF09到YVU9都是平面格式。（注意：在介绍各种具体格式时，YUV各分量都会带有下标，如Y0、U0、V0表示第一个像素的YUV分量，Y1、U1、V1表示第二个像素的YUV分量，以此类推。）

¨ YUY2（和YUYV）格式为每个像素保留Y分量，而UV分量在水平方向上每两个像素采样一次。一个宏像素为4个字节，实际表示2个像素。（4:2:2的意思为一个宏像素中有4个Y分量、2个U分量和2个V分量。）图像数据中YUV分量排列顺序如下：

Y0 U0 Y1 V0    Y2 U2 Y3 V2 …

¨ YVYU格式跟YUY2类似，只是图像数据中YUV分量的排列顺序有所不同：

Y0 V0 Y1 U0    Y2 V2 Y3 U2 …

¨ UYVY格式跟YUY2类似，只是图像数据中YUV分量的排列顺序有所不同：

U0 Y0 V0 Y1    U2 Y2 V2 Y3 …

¨ AYUV格式带有一个Alpha通道，并且为每个像素都提取YUV分量，图像数据格式如下：

A0 Y0 U0 V0    A1 Y1 U1 V1 …

¨ Y41P（和Y411）格式为每个像素保留Y分量，而UV分量在水平方向上每4个像素采样一次。一个宏像素为12个字节，实际表示8个像素。图像数据中YUV分量排列顺序如下：

U0 Y0 V0 Y1    U4 Y2 V4 Y3    Y4 Y5 Y6 Y8 … 

¨ Y211格式在水平方向上Y分量每2个像素采样一次，而UV分量每4个像素采样一次。一个宏像素为4个字节，实际表示4个像素。图像数据中YUV分量排列顺序如下：

Y0 U0 Y2 V0    Y4 U4 Y6 V4 …

¨ YVU9格式为每个像素都提取Y分量，而在UV分量的提取时，首先将图像分成若干个4 x 4的宏块，然后每个宏块提取一个U分量和一个V分量。图像数据存储时，首先是整幅图像的Y分量数组，然后就跟着U分量数组，以及V分量数组。IF09格式与YVU9类似。

¨ IYUV格式为每个像素都提取Y分量，而在UV分量的提取时，首先将图像分成若干个2 x 2的宏块，然后每个宏块提取一个U分量和一个V分量。YV12格式与IYUV类似。

¨ YUV411、YUV420格式多见于DV数据中，前者用于NTSC制，后者用于PAL制。YUV411为每个像素都提取Y分量，而UV分量在水平方向上每4个像素采样一次。YUV420并非V分量采样为0，而是跟YUV411相比，在水平方向上提高一倍色差采样频率，在垂直方向上以U/V间隔的方式减小一半色差采样，如图2.12所示。

http://img.ogg.cn:8080/1308.jpg

 

 

YUV转换为RGB的公式

第一个公式是YUV转换RGB（范围0-255）时用的，第二个公式是用在YUV(601)也成为YCbCr转换RGB（范围0-255)时用的。 

1.Y =   0.299R + 0.587G + 0.114B

   U = -0.147R - 0.289G + 0.436B

   V =  0.615R - 0.515G - 0.100B

   R = Y             + 1.14V

   G = Y - 0.39U - 0.58V

   B = Y + 2.03U

2.B= 1.164 * (Y - 16) + 2.018 * (U - 128)

   G= 1.164 * (Y - 16) -   0.38 * (U - 128) - 0.813 * (V - 128)

   R= 1.164 * (Y - 16)                             + 1.159 * (V - 128)

 

 

程序读出来显现的不正确,源代码大概是这样的:

         Mywidth = 176;

Myheight = 144;

tmp = (uchar *)malloc(Mywidth * Myheight *3);

buffer = (uchar *)malloc(Mywidth * Myheight *4);

device_fd = open("/dev/video0", O_RDONLY);

static struct video_window vidwin;

vidwin.width = Mywidth;

vidwin.height = Myheight;

ioctl(device_fd, VIDIOCSWIN, &vidwin);

read(device_fd, tmp, Mywidth*Myheight*3);

for(int i = 0; i < 176 * 144; ++i)

{

  buffer[4*i] = tmp[3*i];//first bit is blue

  buffer[4*i + 1] = tmp[3*i + 1];//second bit is green

  buffer[4*i + 2] = tmp[3*i + 2] ;//third bit is red

  buffer[4*i + 3] = 130;//forth bit

}

//后面这此是用QT库写的,意思是将buffer的内容转为image再转为pixmap,然后显示出来

QImage img(buffer, Mywidth, Myheight, 32, NULL, 0, QImage::LittleEndian); 

QPixmap pic;

pic.convertFromImage(img);

PixmapVideo->setPixmap(pic);

 

FillEllips 函数填充指定的椭圆。椭圆心为（sx, sy），X 轴半径为 rx，Y 轴半径为 ry。 

　　FillSector 函数填充由圆弧和两条半径形成的扇形。圆心为（x, y），半径为 r，起始弧度为 ang1，终止弧度为 ang2。 

　　FillPolygon 函数填充多边形。pts 表示多边形各个顶点，vertices 表示多边形顶点个数。 

　　FloodFill 从指定点（x, y）开始填注。 

　　需要注意的是，所有填充函数使用当前画刷属性（颜色），并且受当前光栅操作的影响。

　　

　　下面的例子说明了如何使用 FillCircle 和 FillEllipse 函数填充圆或者椭圆。假定给定了两个点，pts[0] 和 pts[1]，其中 pts[0] 是圆心或者椭圆心，而 pts[1] 是圆或者椭圆外切矩形的一个顶点。

　　

　　　　　　　 int rx = ABS (pts[1].x - pts[0].x);

　　　　　　　　int ry = ABS (pts[1].y - pts[0].y);

　　

　　　　　　　　if (rx == ry)

　　　　　　　　　　FillCircle (hdc, pts[0].x, pts[0].y, rx);

　　　　　　　　else

　　　　　　　　　　FillEllipse (hdc, pts[0].x, pts[0].y, rx, ry);

　　

　　5 建立复杂区域

　　

　　除了利用填充生成器进行填充绘制以外，我们还可以使用填充生成器建立由封闭曲线包围的复杂区域。我们知道，MiniGUI 当中的区域是由互不相交的矩形组成的，并且满足 x-y-banned 的分布规则。利用上述的多边形或者封闭曲线生成器，可以将每条扫描线看成是组成区域的高度为 1 的一个矩形，这样，我们可以利用这些生成器建立复杂区域。MiniGUI 利用现有的封闭曲线生成器，实现了如下的复杂区域生成函数：

　　

　　BOOL GUIAPI InitCircleRegion (PCLIPRGN dst, int x, int y, int r);

　　BOOL GUIAPI InitEllipseRegion (PCLIPRGN dst, int x, int y, int rx, int ry);

　　BOOL GUIAPI InitPolygonRegion (PCLIPRGN dst, const POINT* pts, int vertices);

　　BOOL GUIAPI InitSectorRegion (PCLIPRGN dst, const POINT* pts, int vertices);

　　

　　利用这些函数，我们可以将某个区域分别初始化为圆、椭圆、多边形和扇形区域。然后，可以利用这些区域进行点击测试（PtInRegion 和 RectInRegion），或者选择到 DC 当中作为剪切域，从而获得特殊显示效果。

　　

　　6 直接访问显示缓冲区

　　

　　在新的 GDI 接口中，我们添加了用来直接访问显示缓冲区的函数，原型如下：

　　

　　Uint8* GUIAPI LockDC (HDC hdc, const RECT* rw_rc, int* width, int* height, int* pitch);

　　void GUIAPI UnlockDC (HDC hdc);

　　

　　LockDC 函数锁定给定 HDC 的指定矩形区域（由矩形 rw_rc指定，设备坐标），然后返回缓冲区头指针。当 width、height、pitch 三个指针不为空时，该函数将返回锁定之后的矩形有效宽度、有效高度和每扫描线所占的字节数。 

　　UnlockDC 函数解开已锁定的 HDC。 

　　锁定一个 HDC 意味着 MiniGUI 进入以互斥方式访问显示缓冲区的状态。如果被锁定的 HDC 是一个屏幕 DC（即非内存 DC），则该函数将在必要时隐藏鼠标光标，并锁定 HDC 对应的全局剪切域。在锁定一个 HDC 之后，程序可通过该函数返回的指针对锁定区域进行访问。需要注意的是，不能长时间锁定一个 HDC，也不应该在锁定一个 HDC 时进行其他额外的系统调用。

　　

　　假定以锁定矩形左上角为原点建立坐标系，X 轴水平向右，Y 轴垂直向下，则可以通过如下的公式计算该坐标系中（x, y）点对应的缓冲区地址（假定该函数返回的指针值为 frame_buffer）：

　　

　　　 Uint8* pixel_add = frame_buffer + y * (*pitch) + x * GetGDCapability (hdc, GDCAP_BPP);

　　

　　根据该 HDC 的颜色深度，就可以对该象素进行读写操作。作为示例，下面的程序段随机填充锁定区域：

　　

　　　 int i, width, height, pitch;

　　　　RECT rc = {0, 0, 200, 200};

　　　　int bpp = GetGDCapability (hdc, GDCAP_BPP);

　　　　Uint8* frame_buffer = LockDC (hdc, &rc, &width, &height, &pitch);

　　　　Uint8* row = frame_buffer;

　　

　　　　for (i = 0; i < *height; i++) {

　　　　　　memset (row, rand ()%0x100, *width * bpp);

　　　　　　row += *pitch;

　　　　}

　　

　　　　UnlockDC (hdc);

　　

　　

　　7 YUV 覆盖和 Gamma 校正

　　

　　为了增强 MiniGUI 对多媒体的支持，我们增加了对 YUV 覆盖（Overlay）和 Gamma 校正的支持。

　　

　　7.1 YUV 覆盖（Overlay）

　　

　　多媒体领域中，尤其在涉及到 MPEG 播放时，通常使用 YUV 颜色空间来表示颜色，如果要在屏幕上显示一副 MPEG 解压之后的图片，则需要进行 YUV 颜色空间到 RGB 颜色空间的转换。YUV 覆盖最初来自一些显示芯片的加速功能。这种显示芯片能够在硬件基础上完成 YUV 到 RGB 的转换，免去软件转换带来的性能损失。在这种显示芯片上建立了 YUV 覆盖之后，可以直接将 YUV 信息写入缓冲区，硬件能够自动完成 YUV 到 RGB 的转换，从而在 RGB 显示器上显示出来。在不支持 YUV 覆盖的显示芯片上，MiniGUI 也能够通过软件实现 YUV 覆盖，这时，需要调用 DisplayYUVOverlay 函数将 YUV 信息转换并缩放显示在建立 YUV 覆盖的 DC 设备上。

　　

　　MiniGUI 提供的 YUV 覆盖操作函数原型如下：

　　

　　/***************************** YUV overlay support ***************************/

　　/* 最常见的视频覆盖格式.

　　*/

　　#define GAL_YV12_OVERLAY0x32315659/* Planar mode: Y + V + U(3 planes) */

　　#define GAL_IYUV_OVERLAY0x56555949/* Planar mode: Y + U + V(3 planes) */

　　#define GAL_YUY2_OVERLAY0x32595559/* Packed mode: Y0+U0+Y1+V0 (1 plane) */

　　#define GAL_UYVY_OVERLAY0x59565955/* Packed mode: U0+Y0+V0+Y1 (1 plane) */

　　#define GAL_YVYU_OVERLAY0x55595659/* Packed mode: Y0+V0+Y1+U0 (1 plane) */

　　

　　/* 该函数创建一个视频输出覆盖

　　*/

　　GAL_Overlay* GUIAPI CreateYUVOverlay (int width, int height,

　　　　　　　　　　Uint32 format, HDC hdc);

　　

　　/* 锁定覆盖进行直接的缓冲区读写，结束后解锁 */

　　int GAL_LockYUVOverlay (GAL_Overlay *overlay);

　　void GAL_UnlockYUVOverlay (GAL_Overlay *overlay);

　　

　　#define LockYUVOverlay GAL_LockYUVOverlay

　　#define UnlockYUVOverlay GAL_UnlockYUVOverlay

　　

　　/* 释放视频覆盖 */

　　void GAL_FreeYUVOverlay (GAL_Overlay *overlay);

　　#define FreeYUVOverlay GAL_FreeYUVOverlay

　　

　　/* 将视频覆盖传送到指定 DC 设备上。该函数能够进行 2 维缩放

　　*/

　　void GUIAPI DisplayYUVOverlay (GAL_Overlay* overlay, const RECT* dstrect);

　　

　　有关视频格式的信息，可参见：

　　

　　http://www.webartz.com/fourcc/indexyuv.htm

　　

　　有关颜色空间的相互关系的息，可参见：

　　

　　http://www.neuro.sfc.keio.ac.jp/~aly/polygon/info/color-space-faq.html

　　

　　7.2 Gamma 校正

　　

　　Gamma 校正通过为 RGB 颜色空间的每个颜色通道设置 Gamma 因子，来动态调整 RGB 显示器上的实际 RGB 效果。需要注意的是，Gamma 校正需要显示芯片的硬件支持。

　　

　　应用程序可以通过 SetGamma 函数设置 RGB 三个颜色通道的 Gamma 校正值。该函数原型如下：

　　

　　int GAL_SetGamma (float red, float green, float blue);

　　#define SetGamma GAL_SetGamma

　　

　　线性 Gamma 校正值的范围在 0.1 到 10.0 之间。如果硬件不支持 Gamma 校正，该函数将返回 -1。

　　

　　应用程序也可以通过 SetGammaRamp 函数设置 RGB 三个颜色通道的非线性 Gamma 校正值。该函数原型如下：

　　

　　int GAL_SetGammaRamp (Uint16 *red, Uint16 *green, Uint16 *blue);

　　#define SetGammaRamp GAL_SetGammaRamp

　　

　　int GAL_GetGammaRamp (Uint16 *red, Uint16 *green, Uint16 *blue);

　　#define GetGammaRamp GAL_GetGammaRamp

　　

　　函数 SetGammaRamp 实际设置的是每个颜色通道的 Gamma 转换表，每个表由 256 个值组成，表示设置值和实际值之间的对应关系。当设置屏幕上某个象素的 RGB 分别为 R、G、B 时，实际在显示器上获得的象素 RGB 值分别为：red[R]、green[G]、blue[B]。如果硬件不支持 Gamma 校正，该函数将返回 -1。

　　

　　函数 GetGammaRamp 获得当前的 Gamma 转换表。

　　

　　Gamma 校正的最初目的，是为了能够在显示器上精确还原一副图片。Gamma 值在某种程度上表示的是某个颜色通道的对比度变化。但 Gamma 在多媒体和游戏程序中有一些特殊用途――通过 Gamma 校正，可以方便地获得对比度渐进效果。

　　

　　8 小结

　　

　　本文描述了自 MiniGUI 1.1.0Pre4 版本发布以来新增的 GDI 接口。这些接口涉及到曲线和填充生成器、复杂曲线的绘制、封闭曲线填充、复杂区域的创建、直接访问 FrameBuffer、YUV 覆盖和 Gamma 校正等等。通过本文的介绍，相信读者能够对 MiniGUI 的新 GDI 接口有一个更加全面的认识。

　　

Content 

1.驱动 

2.应用程序书写 

 

1.驱动 

   Linux-2.4.18默认带有ov511摄像头的驱动，在USB设备中选中，并激活video选项，即可对ov511支持。 

 

2.应用程序书写 

   这是一个在MiniGui下的程序，可以用QVFB模拟，可以可以在板子上跑，效果还可以。 

 

v4l.h 

/* 

* w3v4l.h 

* 

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* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of 

* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the 

* GNU General Public License for more details. 

* 

* You should have received a copy of the GNU General Public License 

* along with this program; if not, write to the Free Software 

* Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA. 

*/ 

 

#ifndef __W3V4L_H__ 

#define __W3V4L_H__ 

 

class CV4L{ 

public: 

CV4L(); 

CV4L(char *szDevName); 

~CV4L(); 

 

bool init(int channel, int width, int height); 

unsigned char *Read(); 

void destroy(); 

private: 

char *szDevName; 

bool initialized; 

unsigned char *m_Buff; 

int m_BuffSize; 

int fdVideo; 

int m_Width, m_Height; 

int m_MapSize; 

}; 

 

#endif 

 

v4l.cpp 

 

/* 

* v4l.c 

* 

* 

* This program is free software; you can redistribute it and/or modify 

* it under the terms of the GNU General Public License as published by 

* the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or 

* (at your option) any later version. 

* 

* This program is distributed in the hope that it will be useful, 

* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of 

* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the 

* GNU General Public License for more details. 

* 

* You should have received a copy of the GNU General Public License 

* along with this program; if not, write to the Free Software 

* Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA. 

*/ 

 

#include <stdio.h> 

#include <stdlib.h> 

#include <unistd.h> 

#include <sys/types.h> 

#include <sys/stat.h> 

#include <fcntl.h> 

#include <sys/ioctl.h> 

#include <sys/mman.h> 

#include <linux/types.h> 

#include <string.h> 

 

#include <linux/videodev.h> 

#include "v4l.h" 

 

/* v4l_init() 

* function: init the video device 

* references: 

*     dev: device name. 

*     input: channel number of video_channel structure. 

*     width: width value of video_window structure 

*     height: height value of video_window structure 

*/ 

bool CV4L::init(int channel, int width, int height) 

{ 

int fd; 

struct video_capability vid_caps; 

struct video_mbuf vid_mbuf; 

struct video_channel vid_chnl; 

 

// open the video device 

fd = open (szDevName, O_RDWR); 

if (fd == -1) { 

perror (szDevName); 

return false; 

} 

fdVideo = fd; 

 

// get video_capability structrue 

if (ioctl (fd, VIDIOCGCAP, &vid_caps) == -1) { 

perror ("ioctl (VIDIOCGCAP)"); 

return false; 

} 

 

// get the buffer information in video_mbuf structure 

// if can't use mmap() 

if (ioctl (fd, VIDIOCGMBUF, &vid_mbuf) == -1) { 

struct video_window vid_win; 

m_MapSize = 0; 

 

// set video window information 

if (ioctl(fd, VIDIOCGWIN, &vid_win) != -1) { 

vid_win.width = width; 

vid_win.height= height; 

ioctl (fd, VIDIOCSWIN, &vid_win); 

} 

} else { 

m_MapSize = vid_mbuf.size; 

m_BuffSize = m_MapSize; 

} 

#ifdef DEBUG 

printf ("%s: mbuf.size=%d\n", __FILE__, vid_mbuf.size); 

#endif 

 

if (channel > -1) { 

vid_chnl.channel = channel; 

if (ioctl (fd, VIDIOCGCHAN, &vid_chnl) == -1) { 

perror ("ioctl (VIDIOCGCHAN)"); 

} else { 

vid_chnl.channel = channel; 

if (ioctl (fd, VIDIOCSCHAN, &vid_chnl) == -1) { 

perror ("ioctl (VIDIOCSCHAN)"); 

} 

} 

} 

if (m_MapSize > 0) { 

m_Buff = (unsigned char *)mmap (0,m_MapSize, PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0); 

if ((unsigned char *) -1 == (unsigned char *)m_Buff) { 

perror ("mmap()"); 

close (fd); 

return false; 

} 

} else { 

m_BuffSize = width * height * 3; 

m_Buff = (unsigned char *)malloc (m_BuffSize); 

} 

m_Width = width; 

m_Height = height; 

 

return true; 

} 

 

unsigned char 

*CV4L::Read() 

{ 

struct video_mmap vid_mmap; 

 

if (m_MapSize == 0) { 

printf (__FILE__": reading image .. \n"); 

if (read (fdVideo, (void *)m_Buff, m_BuffSize) <= 0) { 

free (m_Buff); 

return (0); 

} 

} else { 

vid_mmap.format = VIDEO_PALETTE_RGB565;   //VIDEO_PALETTE_RGB24; 

vid_mmap.frame = 0; 

vid_mmap.width = m_Width; 

vid_mmap.height= m_Height; 

if (ioctl (fdVideo, VIDIOCMCAPTURE, &vid_mmap) == -1) { 

perror ("ioctl (VIDIOCMCAPTURE)"); 

return (0); 

} 

if (ioctl (fdVideo, VIDIOCSYNC, &vid_mmap) == -1) { 

perror ("ioctl (VIDIOCSYNC)"); 

return (0); 

} 

} 

return m_Buff; 

} 

 

void CV4L::destroy() 

{ 

if (fdVideo >= 0) { 

if (m_MapSize == 0) 

free (m_Buff); 

else 

munmap (m_Buff, m_MapSize); 

close (fdVideo); 

} 

} 

 

CV4L::CV4L() 

{ 

// 

} 

 

CV4L::CV4L(char *_szDevName) 

{ 

szDevName = (char *)malloc(strlen(_szDevName)+1); 

strcpy(szDevName, _szDevName); 

//init(0, int width, int height); 

// 

} 

 

CV4L::~CV4L() 

{ 

destroy(); 

} 

 

video.cpp 

/* 

** $Id: helloworld.c,v 1.7 2003/06/13 07:15:49 weiym Exp $ 

** 

** Listing 2.1 

** 

** helloworld.c: Sample program for MiniGUI Programming Guide 

**      The first MiniGUI application. 

** 

** Copyright (C) 2003 Feynman Software. 

** 

** License: GPL 

*/ 

 

#include <stdio.h> 

 

#include <minigui/common.h> 

#include <minigui/minigui.h> 

#include <minigui/gdi.h> 

#include <minigui/window.h> 

#include <string.h> 

#include <malloc.h> 

 

#include "v4l.h" 

 

#define VID_W 320 

#define VID_H 240 

 

static BITMAP bmp; 

 

CV4L *cVid;  //"/dev/video0" 

unsigned char *buf; 

 

   static int count = 0; 

   static int xdir = -3; 

   static int ydir = -3; 

   static int x = 1; 

   static int y = 11; 

 

/*bool SwitchBuf24ToBmp16(unsigned char *buf24, PBITMAP pBmp) 

{ 

myBmp.bits = buf24; 

//ExpandMyBitmap (HDC_SCREEN, &bmp, &myBmp, rgb, 0); 

 

printf ("bmp.bmType = %i\n", bmp.bmType); 

printf ("bmp.bmBitsPerPixel = %i\n", bmp.bmBitsPerPixel); 

printf ("bmp.bmBytesPerPixel = %i\n", bmp.bmBytesPerPixel); 

printf ("bmp.bmAlpha = %i\n", bmp.bmAlpha); 

printf ("bmp.bmColorKey = %i\n", bmp.bmColorKey); 

printf ("bmp.bmWidth = %i\n", bmp.bmWidth); 

printf ("bmp.bmHeight = %i\n", bmp.bmHeight); 

printf ("bmp.bmPitch = %i\n", bmp.bmPitch); 

printf ("bmp.bmBits = %i\n", bmp.bmBits); 

printf ("bmp.bmAlphaPixelFormat = %i\n", bmp.bmAlphaPixelFormat); 

return true; 

}*/ 

 

void FillBitmap(BITMAP *bmp) 

{ 

bmp->bmType = 0; 

bmp->bmBitsPerPixel = 16; 

bmp->bmBytesPerPixel = 2; 

bmp->bmAlpha = 0; 

bmp->bmColorKey = 0; 

bmp->bmWidth = VID_W; 

bmp->bmHeight = VID_H; 

bmp->bmPitch = VID_W*2; 

bmp->bmBits = NULL; 

bmp->bmAlphaPixelFormat = NULL; 

} 

 

void FillMyBitmap(PMYBITMAP my_bmp) 

{ 

my_bmp->flags = MYBMP_RGBSIZE_3 | MYBMP_TYPE_BGR | MYBMP_FLOW_DOWN; 

my_bmp->frames = 1; 

my_bmp->depth = 24; 

my_bmp->alpha = 0; 

my_bmp->reserved[0] = 0; 

my_bmp->reserved[1] = 0; 

my_bmp->transparent = 0; 

my_bmp->w = 240; 

my_bmp->h = 180; 

my_bmp->pitch = 240*3; 

my_bmp->size = 240*180*3; 

my_bmp->bits = NULL; 

} 

 

static int HelloWinProc(HWND hWnd, int message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) 

{ 

   HDC hdc; 

   RECT rc; 

 

   switch (message) { 

       case MSG_PAINT: 

           hdc = BeginPaint (hWnd); 

 

           if (bmp.bmBits) 

               FillBoxWithBitmap (hdc, 0, 0, bmp.bmWidth, bmp.bmHeight, &bmp); 

 

           SetBkColor (hdc, RGB2Pixel (hdc, 0xFF, 0xFF, 0xFF)); 

           SetBkMode (hdc, BM_TRANSPARENT); 

           SetTextColor (hdc, RGB2Pixel (hdc, 0xFF, 0x00, 0x00)); 

           rc.left = 0; 

           rc.top = 0; 

           rc.right = 300; 

           rc.bottom = 60; 

           TextOut (hdc, 0, 0, "??????"); 

 

   if (x >= VID_W || x <=0) 

   { 

               xdir = 0 - xdir; 

   } 

   if (y >= VID_W || y <=10) 

   { 

               ydir = 0 - ydir; 

   } 

    

   x += xdir; 

   y += ydir; 

   TextOut (hdc, x, y, "kdf"); 

           Rectangle (hdc, 0, 0, bmp.bmWidth, bmp.bmHeight); 

 

           /*FillBoxWithBitmap (hdc, 100, 0, 200, 200, &bmp); 

           Rectangle (hdc, 100, 0, 300, 200); 

 

           FillBoxWithBitmapPart (hdc, 0, 200, 400, 200, 0, 0, &bmp, 10, 10); 

           Rectangle (hdc, 0, 200, 400, 400);*/ 

 

           EndPaint (hWnd, hdc); 

           return 0; 

 

       case MSG_CREATE: 

           /*if (LoadBitmap (HDC_SCREEN, &bmp, "bkgnd.bmp")) 

               return -1;*/ 

           return 0; 

 

       case MSG_CLOSE: 

           UnloadBitmap (&bmp); 

           DestroyMainWindow (hWnd); 

           PostQuitMessage (hWnd); 

           return 0; 

   } 

 

   return DefaultMainWinProc(hWnd, message, wParam, lParam); 

} 

 

int MiniGUIMain (int argc, const char* argv[]) 

{ 

   MSG Msg; 

   HWND hMainWnd; 

   MAINWINCREATE CreateInfo; 

 

#ifdef _LITE_VERSION 

   SetDesktopRect(0, 0, 1024, 768); 

#endif 

 

   CreateInfo.dwStyle = WS_VISIBLE | WS_BORDER | WS_CAPTION; 

   CreateInfo.dwExStyle = WS_EX_NONE; 

   CreateInfo.spCaption = "Hello, world"; 

   CreateInfo.hMenu = 0; 

   CreateInfo.hCursor = GetSystemCursor(0); 

   CreateInfo.hIcon = 0; 

   CreateInfo.MainWindowProc = HelloWinProc; 

   CreateInfo.lx = 0; 

   CreateInfo.ty = 0; 

   CreateInfo.rx = VID_W; 

   CreateInfo.by = VID_H; 

   CreateInfo.iBkColor = COLOR_lightwhite; 

   CreateInfo.dwAddData = 0; 

   CreateInfo.hHosting = HWND_DESKTOP; 

    

   hMainWnd = CreateMainWindow (&CreateInfo); 

    

   if (hMainWnd == HWND_INVALID) 

       return -1; 

 

   ShowWindow(hMainWnd, SW_SHOWNORMAL); 

 

   ////////////////////////////////////////////////////////////// 

   // 1. Create my video class CV4L. 

   cVid = new CV4L("/dev/video0"); 

    

   ////////////////////////////////////////////////////////////// 

   // 2. Init the video device with channel and map size. 

   if (cVid->init(0, VID_W, VID_H) == false) 

       return -1; 

 

   //FillMyBitmap(&myBmp); 

   FillBitmap(&bmp); 

   ////////////////////////////////////////////////////////////// 

   // 3. Read the data from video device. 

   if (buf = cVid->Read ()) 

   { 

       bmp.bmBits = buf; 

       //InvalidateRect (); 

       SendMessage (hMainWnd, MSG_PAINT, 0, 0); 

   } 

 

   while (true) 

   { 

       if (!HavePendingMessage (hMainWnd)) 

       { 

           if (!GetMessage (&Msg, hMainWnd)) 

               break; 

           TranslateMessage (&Msg); 

           DispatchMessage (&Msg); 

       } else { 

           ////////////////////////////////////////////////////////////// 

           // 3. Read the data from video device. 

           if (buf = cVid->Read ()) 

           { 

               bmp.bmBits = buf; 

               SendMessage (hMainWnd, MSG_PAINT, 0, 0); 

           } else { 

               // if Buffer is Null, vedeo device have pluged out. 

               PostQuitMessage (hMainWnd); 

           } /* end of read video buffer */ 

       } /* end of HavePendingMessage() */ 

   } /* end of while */ 

 

   ////////////////////////////////////////////////////////////// 

   // 4. destroy the CV4L class, and release resources. 

   cVid->destroy (); 

   UnloadBitmap (&bmp); 

   //free (bmp.bmBits); 

 

   MainWindowThreadCleanup (hMainWnd); 

 

   return 0; 

} 

 

#ifndef _LITE_VERSION 

#include <minigui/dti.c> 

#endif 

 

把这些代码添加到miniugi-1.3.3的helloworld程序中去编译一下就可以了，也可以用如下命令 

g++ -o video -I/minigui/include -L/minigui/lib video.cpp v4l.cpp