基于联咏NT98336嵌入式图形处理功能技术解析

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本文参考NT98336 SDK中提供的sample code -- user_2d.c，做嵌入式图形处理功能技术解析。

一、user_2d.c的功能与作用

1. 核心功能

• 图像缩放（Scaling）：
  支持将输入图像按比例缩放至目标尺寸，通过hd_gfx_scale()调用硬件加速。
• 图像复制与混合（Copy & Blend）：
  实现图像区域复制，并支持透明度混合（Alpha Blending）和颜色键（Color Key）过滤功能。
• 图像旋转（Rotation）：
  支持90°、180°、270°旋转，通过hd_gfx_rotate()实现高效硬件旋转。
• 几何绘制：
  提供绘制实心/空心矩形（hd_gfx_draw_rect()）和线条（hd_gfx_draw_line()）的功能。
• 多格式支持：
  兼容ARGB1555、ARGB8888、YUV420等像素格式，适应不同应用场景需求。

2. 交互式演示

通过命令行输入选择功能（如输入1绘制图像、2缩放图像），实时展示处理结果，并支持将结果保存至文件或直接输出到显示屏。

3. 性能优化

• 使用硬件加速模块（如GPU）提升处理效率。
• 内存池动态分配（HD_COMMON_MEM_USER_BLK），减少内存碎片。

二、技术实现

1. 模块初始化与资源管理

• 硬件模块初始化：

hd_videocap_init();   // 视频捕获模块初始化

hd_gfx_init();        // 图形处理模块初始化

• 内存分配：
  通过prepare_buf()分配物理连续内存（DDR），并映射到用户空间（VA），确保硬件直接访问数据：

mmap_buf->blk = hd_common_mem_get_block(pool, size, ddr_id);

mmap_buf->va_addr = hd_common_mem_mmap(...);

2. 图形操作实现

• 图像缩放：

调用hd_gfx_scale()，配置源/目标图像尺寸、格式及内存地址，硬件自动完成插值计算。

• 颜色键混合：
  通过hd_gfx_copy()的colorkey参数指定需透明的颜色值（如YUV420中的特定YUV值），实现背景剔除。
• 几何绘制：
  使用hd_gfx_draw_rect()绘制矩形，支持实心（HD_GFX_RECT_SOLID）和空心（HD_GFX_RECT_HOLLOW）模式。

3. 帧缓冲（Framebuffer）管理

• 通过/dev/fb1设备直接操作显示缓冲区，实现低延迟图像输出：

lcd_fb_info.lcd_fb1 = open("/dev/fb1", O_RDWR);  // 打开帧缓冲设备

mmap(...);                                        // 内存映射

5个相关疑问自答

1. 颜色键（Color Key）如何动态配置？

答：

• 在blend_img_with_colorkey()中修改COLORKEY_Y_VAL、COLORKEY_U_VAL、COLORKEY_V_VAL的宏定义，或通过运行时参数传入。

2. 如何处理高分辨率图像的内存不足问题？

答：

• 增加DDR内存池大小（通过SDK配置工具）。
• 使用RELEASE_BUFFER宏及时释放不再使用的内存块。

3. 如何实现多图层叠加显示？

答：

• 分配多个内存块作为图层缓冲区，依次调用hd_gfx_copy()混合到主缓冲区，最后输出到/dev/fb1。

4. 旋转操作是否支持任意角度？

答：

• 当前代码仅支持90°倍数旋转（如90°、180°、270°），若需任意角度需依赖软件插值或硬件扩展功能。

5. 如何调试图形处理中的性能瓶颈？

答：

• 使用vendor_gfx_get_syscaps()获取硬件能力参数（如最大分辨率、缩放比例），确保配置符合限制。
• 通过帧率统计和内存占用分析定位瓶颈。