对于一个显示设备,数据的更新率正比于画面的像素数和色彩深度的乘积。在嵌入式Linux系统中,受处理器资源配置和运算能力的制约,当使用大分辨率显示时(如在一些屏幕尺寸较大的终端上,往往需要640×480以上),需要降低显示的色彩深度。否则,由于数据处理负担过重会造成画面的抖动和不连贯。这时,调色板技术将发挥重要作用。ARM9内核的S3C2410在国内的嵌入式领域有着广泛的应用,芯片中带有LCD控制器,可支持多种分辨率、多种颜色深度的LCD显示输出。在此,将S3C2410的调色板技术,以及嵌入式Linux系统下调色板显示的实现方法进行分析。
1 S3C2410调色板技术概述
1.1 调色板的概念
在计算机图像技术中,一个像素的颜色是由它的R,G,B分量表示的,每个分量又经过量化,一个像素总的量化级数就是这个显示系统的颜色深度。量化级数越高,可以表示的颜色也就越多,最终的图像也就越逼真。当量化级数达到16位以上时,被称为真彩色。但是,量化级数越高,就需要越高的数据宽度,给处理器带来的负担也就越重;量化级数在8位以下时,所能表达的颜色又太少,不能够满足用户特定的需求。
为了解决这个问题,可以采取调色板技术。所谓调色板,就是在低颜色深度的模式下,在有限的像素值与RGB颜色之间建立对应关系的一个线性表。比如说,从所有的16位彩色中抽取一定数量的颜色,编制索引。当需要使用某种彩色时,不需要对这种颜色的RGB分量进行描述,只需要引用它的索引号,就可以使用户选取自己需要的颜色。索引号的编码长度远远小于RGB分量的编码长度,因此在彩色显示的同时,也大大减轻了系统的负担。
以256色调色板为例,调色板中存储256种颜色的RGB值,每种颜色的RGB值是16位。用这256种颜色编制索引时,从OOH~FFH只需要8位数据宽度,而每个索引所对应的颜色却是16位宽度的颜色信息。在一些对色彩种类要求不高的场合,如仪表终端、信息终端等,调色板技术便巧妙地解决了数据宽度与颜色深度之间的矛盾。
1.2 S3C2410中的调色板 ARM9核的S3C2410芯片可通过内置的LCD控制器来实现对LCD显示的控制。以TFT LCD为例,S3C2410芯片的LCD控制器可以对TFT LCD提供1位、2位、4位、8位调色板彩色显示和16位、24位真彩色显示,并支持多种不同的屏幕尺寸。
S3C2410的调色板其实是256个16位的存储单元,每个单元中存储有16位的颜色值。根据16位颜色数据中,RGB分量所占位数的不同,调色板还可以采取5:6:5(R:G:B)和5:5:5:1(R:G:B:1)两种格式。当采用5:6:5(R:G:B)格式时,它的调色板如表1所示。
表1中,第一列为颜色索引,中间三列是R,G,B三个颜色分量对应的数据位,分别是5位、6位和5位,最后一列是对应颜色条目的物理地址。当采用5:5:5:1(R:G:B:1)格式时,R,G,B三个颜色分量的数据位长度都是5位,最低位为1。
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