目录
- 一、前言
- 二、video image 控件
- 三、为什么需要将GIF拆解成序列帧?
- 四、将GIF将其拆解成序列帧
-
- 4.1 先将GIF分析拼接成位图
- 4.2 将位图拆解成序列帧
- 4.3 示例效果
一、前言
本文基于 AWTK 自定义控件 video image 该控件主要用于解决嵌入式开发板的问题 JPG、PNG、GIF文件分析缓慢,内存需求高。
备注:
- AWTK 是 ZLG 基于C语言开发的开源 GUI 去官网,Github仓库。
- awtk-widget-video-image 是 AWTK 官方自定义控件,Gitee仓库。
二、video image 控件
在一般嵌入式板上,分析 JPG、PNG、GIF为了解决这个问题,文件的速度非常慢,特别是在播放高分辨率序列帧时,AWTK 提供了 video image 控件。
video_image 控制器采用帧间差异的图像算法,将序列帧压缩成自定义的视频文件。这种方法的逻辑实际上是空间换时间的策略,尽管整个视频文件的大小将比较 JPG 文件(PNG 文件)大,但会比位图文件小很多。
- 先将一系列JPG/PNG序列帧图片分析成位图格式。
- 计算并保存每帧之间的脏矩形区域和数据。
- 将这些差异数据压缩成自定义的视频文件。
- 采用 lz4 算法(第三方库)再次压缩视频文件,进一步缩小资源。
- 程序运行时首先使用 lz4 算法解压视频文件,然后分析帧间差异,组合成位图,一帧播放。
三、为什么需要将GIF拆解成序列帧?
在 AWTK 中,显示 gif 图片的过程将首先进行 gif 文件被分析成一帧的位图,然后拼接并加载到内存中。例如,分辨率是 480 X 480 的 gif 包括图片 120 帧图像需要分析为 16 位色的 bitmap 显示到 LCD 上,至少需要 480 X 480 X 120 X 2 大小内存,约为 52.7 M。
一般嵌入式开发板显然无法提供如此大的内存需求,此时可以借助 git_to_video_gen 工具将 git 将图片转换位图序列帧,然后使用 diff_image_to_video_gen 工具压缩成 video_image 视频文件用于控件。
备注:git_to_video_gen 工具可以在 window 和 linux 上面运行。
git_to_video_gen 使用工具:git_to_video_gen.exe [空格] image_name [空格] save_file_path
参数 | 说明 | 备注 |
---|---|---|
image_name | gif文件路径 | |
save_file_path | 序列帧文件的保存路径 |
git_to_video_gen 工具默认将 gif 图片变成一系列 RGBA8888 格式的 png 图片帧将在图片帧目录下生成 info.log 存储文件 gif 的相关信息,比如:
image_name_format=frame%d delays=30
参数的含义如下:
参数 | 说明 | 备注 |
---|---|---|
image_name_format | 序列帧的文件名格式 | git_to_video_gen默认情况下,工具生成的序列帧frame%d |
delays | gif帧间延迟时间 | 每帧的时间间隔为毫秒 |
本文主要介绍 git_to_video_gen 即将实现工具 gif 将文件拆解成序列帧。
四、将GIF将其拆解成序列帧
首先,我们先写 git_to_video_gen 工具的 main 函数:
/* 该工具仅在 Linux 平台和 Windows 平台使用 */ #if defined(LINUX) || defined(WIN32) #include "tkc/fs.h" #include "tkc/mem.h" #include "tkc/path.h" #include "tkc/utils.h" #include "base/bitmap.h" #include "base/types_def.h" #include "image_loader/image_loader_stb.h" #include <iostream> using namespace std; /* 导入stb_image_write库,用于后续将序列帧保存到本地硬盘 */ #define STB_IMAGE_WRITE_IMPLEMENTATION #include "../3rd/stb/stb_image_write.h" #define GIF_INFO_FILE_NAME "info.log" /* 保存序列帧的相关信息,比如文件名格式、帧间延迟时间, */ #define FRAME_FILE_NAME_FORMAT "frame%d" /* 序列帧文件名格式 */ #define FRAME_FILE_NAME_MAX_LEN 16 /* 序列帧文件名最大长度 */ /** * 注意:本工具默认将 GIF 图片解析为RGBA8888格式的位图序列帧,再将它们保存为 png 格式的文件 */ ...... int main(int argc, char** argv) {
bitmap_t image; const char* image_name = NULL; const char* save_file_path = NULL; memset(&image, 0x00, sizeof(bitmap_t)); /* 用户需传入两个参数:gif文件路径、序列帧文件的保存路径 */ if (argc < 3) {
cout << "argvs: image_name, save_file_path" << endl; return -1; } image_name = argv[1]; save_file_path = argv[2]; /* 将GIF文件解析并拼接成包含所有帧的位图 */ if (!get_bitmap(image_name, &image)) {
cout << "get bitmap failed!" << endl; return -1; } if (image.is_gif) {
/* 将包含所有帧的位图拆解成序列帧并保存到本地硬盘 */ if (save_git_frame(&image, save_file_path)) {
char buff[MAX_PATH] = {
0}; char info_path[MAX_PATH] = {
0}; tk_snprintf(buff, sizeof(buff), "image_name_format=%s\ndelays=%d\n", FRAME_FILE_NAME_FORMAT, *image.gif_delays); path_build(info_path, sizeof(info_path), save_file_path, GIF_INFO_FILE_NAME, NULL); file_write(info_path, buff, tk_strlen(buff)); } } else {
cout << "image is not a gif!" << endl; } /* 销毁位图 */ bitmap_destroy(&image); return 0; } #endif
4.1 先将GIF解析拼接成位图
这里我们首先借助 AWTK 中的 stb_image 库将 gif 文件解析并拼接成一幅包含所有帧的位图,代码如下:
static bool get_bitmap(const char* image_name, bitmap_t* image) {
ret_t ret = RET_FAIL;
uint8_t* buff = NULL;
uint32_t buff_length = 0;
/* 确保GIF文件存在 */
if (!file_exist(image_name)) {
return false;
}
/* 读取GIF文件的数据 */
buff = (uint8_t*)file_read(image_name, &buff_length);
if (buff != NULL) {
/* 调用stb_image库中的函数将GIF解析成位图 */
ret = stb_load_image(ASSET_TYPE_IMAGE_GIF, buff, buff_length, image, false, false, false,
LCD_ORIENTATION_0);
TKMEM_FREE(buff);
}
return ret == RET_OK;
}
4.2 将位图拆解为序列帧
得到包含GIF文件所有帧的位图对象后,再将这个位图拆解成一帧一帧的数据保存到本地硬盘即可,代码如下:
static bool save_git_frame(bitmap_t* image, const char* save_file_path) {
fs_t* fs = os_fs();
ret_t ret = RET_OK;
int x = image->w;
int y = image->gif_frame_h;
int stride_bytes = image->line_length;
char file_path[MAX_PATH];
char file_name[FRAME_FILE_NAME_MAX_LEN];
/* 确保存放序列帧文件的目标路径存在 */
if (!fs_dir_exist(fs, save_file_path)) {
ret = fs_create_dir_r(fs, save_file_path);
}
if (ret == RET_OK) {
/* 获取位图数据 */
uint8_t* image_data = bitmap_lock_buffer_for_read(image);
/* 循环遍历每一帧位图数据 */
for (int i = 0; i < image->gif_frames_nr; i++) {
int32_t len = 0;
uint8_t* png_data = NULL;
uint8_t* bmp_data = image_data + (stride_bytes * y * i);
memset(file_path, 0x00, sizeof(file_path));
memset(file_name, 0x00, sizeof(file_name));
tk_snprintf(file_name, sizeof(file_name), FRAME_FILE_NAME_FORMAT ".png", i);
path_build(file_path, sizeof(file_path), save_file_path, file_name, NULL);
/* 调用stb_image_write库中的接口将每帧位图数据写入本地硬盘(保存为png文件) */
png_data = stbi_write_png_to_mem(bmp_data, stride_bytes, x, y, 4, &len);
if (png_data != NULL) {
file_write(file_path, png_data, len);
STBIW_FREE(png_data);
}
}
bitmap_unlock_buffer(image);
}
return ret == RET_OK;
}
4.3 示例效果
比如这里我将 awtk-widget-video-image/design/default/images/video/gif_35.gif
文件拆解成序列帧,命令如下:
.\bin\gif_to_frame_gen.exe design\default\images\video\gif_35.gif design\default\images\video\gif_35
即可得到 design\default\images\video\gif_35
目录,其中存放着 gif_35.gif
文件生成的序列帧,如下图所示: