自制操作系统Antz——day13 显示图片

显示图片只是在多媒体课上看着bmp格式图片的突发奇想,然后就实现在了我自己的操作系统

Antz系统更新地址

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效果图:

效果

显示图片的原理

在之前显卡操作时,屏幕上的像素点我们是直接赋予一个颜色值的。
0xa0000是显示屏左上角第一个像素的地址,我们只需要根据地址赋予相应图片的rgb值即可实现图片的显示。Antz使用的显卡模式只能支持255种颜色,也就是bmp中24色的图片。
所以我们需要先将一个24色bmp格式的图片进行rgb值读取,然后再将rgb的值赋予到显卡的相应位置。

图片rgb读取

read.cpp

#include<cstdlib>
#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<iomanip>
#include"read.h"

using namespace std;
unsigned int **out_r;
unsigned int **out_g;
unsigned int **out_b;

void getRGB()
{

    char readPath[] = "a.bmp";
    readBmp(readPath);
    // 输出整体图像信息
    cout << "\nwidth=" << bmpWidth << "\nheight=" << bmpHeight << "\nbiBitCount=" << biBitCount << endl;
    // 图像的字节数
    int linebyte1 = (bmpWidth*biBitCount / 8 + 3) / 4 * 4;
    int n = 0, m = 0, count_xiang_su = 0;
    int i ;
    out_r = new unsigned int *[bmpHeight];       
    for (i= 0; i<bmpHeight; i++)
        out_r[i] = new unsigned int[bmpWidth];

    out_g = new unsigned int *[bmpHeight];        
    for (i = 0; i<bmpHeight; i++)
        out_g[i] = new unsigned int[bmpWidth];

    out_b = new unsigned int *[bmpHeight];     
    for (i = 0; i<bmpHeight; i++)
        out_b[i] = new unsigned int[bmpWidth];


    //初始化原始像素的数组。

    if (biBitCount == 8)
    {
        for (int i = 0; i<bmpHeight / 2; i++)
        {
            for (int j = 0; j<bmpWidth / 2; i++)
                *(pBmpBuf + i*linebyte1 + j) = 0;
        }
    }

    if (biBitCount == 24)
    {
        for (int i = 0; i<bmpHeight; i++)
        {
            for (int j = 0; j<bmpWidth; j++)
            {
                for (int k = 0; k<3; k++)//每像素RGB三个分量分别置0才变成黑色
                {
                    m = *(pBmpBuf + i*linebyte1 + j * 3 + k);
                    count_xiang_su++;
                }
                n++;
            }
        }
        cout << "总的像素个素为:" << n << endl;
        cout << "----------------------------------------------------" << endl;
    }


    if (biBitCount == 24)
    {
        for (int i = 0; i<bmpHeight; i++)
        {
            for (int j = 0; j<bmpWidth; j++)
            {
                out_r[bmpHeight - 1 - i][j] = pBmpBuf[j * 3 + 2 + bmpWidth*i * 3];
                out_g[bmpHeight - 1 - i][j] = pBmpBuf[j * 3 + 1 + bmpWidth *i * 3];
                out_b[bmpHeight - 1 - i][j] = pBmpBuf[j * 3 + bmpWidth *i * 3];
            }
        }
    }

    //---------------------------------------------------------------------------------------
    //将像素数据存入TXT文件。
    ofstream outfile;
    char out_rgb[100] ;
    int ai,ji;
    outfile.open("rrbmp.txt", ios::in | ios::trunc);
    if(!outfile) cout << "error" << endl;
    for (ai = 0; ai<bmpHeight; ai++)
    {
        for (ji = 0; ji<bmpWidth; ji++)
        {
    
            int rgb_num = 16 + out_r[ai][ji]/43 + 6* (out_g[ai][ji]/43) + 36* (out_b[ai][ji]/43) ;
            sprintf(out_rgb,"%d,",rgb_num);
            outfile << out_rgb <<endl;
        }
    }
    outfile.close();
 
    char writePath[] = "b.bmp";
    saveBmp(writePath, pBmpBuf, bmpWidth, bmpHeight, biBitCount, pColorTable);

    //清除缓冲区 
    delete[]pBmpBuf;
    if (biBitCount == 8)
        delete[]pColorTable;

}
 
int main()
{ 
    getRGB();
    return 0;
}

read.h

#include<fstream>
#include<windows.h>
#include<iostream>

using namespace std;
 
 
unsigned char *pBmpBuf;//读入图像数据的指针
int bmpWidth;//图像的宽
int bmpHeight;//图像的高
RGBQUAD *pColorTable;//颜色表指针
int biBitCount;//图像类型,每像素位数
 
 
 
//显示位图文件头信息   
void showBmpHead(BITMAPFILEHEADER pBmpHead){
    cout << "\n位图文件头:" << endl;
    cout << "文件大小:" << pBmpHead.bfSize << endl; 
    cout << "保留字_1:" << pBmpHead.bfReserved1 << endl;
    cout << "保留字_2:" << pBmpHead.bfReserved2 << endl;
    cout << "实际位图数据的偏移字节数:" << pBmpHead.bfOffBits << endl << endl;
}
//显示位图信息头信息  
void showBmpInforHead(BITMAPINFOHEADER pBmpInforHead){
    cout << "\n位图信息头:" << endl;
    cout << "结构体的长度:" << pBmpInforHead.biSize << endl;
    cout << "位图宽:" << pBmpInforHead.biWidth << endl;
    cout << "位图高:" << pBmpInforHead.biHeight << endl;
    cout << "biPlanes平面数:" << pBmpInforHead.biPlanes << endl;
    cout << "biBitCount采用颜色位数:" << pBmpInforHead.biBitCount << endl;
    cout << "压缩方式:" << pBmpInforHead.biCompression << endl;
    cout << "biSizeImage实际位图数据占用的字节数:" << pBmpInforHead.biSizeImage << endl;
    cout << "X方向分辨率:" << pBmpInforHead.biXPelsPerMeter << endl;
    cout << "Y方向分辨率:" << pBmpInforHead.biYPelsPerMeter << endl;
    cout << "使用的颜色数:" << pBmpInforHead.biClrUsed << endl;
    cout << "重要颜色数:" << pBmpInforHead.biClrImportant << endl;
}
//给定一个图像位图数据、宽、高、颜色表指针及每像素所占的位数等信息,将其写到指定文件中
bool readBmp(char *bmpName)
{
    FILE *fp = fopen(bmpName, "rb");//二进制读方式打开指定的图像文件
    if (fp == 0)
        return 0;
 
    //跳过位图文件头结构BITMAPFILEHEADER
    fseek(fp, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 0);
    //定义位图信息头结构变量,读取位图信息头进内存,存放在变量head中
    BITMAPINFOHEADER infohead;
    fread(&infohead, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fp); //获取图像宽、高、每像素所占位数等信息
    bmpWidth = infohead.biWidth;
    bmpHeight = infohead.biHeight;
    biBitCount = infohead.biBitCount;//定义变量,计算图像每行像素所占的字节数(必须是4的倍数)
    showBmpInforHead(infohead);//显示信息头 
 
 
    int lineByte = (bmpWidth * biBitCount / 8 + 3) / 4 * 4;//灰度图像有颜色表,且颜色表表项为256
    if (biBitCount == 8)
    {
        //申请颜色表所需要的空间,读颜色表进内存
        pColorTable = new RGBQUAD[256];
        fread(pColorTable, sizeof(RGBQUAD), 256, fp);
    }
 
    //申请位图数据所需要的空间,读位图数据进内存
    pBmpBuf = new unsigned char[lineByte * bmpHeight];
    fread(pBmpBuf, 1, lineByte * bmpHeight, fp);
    fclose(fp);//关闭文件
    return 1;//读取文件成功
}
//保存图片
bool saveBmp(char *bmpName, unsigned char *imgBuf, int width, int height, int biBitCount, RGBQUAD *pColorTable)
{
 
    //如果位图数据指针为0,则没有数据传入,函数返回
    if (!imgBuf)
        return 0;
    //颜色表大小,以字节为单位,灰度图像颜色表为1024字节,彩色图像颜色表大小为0
    int colorTablesize = 0;
    if (biBitCount == 8)
        colorTablesize = 1024;
 
    //待存储图像数据每行字节数为4的倍数
    int lineByte = (width * biBitCount / 8 + 3) / 4 * 4;
 
    //以二进制写的方式打开文件
    FILE *fp = fopen(bmpName, "wb");
 
    if (fp == 0)
        return 0;
    //申请位图文件头结构变量,填写文件头信息
    BITMAPFILEHEADER fileHead;
    fileHead.bfType = 0x4D42;//bmp类型
 
    //bfSize是图像文件4个组成部分之和
    fileHead.bfSize = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER) + colorTablesize + lineByte*height;
    fileHead.bfReserved1 = 0;
    fileHead.bfReserved2 = 0;
 
    //bfOffBits是图像文件前3个部分所需空间之和
    fileHead.bfOffBits = 54 + colorTablesize;
    //写文件头进文件
    fwrite(&fileHead, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, fp);
 
    //申请位图信息头结构变量,填写信息头信息
    BITMAPINFOHEADER infohead;
    infohead.biBitCount = biBitCount;
    infohead.biClrImportant = 0;
    infohead.biClrUsed = 0;
    infohead.biCompression = 0;
    infohead.biHeight = height;
    infohead.biPlanes = 1;
    infohead.biSize = 40;
    infohead.biSizeImage = lineByte*height;
    infohead.biWidth = width;
    infohead.biXPelsPerMeter = 0;
    infohead.biYPelsPerMeter = 0;
 
    //写位图信息头进内存
    fwrite(&infohead, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fp);
    //如果灰度图像,有颜色表,写入文件 
    if (biBitCount == 8)
        fwrite(pColorTable, sizeof(RGBQUAD), 256, fp);
 
    //写位图数据进文件
    fwrite(imgBuf, height*lineByte, 1, fp);
 
    //关闭文件
    fclose(fp);
    return 1;
 
}

这样就可以获得一张图片的rgb值了,部分如下:

16,
16,
16,
16,
52,
52,
16,
16,
16,
16,
16,
16,
16,
16,
16,
16,
16,
52,
52

因为目前还没有实现磁盘驱动,没有文件系统,我们只能把值硬编码进系统中。

bmp.h

unsignedchar

一个数万项的unsigned char数组,再上面程序中我们同样可以得到图片的长宽信息,那么下一步就是在系统中显示图片了。

#include <bmp.h>

void to_printf_dijkstra(int sx,int sy){ 
  // sx,sy是屏幕分辨率
  int x, y;
  int k = 0 ;
  for (y = 0; y < 115; y++) {  //图片宽100,高115个像素
    for (x = 0; x < 100; x++){
      printf_(sx , bmp_b[k] , x+sx-100, y, x+sx-100, y);
      k++;
    }
  }
}

只需要在一个命令响应中调用这个函数即可了,这就是效果了(真机测试也是同样)。

效果

不知道你有没有考虑到这个问题,这个115×100的图片有11500个像素点,这是一张很小很小的图片了,如果我们用一张正常一点的尺寸较大的图片,比如500×400,那就是200000个像素点了,这对没有实现磁盘驱动,靠硬编码进系统的antz压力非常大,所以此处加载图片虽然成功了,但实际上还远不能入此,这只是一个思想,当我可以实现硬盘驱动和文件系统之后,我们可以把上面bmp文件的rgb读取的程序直接放在内核中成为API,然后调用起来就方便很多了,对于那种超大图片,可以靠这样实现分步显示。