Linux 绘制像素缓冲区

Posted 2023-02-17

【中文标题】Linux 绘制像素缓冲区

【英文标题】：Linux draw pixel buffer

【发布时间】：2020-03-20 17:30:24

【问题描述】：

问题很简单，我有一个生成像素缓冲区的代码。现在我需要呈现这个像素缓冲区而不是保存图像然后分析它。

解决办法是什么：

打开窗口 用我的像素 RGB888 替换此窗口中的所有像素

到目前为止的建议是：要使用 opengl，为覆盖窗口的矩形创建一个顶点缓冲区，并使用像素着色器来绘制像素。这显然不是在窗口中交换像素缓冲区的最佳方式。

平台：Ubuntu 18

【问题讨论】：

任何 GUI 工具包都可以做到这一点：例如 Qt 或 GTK。

@Thomas 可以更具体地说明执行方式，哪些调用可以执行任务。到目前为止，是的，我用 GTK 打开了窗口，但找不到一种方法来绘制我的自我

那是一个绘图小部件，我知道。我要的是如何在没有小部件的情况下做到这一点

你在这里的目的是什么？尽可能少地编写代码？尽快更新屏幕？什么最重要？

@MarkSetchell 基本上我有一些来自外部设备的输入，输入被解析并计算图形表示。我需要获取这个像素数组并将它们显示在一个窗口中。所以几乎我有一个缓冲区，它需要显示。所以我正在寻找一种方法来修改当前窗口的像素缓冲区最好使用像 libx11 这​​样的东西，而不是深入到小部件库和 cairo 的兔子洞

【参考方案1】：

您还可以使用SFML 在窗口中轻松显示位图图像。事实上，在我的其他答案中，它似乎比 CImg 快得多。我不是这方面的专家，但以下代码可以满足您的需求：

// g++ -std=c++11 main.cpp $(pkg-config --libs --cflags sfml-graphics sfml-window)

#include <SFML/Graphics.hpp>
#include <iostream>
#include <cstdint>

int main()

    const unsigned width = 1024;
    const unsigned height= 768;

    // create the window
    sf::RenderWindow window(sf::VideoMode(width, height), "Some Funky Title");

    // create a texture
    sf::Texture texture;
    texture.create(width, height);

    // Create a pixel buffer to fill with RGBA data
    unsigned char *pixbuff = new unsigned char[width * height * 4];
    // Create uint32_t pointer to above for easy access as RGBA
    uint32_t * intptr = (uint32_t *)pixbuff;

    // The colour we will fill the window with
    unsigned char red  = 0;
    unsigned char blue = 255;

    // run the program as long as the window is open
    int frame = 0;
    while (window.isOpen())
    
        // check all the window's events that were triggered since the last iteration of the loop
        sf::Event event;
        while (window.pollEvent(event))
        
            // "close requested" event: we close the window
            if (event.type == sf::Event::Closed)
                window.close();
        

        // clear the window with black color
        window.clear(sf::Color::Black);

        // Create RGBA value to fill screen with.
        // Increment red and decrement blue on each cycle. Leave green=0, and make opaque
        uint32_t RGBA;
        RGBA = (red++ << 24) | (blue-- << 16) | 255;
        // Stuff data into buffer
        for(int i=0;i<width*height;i++)
           intptr[i] = RGBA;
        
        // Update screen
        texture.update(pixbuff);
        sf::Sprite sprite(texture);
        window.draw(sprite);

        // end the current frame
        window.display();
        std::cout << "Frame: " << frame << std::endl;
        frame++;
        if(frame==1000)break;
    

    return 0;

在我的 Mac 上，我实现了以下帧速率：

700 fps @ 640x480 分辨率 384 fps @ 1024x768 分辨率

如果您想提高性能，您可以/可以在第二个线程中在屏幕外创建和填充纹理，但这已经非常快了。

关键字：C++、图像处理、显示、位图图形、像素缓冲区、SFML、imshow、prime。

【讨论】：

谢谢解决问题，会研究SFML

@AntonStafeyev 如果您不喜欢使用 OpenGL，我不知道您为什么接受这个答案，我检查了 SFML 源代码，看起来这正是它正在做的事情。我仍在尝试弄清楚如何直接执行此操作。

【参考方案2】：

您可以使用CImg，它是一个小型、快速、现代的 C++ 库。它是“仅标题”，因此没有复杂的链接或依赖关系。

// http://cimg.eu/reference/group__cimg__tutorial.html

#include <iostream>
#include <string>
#include "CImg.h"

using namespace cimg_library;

int main(int argc,char **argv) 

   const unsigned char white[] =  255,255,255 ;
   const int width  = 320;
   const int height = 240;
   // Create 3-channel RGB image
   CImg<> img(width,height,1,3);

   // Create main window
   CImgDisplay main_window(img,"Random Data",0);
   int frame = 0;

   while (!main_window.is_closed()) 
     // Fill image with random noise
     img.rand(0,255);
     // Draw in frame counter
     std::string text = "Frame: " + std::to_string(frame);
     img.draw_text(10,10,text.c_str(),white,0,1,32);
     main_window.display(img);
     frame++;
     std::cout << "Frame: " << frame << std::endl;
   

它在行动 - 质量不是最好的，因为随机数据的可压缩性很差，而且 Stack Overflow 有 2MB 的图像限制。在现实生活中很好。

请注意，由于我在下面使用 X11，编译命令必须定义 cimg_display，所以看起来像：

g++ -Dcimg_display=1 -std=c++11 -I /opt/X11/include -L /opt/X11/lib -lx11 ...

还请注意，我正在使用img.rand() 用数据填充图像，您将希望获得img.data()，它是指向像素缓冲区的指针，然后将memcpy() 图像数据放入该地址的缓冲区中。

请注意，我还直接在 another answer 中写入帧缓冲区。那是在 Python 中，但很容易适应。