文件IO学习笔记第九章：LCD屏的原理与应用

大家好，我是小智！

基本概念

LCD （Liquid Crystal Display的简称）的中文称为液晶显示器，构造原理就是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片（CF），彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色构成的滤片，有规律地制作在一块大玻璃基板上。

结构分析

彩色滤光片是LCD液晶屏彩色化的关键部件，彩色滤光片通过滤光的方式可以产生RGB三原色，然后再将三原色以不同的强弱比例进行混合，从而呈现各种颜色，这样LCD才可以显示全彩色。

显示单位

屏幕上显示颜色的最小单位叫做像素，像素英文叫 pixel。位图（比如jpg、bmp等格式的常见图片）也是由一个个的像素点构成的，跟屏幕的像素点的概念一样。原理上讲，将一张位图显示到屏幕上，就是将图片上的像素点一个个复制到屏幕像素点上。

像素数量

图片或者屏幕的宽、高两个维度上的像素点数量被称为分辨率，分辨率决定了位图图像细节的精细程度。通常情况下，图像的分辨率越高则所包含的像素就越多，那么图像就越清晰，印刷的质量也就越好。当然，它也会增加文件占用的存储空间，也就是分辨率越高，则占用内存越大。

像素色深

每个像素点所占的bit位数被称为色深，色深的单位是bit。简单理解：色深就是指一个像素点的大小，一般有8位、16位、24位或32位，比如GEC6818开发板的LCD屏的色深就是32位的,也就是一个像素点由4字节组成。分别是ARGB，其中A指的是透明度，一般的LCD都不支持。RGB指的是三原色，每种颜色占1字节，也就是每种颜色的范围是0 ~ 255。

32位色深的LCD屏一般被称为真彩屏。色深决定了一个像素点所能表达的颜色的丰富程度，色深越大，色彩表现力越强。

驱动架构

LCD属于硬件设备，所以需要通过驱动程序才能控制，而在Linux系统中是通过 Framebuffer驱动子系统来控制LCD的。Frame是帧的意思，buffer是缓冲的意思，所以Framebuffer也被称为帧缓冲。Linux系统下面有多个子系统，其中 Framebuffer子系统就是Linux系统为显示设备提供的一个驱动程序接口，用于驱动显示设备。

Framebuffer驱动子系统会从内存中申请一块空间用于保存一帧图像的颜色数据，这块内存会被映射到进程的地址空间，这样进程就可以直接进行对帧缓冲进行读写操作，并且写操作可以立即刷新到屏幕上。

可以理解为Framebuffer驱动子系统把屏幕上的每个像素点映射成一段线性内存空间，应用程序直接修改这段内存空间的数据就相当于改变屏幕上某一像素点的颜色。