6. 屏幕显示-Pygame

我们的鲁班猫板卡上支持各种各样的显示设备，板卡上一般有HDMI接口、MIPI DSI接口。

6.1. Pygame库简介

Pygame是Python库中用于开发游戏的一种工具，或许这么说有点限制Pygame的用法。 Pygame不仅可以用于游戏开发，还可以用于显示处理，多媒体设备处理等等方面， 该库提供了许多多媒体、显示设备的操作功能。 其中的display模块，提供控制Pygame显示界面（display）的各种函数，本章将使用该模块进行屏幕显示。

6.2. 实验准备

6.2.1. 添加屏幕资源

# 在终端中输入如下命令，可以查看到显示设备资源：
cat@lubancat:~$ ls /dev/dri/card*
/dev/dri/card0  /dev/dri/card1

# 连接好屏幕，会有：
cat@lubancat:~/lcd$ ls /dev/fb*
/dev/fb0

板卡上的显示设备资源示例，仅供参考（以LubanCat 2，ubuntu镜像为例）：

broken

默认是使用rk3568-LubanCat 2.dtb设备树，通过创建软连接选择对应设备树：

#必须先切换到boot目录
cd /boot
#切换mipi屏幕的设备树
ln -sf dtb/rk3568-LubanCat 2-mipi.dtb rk-kernel.dtb
#重启开启使用mipi屏幕
sudo reboot

更多屏幕显示相关，参考下 《屏幕》 。

6.2.2. 硬件连接

硬件连接小节，需要大家根据自身开发环境等情况对本章内容进行参考调整, 这里实验是mipi屏（5.5寸）连接LubanCat 2板卡，板卡系统带桌面。

6.2.3. Pygame库安装

我们使用apt工具安装。

# 在终端中输入如下命令，安装Pygame库：
sudo apt -y install python3-pygame
# 如果之前安装过，就不需要重新安装

6.2.4. Pygame库使用

安装好对应的库之后，我们就可以利用安装好的Pygame库编写一下测试代码。

虽然显示驱动是DRM，但是驱动也实现了模拟FB设备，测试前我们可以简单使用下Linux Framebuffer， 在Pygame库利用Linux Framebuffer机制实现了调整显示设备的功能， Linux Framebuffer把屏幕上的每个点映射成一段线性内存空间， 程序可以简单的改变这段内存的值来改变屏幕上某一点的颜色。 以使用以下命令不断地往 /dev/fb0 写入随机数据，使得屏幕花屏。

# 在终端中输入如下命令测试：
cat /dev/urandom > /dev/fb0

更多使用参考下 《屏幕显示（framebuffer）》 。

6.3. 测试代码一

测试代码如下：

配套代码 io/lcd/lcd_test1.py文件内容
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""" 使用pygame进行屏幕显示测试 """
import os
import sys
import time
import pygame

# 设置系统环境，无鼠标
os.environ["SDL_NOMOUSE"] = "1"

# 初始化显示设备
pygame.display.init()

# 设置显示窗口的范围为屏幕大小，并返回一个屏幕对象
screen = pygame.display.set_mode((448,418))

# 设置窗口名称
pygame.display.set_caption("test")

# 使用pygame image模块加载图片
ball = pygame.image.load("test.png")

# 将图片按位拷贝到窗口
screen.blit(ball,(0,0))

# 刷新窗口
pygame.display.flip()

time.sleep(5)
sys.exit()

以上代码会将下图显示到mipi显示屏的一个窗口上:

broken

6.3.1. 实验步骤

将配套代码 Lcd目录中的测试代码及测试图片，一并上传至开发板同一目录下：

# 在终端中输入如下命令，因为访问硬件注意sudo权限：
sudo python3 lcd_test1.py

6.4. 测试代码二

配套代码 io/lcd/lcd_test2.py文件内容
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""" 使用pygame进行屏幕测试 """
import os
import sys
import time
import pygame

class PyScope:
    """ 定义一个PyScope类，进行屏幕测试 """

    screen = None

    def __init__(self):
        "PyScope类的初始化方法，使用framebuffer构造pygame会使用到的图像缓冲区"

        # 设置系统环境为无鼠标模式
        #os.environ["SDL_NOMOUSE"] = "1"
        pygame.display.init()

        # 创建,设置pygame使用的窗口大小
        self.screen = pygame.display.set_mode((600,600))

        #设置窗口标题
        pygame.display.set_caption('lcd_test2.py')

        # 填充背景色为灰色
        self.screen.fill((156,156,156))

        # 初始化字体库
        pygame.font.init()

        # 使用默认字体显示英文
        font=pygame.font.Font(None,32)
        text=font.render("Hello!",True,(255,255,255))
        self.screen.blit(text,(100,100))

        # 使用默认字体显示文字
        text=font.render("Display Test!",True,(255,0,0))
        self.screen.blit(text,(100,150))

        # 更新屏幕内容
        pygame.display.flip()

    def __del__(self):
        "退出pygame库的时候会调用该方法，可以在此添加资源释放操作"
        pygame.display.quit()

    def test(self):
        while True:
        # 循环获取事件，监听事件
            for event in pygame.event.get():
            # 判断用户鼠标是否点了关闭按钮
                if event.type == pygame.QUIT:
                    #卸载所有模块
                    pygame.quit()
                    #终止程序
                    sys.exit()
            #更新屏幕内容
            #pygame.display.flip()

# 创建一个测试实例，开始测试
scope = PyScope()
# 调用scope类的测试方法
scope.test()

代码功能简单看下上面注释，在__init__方法中，会初始化窗口显示，最终该代码会在弹窗显示两行英文。

6.4.1. 实验步骤

将配套代码Lcd目录中的测试代码上传至开发板任一目录下：

# 在终端中输入如下命令：
sudo python3 lcd_test2.py

命令执行后系统桌面会弹窗显示，鼠标点击或者关闭程序，可以关闭窗口。

6.5. 参考

本章没有详细介绍display模块基本函数使用，关于更多Pygame display模块函数等，可参考 Pygame display 。

关于Python Pygame库的使用，可参考 Pygame 教程 。