LTDC背景层，图层1，图层2和Alpha混合

eric2013

LTDC除了图层1和图层2两个硬件图层以外，还有一个背景层。由于背景层的刷新不需要显存空间，所以可以用这个图层验证LTDC时序配置是否有问题。




对于背景层来说，仅支持单色设置，固定颜色格式RGB888
hltdc_F.Init.Backcolor.Blue = 0
hltdc_F.Init.Backcolor.Green = 0
hltdc_F.Init.Backcolor.Red = 0

对于图层1和图层2来说，支持如下8种颜色格式：
– ARGB8888
– RGB888
– RGB565
– ARGB1555
– ARGB4444
– L8（8 位 Luminance 或 CLUT）
– AL44（4 位 alpha + 4 位 luminance）
– AL88（8 位 alpha + 8 位 luminance）
实现Alpha混合的关键是要有一个变量可以设置各种透明度。对此，STM32F429准备了两个Alpha供使用：
一个是常数Alpha（0x00表示完全透明，0xFF表示完全不透明），所有颜色格式都可以使用。
另一个是像素Alpha，也就是ARGB8888，ARGB1555，ARGB4444等颜色格式的Alpha通道数值，也就是我们为图层每个位置绘制的实际颜色值。



了解了这点后就是具体的实现了。STM32F429的参考手册给出了具体的混合公式

BC          =  BF1       x     C     +   BF2      x    Cs
混合后的颜色= 混合系数1 x 当前层颜色 + 混合系数2 x 底层混合后的颜色
混合系数1可以选择：
（1）常数 Alpha
（2）像素 Alpha x 常数 Alpha

混合系数2可以选择：
（1）1 - 常数 Alpha
（2）1 - 像素 Alpha x 常数 Alpha

底层混合后的颜色：
（1）可以是背景层。
（2）可以是背景层与图层1混合后的颜色。

那么公式就变成如下形式（主要是如下两种）：
混合后的颜色 = 常数 Alpha x 当前层颜色 + （1 - 常数 Alpha） x 底层混合后的颜色。
混合后的颜色 = 像素 Alpha x 常数 Alpha x 当前层颜色 +
（1 - 像素 Alpha x 常数 Alpha） x 底层混合后的颜色。

再进一步简化，代入HAL库参数（LTDC_LayerCfgTypeDef  pLayerCfg）：
像素Alpha是ARGB8888，ARGB1555等颜色格式的Alpha数值，也就是我们为图层每个位置绘制的实际颜色值，我们这里用AlphaValue表示。
混合后的颜色 = （pLayerCfg.Alpha /255 ） x 当前层颜色 +
（1 - pLayerCfg.Alpha /255 ） x 底层混合后的颜色。
混合后的颜色 = （AlphaValue/255）x （pLayerCfg.Alpha /255 ） x 当前层颜色 +
（1 - （AlphaValue/255）x （pLayerCfg.Alpha /255 ）） x 底层混合后的颜色。

注，Alpha值要做归一化，Alpha的范围是0 - 255，比如Alpha = 100，那么代入公式的时候就是100/255。

举例：
（1）混合因数1选择像素 Alpha x 常数 Alpha。
（2）混合因数2选择像素 Alpha x 常数 Alpha。
（3）使用图层1和背景层，图层1使用ARGB8888颜色格式。
（4）背景色 = 0xFF0000，图层1位置坐标（0,0）颜色值0x5500FF00。
（5）Alpha常数 = 0x77
混合后的颜色 = （AlphaValue/255）x （pLayerCfg.Alpha /255 ） x 当前层颜色 +
（1 - （AlphaValue/255）x （pLayerCfg.Alpha /255 ）） x 底层混合后的颜色。
             = （0x55/255）x （0x77/255） x 0x00FF00 +
（1 - （0x55/255）x （0x77/255）） x 0xFF0000
             =  0xD7809C

最后注意一点：
如果大家设置的图层显示区没有显示满整个显示屏，且使用的ARGB颜色格式，那么未覆盖的区域会使用图层默认颜色。对此HAL库有专门的配置：
LTDC_LayerCfgTypeDef      pLayerCfg
pLayerCfg.Alpha0 = 0;
pLayerCfg.Backcolor.Blue = 0;
pLayerCfg.Backcolor.Green = 0;
pLayerCfg.Backcolor.Red = 0;

Bird

请教Eric大哥，我在应用中发现部分灰色显示成了别的颜色，  
然后用背景图层验证LTDC时序配置，设置背景色为
  LTDC_Handler.Init.Backcolor.Red=45;         
  LTDC_Handler.Init.Backcolor.Green=45;         
  LTDC_Handler.Init.Backcolor.Blue=45;
深灰色，显示正常
改为以下值：
  LTDC_Handler.Init.Backcolor.Red=73;         
  LTDC_Handler.Init.Backcolor.Green=77;         
  LTDC_Handler.Init.Backcolor.Blue=80;
显示的颜色就不对了，实际显示的颜色类似您配图背景层的颜色。
又做了几组实验RGB分别为(65,65,65), (80,80,80)，(100, 100, 100)显示的都是跟(73,77,80)同样的颜色。

这样的情况是时序有问题吗，具体会是哪个参数引起的呢，奇怪的是灰色RGB似乎超过某组值就无法正常显示了。

廷润

回想以前玩机顶盒UI，可以分背景层、静态层、视频层、OSD层、光标层。

yunqi

廷润 发表于 2020-9-29 15:21
回想以前玩机顶盒UI，可以分背景层、静态层、视频层、OSD层、光标层。

说白了，就是对应的像素点与或一下。只不过硬件处理了。
以前街机游戏的背景图也分的好几层，都是这么搞的

国产娃娃菜

Bird 发表于 2020-9-23 22:06
请教Eric大哥，我在应用中发现部分灰色显示成了别的颜色，  
然后用背景图层验证LTDC时序配置，设置背景色 ...

遇到同样问题了，请教大哥解决了吗

lsx

国产娃娃菜 发表于 2023-6-24 17:51
遇到同样问题了，请教大哥解决了吗

背景层只能设置单色