<think>我们正在处理一个关于LVGL（Light and Versatile Graphics Library）的问题，涉及配置Primary Plane和Overlay Plane。根据用户的问题，我们需要结合嵌入式图形开发的知识，特别是LVGL库的使用，以及可能的底层图形系统（如DRM/KMS）的相关概念。
首先，需要明确几个关键点：
1. LVGL本身是一个高级的图形库，它通常运行在帧缓冲区（framebuffer）之上，而帧缓冲区可以由不同的底层驱动提供，比如Linux的DRM/KMS（Direct Rendering Manager/Kernel Mode Setting）子系统。
2. 在DRM/KMS中，Plane（平面）是一个重要的概念，包括Primary Plane（主平面）、Overlay Plane（覆盖平面）等。Primary Plane通常用于显示主界面，而Overlay Plane则可用于叠加视频、摄像头等实时内容，以提高性能并避免频繁刷新主界面。
3. LVGL本身并不直接管理多个Plane，它通常渲染到整个帧缓冲区。因此，如果要在LVGL中实现Overlay Plane，可能需要结合底层系统的能力。
因此，解决这个问题的思路是：
- 首先，配置底层DRM/KMS驱动，确保系统支持多个Plane（至少一个Primary和一个Overlay）。
- 然后，在应用程序中，将LVGL渲染到Primary Plane对应的帧缓冲区。
- 同时，将视频流数据单独渲染到Overlay Plane对应的帧缓冲区。
具体步骤：
1. **配置底层DRM/KMS驱动**：
- 确保你的Linux内核支持DRM/KMS，并且显示驱动已经正确配置了多个Plane。可以通过`modetest`（来自libdrm）工具检查可用的Plane。
- 例如，运行`modetest -M <driver_name>`可以列出所有可用的Crtc、Plane和Connector。
2. **初始化DRM/KMS设备**：
- 在应用程序中，打开DRM设备，获取资源（包括Crtc、Plane等）。
- 为Primary Plane和Overlay Plane分别创建帧缓冲区（framebuffer）。
3. **设置LVGL使用Primary Plane的帧缓冲区**：
- LVGL需要一个显示驱动程序（display driver）来与底层帧缓冲区交互。我们可以创建一个自定义的显示驱动程序，将其绑定到Primary Plane的帧缓冲区。
- 示例代码：
```c
#include <lvgl.h>
#include <drm_fourcc.h>
#include <xf86drm.h>
#include <xf86drmMode.h>
// 假设已经初始化了DRM，并获得了primary_plane和对应的framebuffer
static lv_disp_drv_t disp_drv;
lv_disp_drv_init(&disp_drv);
disp_drv.flush_cb = my_flush_cb; // 设置刷新回调函数
// 其他回调函数...
// 将LVGL的显示缓冲区与Primary Plane的framebuffer关联
// 注意：这里可能需要根据LVGL的要求设置缓冲区大小和像素格式
static lv_disp_draw_buf_t draw_buf;
lv_disp_draw_buf_init(&draw_buf, primary_fb, NULL, width * height);
disp_drv.draw_buf = &draw_buf;
// 注册显示驱动
lv_disp_drv_register(&disp_drv);
```
4. **为视频流设置Overlay Plane**：
- 视频流通常由专门的解码器（如VPU）产生，或者通过摄像头采集。我们需要将视频帧数据写入到Overlay Plane的帧缓冲区中，然后配置Overlay Plane的位置、大小等属性。
- 示例代码：
```c
// 假设已经创建了overlay_plane和对应的framebuffer（overlay_fb）
// 在视频帧就绪时，将帧数据写入overlay_fb
// 然后设置Overlay Plane的属性
drmModeSetPlane(drm_fd,
overlay_plane->plane_id,
crtc_id,
overlay_fb->fb_id,
0,
x, y, // 位置
width, height, // 大小
0, 0, // 源位置（通常为0）
overlay_fb->width << 16, overlay_fb->height << 16); // 源大小（16.16定点数）
```
5. **注意事项**：
- 像素格式：确保LVGL使用的像素格式与Primary Plane支持的格式一致（通常是ARGB8888或RGB888），同时视频流的像素格式（如NV12）必须与Overlay Plane支持的格式一致。
- 性能：使用Overlay Plane可以避免视频帧与主界面的混合操作占用CPU资源，因为这是由显示控制器（硬件）完成的。
- 同步：如果视频帧更新频繁，需要确保在更新Overlay Plane时不会与LVGL的刷新产生冲突（例如使用双缓冲）。
6. **在LVGL中处理视频覆盖层**：
- 由于Overlay Plane是独立于LVGL的，所以LVGL并不知道Overlay Plane的存在。因此，在LVGL中绘制的内容（Primary Plane）和视频内容（Overlay Plane）会由硬件自动合成。
- 如果需要在LVGL中控制视频窗口的位置和大小，可以在应用程序中根据LVGL的布局调整Overlay Plane的位置和大小（例如，当LVGL中某个对象移动时，更新Overlay Plane的位置）。
7. **参考信息**：
- 引用[3]中提到了DRM中Plane的操作，包括设置Plane的回调函数等。这有助于理解底层驱动如何支持Plane。
综上所述，在LVGL中设置Primary Plane并为视频流指定Overlay Plane，主要是通过底层DRM/KMS配置两个独立的Plane，并将LVGL绑定到Primary Plane，而视频流则绑定到Overlay Plane。这样，两者可以独立更新，由硬件合成。
相关问题：
1. 如何在嵌入式Linux系统中配置DRM/KMS驱动以支持多个Plane？
2. LVGL的显示驱动如何与DRM/KMS的帧缓冲区对接？
3. 如何处理视频流的帧数据并更新到Overlay Plane？</think>### 如何在LVGL中配置Primary Plane并为视频流分配Overlay Plane
在LVGL（Light and Versatile Graphics Library）中实现Primary Plane和Overlay Plane的配置需要结合底层图形系统（如Linux DRM/KMS）。以下是分步实现方案：
---
#### **1. 理解Plane层级结构**
在DRM/KMS架构中：
- **Primary Plane**：主显示层，通常承载UI界面（LVGL渲染目标）
- **Overlay Plane**：叠加层，用于独立显示视频流（避免与UI混合渲染）
- **CRTC**：显示控制器，负责混合多个Plane的输出
```mermaid
graph LR
CRTC-->Primary_Plane[Primary Plane: LVGL UI]
CRTC-->Overlay_Plane[Overlay Plane: 视频流]
```
---
#### **2. 配置Primary Plane给LVGL**
**步骤：**
1. **初始化DRM设备**
```c
int drm_fd = open("/dev/dri/card0", O_RDWR);
drmModeRes *res = drmModeGetResources(drm_fd);
```
2. **绑定Primary Plane**
```c
// 查找Primary Plane
drmModePlaneRes *plane_res = drmModeGetPlaneResources(drm_fd);
for (int i = 0; i < plane_res->count_planes; i++) {
drmModePlane *plane = drmModeGetPlane(drm_fd, plane_res->planes[i]);
if (plane->plane_id == primary_plane_id) { // 通过modetest获取ID
// 创建LVGL显示驱动
lv_disp_drv_t disp_drv;
lv_disp_drv_init(&disp_drv);
disp_drv.direct_mode = 1; // 直接访问framebuffer
disp_drv.flush_cb = drm_flush; // 自定义刷新函数
lv_disp_drv_register(&disp_drv);
}
}
```
3. **实现LVGL刷新回调**
```c
void drm_flush(lv_disp_drv_t *drv, const lv_area_t *area, lv_color_t *color_p) {
// 将LVGL缓冲区数据复制到Primary Plane的framebuffer
drmModeSetPlane(drm_fd, primary_plane_id, crtc_id, fb_id, 0,
area->x1, area->y1, area->x2 - area->x1, area->y2 - area->y1,
0, 0, LV_HOR_RES << 16, LV_VER_RES << 16);
}
```
---
#### **3. 分配Overlay Plane给视频流**
**步骤：**
1. **查找可用Overlay Plane**
```c
for (int i = 0; i < plane_res->count_planes; i++) {
drmModePlane *plane = drmModeGetPlane(drm_fd, plane_res->planes[i]);
if (plane->possible_crtcs & (1 << crtc_index) &&
plane->plane_id != primary_plane_id) {
overlay_plane_id = plane->plane_id; // 找到叠加层
}
}
```
2. **配置视频流格式**
```c
// 设置Overlay支持YUV格式（视频常用）
uint32_t handles[4] = {0};
uint32_t pitches[4] = {video_width, video_width/2, video_width/2, 0};
uint32_t offsets[4] = {0, video_height * video_width, 0, 0}; // NV12布局
drmModeAddFB2(drm_fd, video_width, video_height, DRM_FORMAT_NV12,
handles, pitches, offsets, &overlay_fb_id, 0);
```
3. **动态更新视频帧**
```c
void update_video_frame(uint8_t *yuv_data) {
// 1. 将YUV数据写入Overlay的framebuffer
// 2. 设置叠加层属性（位置/透明度等）
drmModeSetPlane(drm_fd, overlay_plane_id, crtc_id, overlay_fb_id, 0,
video_x, video_y, video_width, video_height,
0, 0, video_width << 16, video_height << 16);
}
```
---
#### **4. 关键注意事项**
1. **格式兼容性**
- Primary Plane需支持`DRM_FORMAT_ARGB8888`（LVGL默认）
- Overlay Plane需支持`DRM_FORMAT_NV12`（视频硬件加速）
- 通过`drmModeGetPlane`检查支持的格式
2. **性能优化**
- 使用`drmModeAtomicCommit`进行原子提交，避免画面撕裂[^3]
- 视频帧通过DMA-BUF直接导入（减少内存拷贝）：
```c
struct drm_mode_create_dumb create_dumb = { .height = video_height, .width = video_width };
ioctl(drm_fd, DRM_IOCTL_MODE_CREATE_DUMB, &create_dumb);
```
3. **层级管理**
- 通过`zpos`属性控制叠加顺序：
```c
drmModeObjectSetProperty(drm_fd, overlay_plane_id, DRM_MODE_OBJECT_PLANE,
"zpos", 1); // Overlay在Primary上方
```
---
#### **5. 参考示例架构**
```mermaid
sequenceDiagram
participant LVGL_UI
participant Video_Decoder
participant DRM_Driver
LVGL_UI->>DRM_Driver: 渲染UI到Primary Plane
Video_Decoder->>DRM_Driver: 推送YUV帧到Overlay Plane
DRM_Driver->>Display: 混合输出(Primary + Overlay)
```
> **提示**：实际实现需结合具体硬件（如Rockchip RK3399的VPU支持NV12硬解[^3]）
---
本文探讨了分层渲染技术及其支持透明色的特点，详细解释了如何实现两层之间的混合效果，为开发者提供深入的技术指导。
扫一扫
3831
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
