原创 Linxu开机动画

By Toradex 胡珊逢

开机动画普遍存在于消费类电子设备，特别是手机和平板。嵌入式 Linux 系统除了显示开机 logo 外，同样也可以实现开机动画。本文将在 Colibri iMX8X 计算机模块上介绍如何添加自定义的开机动画。

嵌入式设备从上电开机，会经历系统初始化、驱动加载、运行应用，最终在屏幕上显示应用界面。这个过程取决于嵌入式系自身的复杂程度和应用程序，通常可以从几秒到几十秒不等。而期间显示开机进度条或者开机动画能够提升设备的使用体验。文件接下会演示如何使用 PSplash 实现进度条显示，EasySplash 实现内容更加丰富的开机动画。

PSplash

这是一个非常精简的工具，极少的第三方软件依赖，首次发布于 2006 年。同时它能够非常容易地集成到  Yocto Project 中，事实上在 Toradex 默认的 Yocto Project 环境中已经包含了相应的 recipe。用户只要在 local.conf 中添加 IMAGE_INSTALL_append = " psplash" 即看到默认的开机进度条。但正由于其精简的特定，任何的修改包括背景图片、颜色都需要通过直接更改头文件，甚至是源代码来完成。在 Yocto Project 中这就需要编写相应的补丁文件。对于简单的图片更改，这会是更加耗时的操作。因此我们接下来使用 Yocto Project 生成的 SDK 直接编译 PSplash。

首先下载PSplash 源码。

​

准备一张和显示屏像素一致的背景图片，格式为 jpg。以及合适尺寸的进度条图片，同样也是 jpg 格式。这里我们使用 7寸 RGB 并口 LCD 显示屏，像素为 800x480。背景图片和进度条图片分别为 toradex.jpg 和 bar.jpg。将图片放在 PSplash 源码目录中。

然后使用psplash 自带的 make-image-header.sh 将图片转换为头文件。

​

此时会生成 bar.jpg-img.h 和 toradex.jpg-img.h 两个文件。为了编译方便，分别将其重命名为 psplash-bar-img.h 和 psplash-poky-img.h，否则需要修改 psplash.c 包含新生成的头文件。

psplash-config.h 和 psplash-colors.h 两个文件中可以修改显示效果和颜色。例如在 psplash-config.h 中我们使用全屏显示。

​

在  psplash-colors.h 中将默认背景颜色设置为黑色，和上面背景图片的色彩一致。进度条则为蓝色。

​

配置修改完成后，使用 SDK 进行编译。

​

编译好后，将 psplash 和 psplash-systemd 两个可执行程序复制到安装了 >Linux Reference Minimal V5.3.0 BSP 的 Colibri iMX8X，路径为 /usr/bin/。同时在 /lib/systemd/system 创建下面两个 systemd service 文件，用于 psplash 自启动。

psplash-start.service

​

psplash-systemd.service

​

然后执行

​

为了不在屏幕上显示启动日志信息，还需要在 u-boot 中配置以下参数。

​

重启后可以看到屏幕上显示的进度条。

​

EasySplash

借助 PSplash 可以实现简单的进度条显示，如果需要更加生动的开机动画，则可以使用 EasySplash。这是一个非常新的项目，在 2020 年正式发布首个版本。它基本原理是将一个视频文件逐帧拆为 PNG 图片，然后按照一定的帧率再依次显示。在最新的版本中，作者使用 Rust 重写了该项目，支持 gstreamer 直接播放视频文件。本文这里仍旧采用1.0.x 版本，使用图片方式显示开机动画。由于 EasySplash 需要借助一些第三方库如libpng，为了方便测试，Colibri iMX8X 将安装 >Linux Multimedia BSP v5.3.0。

首先下载 EasySplash 源码。

​

编译 EasySplash。

​

编译完成后将 bin 目录中的 easysplash 和 easysplashctl 可执行二进制文件复制到  Colibri iMX8X 的 /sbin/ 中，easysplash-quit.service 和 easysplash-start.service 复制到 /lib/systemd/system 中。

接下来准备需要显示的开机动画文件。 EasySplash 会从 zip 压缩包读取动画播放控制文件和 PNG 图片，zip 压缩包中的内容如下：

​

desc.txt 是动画播放控制文件，part1 和 part2 是两个文件夹，用于存放 PNG 图片。desc.txt 的内容如下，这里用于举例说明。

​

第一行分辨表示显示屏幕宽 800 像素，高 480 像素，以 20 fps 速度显示图片。第二行，p：播放模式，需要完整显示所有的内容后才停止，1：循环次数，0：该参数是遗留变量，不再被使用，part1：PNG 图片存放的位置。用户可以更具需要添加多行来显示其他内容。该文件的详细说明可以参考源码中 doc/Animation-Structure.md。

PNG 图片可以通过 ffmpeg 工具从视频文件获取。这里我们采用 EasySplash 自己的 ossystem-demo 中的 mp4 作为演示。

​

将生成的文件压缩为  bootanimation.zip，复制到  Colibri iMX8X 的 /home/root/ 目录。

​

修改 /lib/systemd/system 中  easysplash-start.service 文件，ExecStart 中修改  easysplash 实际存放的路径，同时添加  bootanimation.zip 所在的位置。

​

easysplash-quit.service 也是一样。

​

然后执行

​

为了不在屏幕上显示启动日志信息，还需要在 u-boot 中配置以下参数。

​

重启后可以看到开机动画。

​

总结

上面介绍了在不改变 BSP 本身结构和应用程序的情况下添加开机进度条或者开机动画，所以这些工具都是用户应用而运行的。为了更早地显示开机动画，也有采用其他方式加载，例如 Torizon，它使用 initial ram disk，在其中运行 plymouth 显示开机动画，并且可以非常方便地对其进行替换。由于 initial ram disk 是在正式的 rootfs 前运行，这是一个非常精简的文件系统，从而能很早完成加载并示画面。Toradex Linux BSP 尚未采用该方式。另外对于需要快速启动的嵌入式设备，开机动画的运行不可避免会占用一部分系统资源，从而影响到主要应用的加载和运行。