色彩格式
色彩是顯示器的像素呈現出的樣子。 這些色彩來自影像緩衝區的值。 傳統上，繪圖系統中能夠表現、使用和顯示的色彩數量是有限的。 這同樣適用於TouchGFX的應用。
像素色彩的數量會影響到應用的許多方面。 從顯示器上所看到的內容的視覺外觀到影像緩衝產生的記憶體消耗，以及整體性能。 本節將進一步介紹TouchGFX中的色彩和可用的色彩格式，並指出其優缺點。
色彩
TouchGFX中的色彩是紅、綠和藍分量的三元組，即RGB色彩。 每個色彩分量的範圍為0至255。 0表示該分量無作用，255表示該分量處於最大值。
全黑色表示為RGB (0,0,0)，全白色表示為 (255,255,255)。 亮綠色為 (0,255,0)，半亮紅為 (128,0,0)，暗紫色為 (64,0,64)，以此類推。
一些RGB色彩
灰度
灰度應用的所有色彩均為灰色，包括從黑色到白色之間的所有灰色，因此用灰色強度（而不是RGB值）表示。 可將灰度色彩理解為R = G = B的RGB色彩。
不透明度
在某些情況下，我們會考慮為色彩增加一個描述色彩透明度的分量。 與色彩的其他分量一樣，不透明度的範圍為0至255。 有不透明度的色彩稱為RGBA色彩。 A表示alpha，是不透明度使用的傳統名稱。
完全不透明的黑色表示為 (0,0,0,255)，有一些透明的紅色表示為 (255,0,0,128)，諸如此類。
白色和灰色之上的一些RGBA色彩
當色彩並非完全不透明時，需將它與已存在的色彩進行混合。 這種色彩混合稱為Alpha混合。
色深
色深是指影像緩衝區中用於描述每種色彩的位元數。 我們將該值表示為每一像素位元數，或簡稱bpp。
使用的位元數越多，可描述的色彩越多。
常用的色深為24 bpp。 由於每一位元都可以是有或無，這表示可以呈現224 = 16777216種不同色彩。
另一個較少使用的色深是1 bpp。 此色深適用于黑白應用，只能呈現21 = 2種不同色彩。
TouchGFX支援下列色深：
- 32 bpp - 16777216種色彩及相應的不透明度
- 24 bpp - 16777216種色彩
- 16 bpp - 65536種色彩
- 6/8 bpp - 64種色彩
- 4 bpp - 16種灰度色彩
- 2 bpp - 4種灰度色彩
- 1 bpp - 2種灰度色彩
關於色彩分量範圍的一些補充。 當使用的色深小於24 bpp時，紅、綠和藍分量中每一個的範圍並不直接取0至255。 以16 bpp的紅色分量為例，範圍為0至31。 我們將值31視為16 bpp色深時能夠表現的最紅的色彩，即24 bpp色深時的值255。 一種理解方式是16 bpp色深的色彩只是24 bpp色深可表現色彩的一個子集。
在6/8 bpp色深中，每個像素使用6位元表示色彩資訊（紅色、綠色和藍色各自以2個位元表示）。 為了簡化影像緩衝區的存取，每個像素從6位元增加至8位元（1位元組）。 影像緩衝區中多餘的兩位未使用。
格式
在確定表示色彩所需的位元數後，我們進一步探討位元的內容。 色彩通過位元來描述紅像素色、綠色和藍色，但色深本身並不能指定像素中位元的順序（格式）。 例如： 先是藍色，再是綠色，接著是紅，或者順序相反。
像素色彩格式
根據應用的色深，可使用某些特定的色彩格式。
RGB888
在TouchGFX中，色深為24 bpp的色彩其色彩格式為RGB888。 這意味著對紅、綠和藍分量中的每一個分量使用8個位元。
以亮紫色RGB (255,0,255) 為例，通過將分量組合成一個色彩值來表示這種色彩
uint32_t brightPurpleRGB888 = 255 << 16 | 0 << 8 | 255 << 0;
在這種格式中，紅色位於最高的8位，然後是綠色，藍色位於最低的8位。
RGB565
TouchGFX對16 bpp色彩使用色彩格式RGB565， 即紅、綠和藍色分別為5位、6位和5位。 由於紅色有5位，最亮為31，因此程式碼中的亮紫色為uint16_t brightPurpleRGB565=31<<11|0<<5|31<<0；
uint16_t brightPurpleRGB565 = 31 << 11 | 0 << 5 | 31 << 0;
RGBx2222, xRGB2222, BGRx2222, xBGR2222
對於6 bpp色彩，TouchGFX支援4種不同色彩格式：RGBx2222、xRGB2222、BGRx2222和xBGR222。 前述格式中之所以有x，是因為6位元色彩按位元組的形式存儲。 為了構成位元組，用2個位元填充色彩。 同時提供RGB和BGR是考慮到一些顯示器的需求，如此則無需在向顯示器發送像素前轉換像素。 在RGBx2222模式下，表示亮黃色的程式碼如下：
uint8_t brightYellowRGBx2222 = 3 << 6 | 3 << 4 | 0 << 2;
GRAY4, GRAY2, BW
對於每種灰度色深，TouchGFX都支援一種對應色彩格式。 4 bpp的色彩格式表示為GRAY4，2 bpp為GRAY2，1 bpp為BW（表示黑色和白色）。 對於4 bpp，全白色為
uint8_t whiteGRAY4 = 15;
TouchGFX有一項輔助工具，可返回色彩在當前色彩格式下的正確表示方法。
#include <touchgfx/Color.hpp>
...
aColor = Color::getColorFromRGB(255,0,128);
影像格式
影像是大多數UI應用的重要部分，影像由色彩填充而成。 在TouchGFX中，影像存儲在記憶體中，由特定格式的色彩填充而成。 在許多情況下，影像使用支援的像素色彩格式中的一種，但也可以使用其他影像格式。 在繪製前，特定影像色彩格式下的影像中的像素會被轉換為合適的像素格式
| 影像色彩格式 | 描述 |
|---|---|
| ARGB8888 | 32位，每個分量8位 |
| L8_ARGB8888 | 8位元索引格式，ARGB8888調色板 |
| RGB888 | 24位，每個分量8位。 |
| L8_RGB888 | 8位元索引格式，RGB888調色板 |
| RGB666 | 24位，每個分量6位 |
| RGB565 | 16位，紅色5位、綠色6位和藍色5位 |
| L8_RGB565 | 8位元索引格式，RGB565調色板 |
| ARGB2222 | 8位，每個分量2位 |
| ABGR2222 | 8位，每個分量2位 |
| RGBA2222 | 8位，每個分量2位 |
| BGRA2222 | 8位，每個分量2位 |
| GRAY4 | 4位灰度 |
| GRAY2 | 2位灰度 |
| BW | 1位灰度 |
| BW_RLE | 1位元灰度運行長度編碼 |
這些影像格式中的一些格式（L8）按照色彩查閱資料表（稱為CLUT）來呈現相關影像並編入到該表中。 L8影像中色彩數量的最大可能值為28 = 256。 L8格式佔用的空間比非L8格式少，以包含200種不同色彩的100x100圖像為例，存儲為ARGB8888格式時的空間占用量為100x100x32位元 = 40000位元組，存儲為L8_ARGB8888格式時為100x100x8位元 + 200x32位元 = 10800位元組。 點選連結閱讀關於調色板圖像格式的更多內容：.
圖像格式BW_RLE按連續的黑色和白色存儲色彩，而不是存儲單一像素色彩。 在許多情況下，這種格式也可以更高效地利用存儲空間。
其餘格式與以上像素色彩格式相同。
影像緩衝區格式
並非所有圖像格式都可用作影像緩衝區格式。 L8格式不能用作TouchGFX中的影像緩衝區格式。 因為無法在影像緩衝區中混合兩個圖像。
位元組和像素順序
通常使用位元組指標存取24位元格式RGB888和32位格式ARGB888。 此時，須瞭解像素以低字節序(little endian) 存儲。
以32位色0xFFFF7700為例（alpha=0xFF，紅色=0xFF，綠色=0x77，藍色=0x00）。 當色彩位於32位元變數或暫存器中時，值為0xFFFF7700。 當色彩存儲在記憶體中時，存儲的位元組為{0x00、0x77、0xFF、0xFF}。 這與BGRA順序對應。
同樣，16位格式RGB565始終通過16位元指標存取，因此位元組順序並不重要，但會在記憶體中交換。
對於8位格式，例如：ARGB2222，該色彩適合一個位元組（兩個最高位元中的alpha），位元組存儲不變。
較小格式GRAY4、GRAY2和BW可按兩種順序存儲。 低位元可以是最左邊的像素或最右邊的像素。 如果低位元是最左邊的像素，我們稱之為LSB模式，反之則為MSB模式。
| 影像緩衝區格式 | 順序 | 描述 |
|---|---|---|
| ARGB8888 | BGRA | 32位，每個分量8位 |
| XRGB8888 | BGRX | 32位元，每個元件8位元，忽略alpha位元組 |
| RGB888 | BGR | 24位，每個分量8位。 |
| RGB565 | 16位，紅色5位、綠色6位和藍色5位 | |
| ARGB2222 | 8位，每個分量2位 | |
| ABGR2222 | 8位，每個分量2位 | |
| RGBA2222 | 8位，每個分量2位 | |
| BGRA2222 | 8位，每個分量2位 | |
| GRAY4 | LSB | 4位灰度 |
| GRAY2 | LSB | 2位灰度 |
| BW | MSB | 1位灰度 |
文字格式
文字，更準確地說是字形，也以特定色彩格式存儲在記憶體中。 TouchGFX中可供使用的文字色彩格式為
| 文字色彩格式 | 描述 |
|---|---|
| A8 | 8位，僅不透明度 |
| A4 | 4位，僅不透明度 |
| A2 | 2位，僅不透明度 |
| A1 | 1位，僅不透明度 |
字形格式猶如小幅影像，每個色彩條目都儲存了每個像素的不透明度。 因此，日後不僅能應用實際色彩以及紅、綠和藍分量，還能繪製如儲存字形“A”的藍色和紅色版本。
每個字形使用的位元數越多，通常就會顯得越平滑和美觀。
視覺品質
對於嵌入式圖形，我們希望獲得最高視覺品質，但同時也需考慮記憶體的消耗量。
因此，通常趨向於使用RGB565色彩格式，而不是記憶體消耗量更大的RGB888色彩格式，一般而言，應在考慮存儲需求的同時選擇視覺品質最高的色彩格式。
抖動
在不同色彩格式下呈現圖像時，TouchGFX使用抖動技術來改善圖像的視覺品質。
抖動是一項廣為人知的技術，它讓圖像的色彩看起來比實際色彩更豐富。 這是通過增加圖像色彩的雜訊來實現的。
例如，在將RGB888圖像轉換為RGB565圖像時，並不試單純的將各個分量的數值減小，而是在轉換過程中為每個色彩分量添加一些雜訊，從而使轉換後的圖像看起來與原始RGB888圖像相似但更豐富。
下面用圖像而不是語言來表示，我們有一張原始RGB888圖像和許多轉換後的圖像。 轉換後的有和沒有抖動的RGB565格式圖像、xRGB2222格式圖像和GRAY4格式圖像。
原始RGB888圖像
轉換後的有和沒有抖動的RGB565圖像
轉換後的有和沒有抖動的xRGB2222圖像
轉換後的有和沒有抖動的GRAY4圖像
由此可見，抖動可顯著改善圖像的感知品質。 在近距離觀察有和沒有抖動的RGB565圖像時，可以看到有抖動的圖像與原圖像幾乎完全相似，而沒有抖動的圖像的一些區域則存在明顯的色帶。 這顯示在許多情況下，16位元色彩足以獲得看起來不錯的圖形。
如果圖形資產有巨大的色度斜率，即使在使用了抖動的圖像中，也會看到一些色帶。 下面是兩個範例。 從RGB888 (64,190,222) 到黑色的帶藍色的漸層及轉換後的有和沒有使用抖動的RGB565圖像。
原始RGB888和轉換後的有和沒有使用抖動的RGB565圖像
另一幅從 (255,0,0) 到黑色的紅色漸層。
原始RGB888和轉換後的有和沒有使用抖動的RGB565圖像
近距離觀察可以發現，有抖動和無抖動的RGB565圖像中均存在色帶。 紅色圖像中的色帶最為明顯。
務必密切注意所得圖像和色彩格式，必要時修改原始圖像或選擇其他色彩格式。
性能
討論的所有圖像格式均針對繪製的“容易性”進行了優化。 這意味著可以將圖像或多或少地複製到影像緩衝，無需進行大量轉換。
這是有意為之，是TouchGFX能夠在微控制器上獲得流暢圖形的原因之一。
在用TouchGFX設計UI時可使用.png圖像，在編譯時，會將每一幅圖像轉換為上述高效的圖像格式中的一種。
Alpha 混合
在執行時間，圖像資料的複製是通過常規CPU複製操作或使用MCU特性來完成的。 如果圖像包含不完全透明或不透明的像素，則需要用alpha混合技術將像素混合到背景上。 在一些STM32 MCU中，由硬體為這種混合提供支援。
其他圖像格式
如需在執行時間支援其他圖像格式，如壓縮圖像格式.jpg或.png，可以利用TouchGFX對動態點陣圖的支援。