L8画像フォーマットを使用したメモリ消費量の削減

L8フォーマットの画像は、ARGB8888などよりもFlashストレージの使用量が少なく、高速で描画できます。

L8フォーマットの画像はカラー･パレットとピクセル･アレイで構成されます。カラー･パレットには256の異なる色が、それぞれ16ビット･フォーマットRGB565、24ビット･フォーマットRGB888、または32ビット･フォーマットARGB8888で指定されています。ピクセル･アレイは各ピクセルが1バイトで構成されています。このバイトは、カラー･パレット（色のリスト）へのインデックスで、そのピクセルに対応する色を指しています。 TouchGFXフレームワークでは、ピクセルを1つずつ読み取り、パレット内で対応する色を見つけ、それらをフレームバッファに書き込むことで、L8画像を描画します。この操作は自動的に行われ、STM32 Chrom-ARTハードウェア･アクセラレータによって加速化されます（ハードウェア上で使用可能な場合）。

ピクセルあたり8ビットというのは、1つのL8画像が256の異なる色を使用できることを意味します。別のL8画像も別の256色を使用できます。つまり、2つの画像にはそれぞれ独自のパレットがあるからです。

4x4ピクセルのL8画像と4色のパレット

ピクセルはそれぞれ1バイト（8ビット）です。したがって、ピクセルのサイズは幅 x 高さのバイト数になります。パレットの色は16ビット、24ビット、または32ビット･カラーにできます。したがって、それぞれの色の定義に2バイト、3バイト、または4バイトを必要とします。

塗りつぶし画像は、L8_RGB888で保存する必要があります。画像が透明な場合は、32ビット･フォーマット（ARGB8888）を使用します。

フォーマット	フレームバッファの形式	透明なピクセルのサポート	DMA2Dによるサポート
L8_RGB565	16ビットRGB565	なし	なし
L8_RGB888	24ビットRGB888	なし	あり
L8_ARGB8888	両方	あり	あり

RGB565パレットによるL8フォーマットはDMA2Dではサポートされません。つまり、このフォーマットでの画像描画ではハードウェア･アクセラレーションが行われません。このため、DMA2Dを使用しないプラットフォーム（STM32G0やSTM32F410など）でなければ、このフォーマットを使用しないでください。

シリアルFlash（非メモリ･マップド）を使用して画像や16ビットのフレームバッファ（RGB565フォーマット）を保存する場合は、L8_RGB565フォーマットを使用する必要があります。カラー･フォーマットとフレームバッファのフォーマットが一致し、フレームバッファへのコピーが高速化するからです。

次の表に、推奨されるL8フォーマットを示します。

フレームバッファの形式	DMA2Dありのプラットフォーム	DMA2Dなしのプラットフォーム
RGB565	L8_RGB888	L8_RGB565
RGB888	L8_RGB888	L8_RGB888
ARGB8888	L8_RGB888	L8_RGB888

透明な画像は、常にL8_ARGB8888に配置する必要があります。

L8画像

次に示すのは一般的なロゴ画像です。この画像では16色のみを使用しています。

16色の24ビット･カラーを使用した200x200ピクセルのL8画像

この画像のFlash内のサイズは、標準の24ビット･フォーマット（RGB888）の元の画像よりも大幅に小さくなっています。次のテーブルは、この具体的な画像について、3つの異なるパレット･フォーマットと非L8フォーマットの場合の、Flash使用量を示しています。

フォーマット	ピクセルのサイズ（バイト）	パレットのサイズ（バイト）	全体サイズ（バイト）	削減率（%）
RGB888	120,000	0	120,000	-
L8_RGB565	40,000	32	40,032	66.6
L8_RGB888	40,000	48	40,048	66.6
L8_ARGB8888	40,000	64	40,064	66.6

サイズの削減率は非常に大きく、パレットのサイズは中規模サイズの画像にとって些細なものであることがわかります。

TouchGFX DesignerでのL8画像の使用

TouchGFXでL8画像フォーマットを使用するのはとても簡単です。画像コンバータを、PNGからL8フォーマットに画像を変換するように設定するだけです。次に、このプロセス全体を簡単に説明します。

TouchGFX Designerで新しいプロジェクトを開始します。自分の画像を新しいプロジェクトのassets/imagesフォルダにコピーします。

TouchGFXプロジェクトのImagesフォルダ

次に、TouchGFX Designerに移動し、上部のバーのImagesタブをクリックして画像を選択します。

TouchGFX Designerの画像ビュー内のロゴ

ウィンドウの右側で、画像フォーマットL8_RGB888を選択します（この例では、24ビット･カラーで実行されています）。

画像のウィジェットがキャンバスに挿入されます（この例では、バックグラウンドにボックスを挿入しています）。

TouchGFX Designerのキャンバス上の画像ウィジェット

UIコードでは、何も変更する必要はありません。画像コンバータがPNGファイルを変換し、L8フォーマットの画像を生成します。Imagesタブですでに設定済みだからです。

透明度のある画像

前述したように、透明度のある画像にL8フォーマットを使用することも可能です。

32ビット･フォーマットARGB8888の170x60ピクセルのボタン画像

上の画像は108色を使用しています（多数の濃淡の青色）。この画像ではフォーマットL8_ARGB8888を使用できます。これによりサイズは大幅に削減されます。

フォーマット	ピクセルのサイズ（バイト）	パレットのサイズ（バイト）	全体サイズ（バイト）	削減率（%）
ARGB8888	40,800	0	40,800	-
L8_ARGB8888	10,200	432	10,632	73.9%

Moving the palette to internal flash

On platforms that uses non-memory-mapped flash for the images (for example the STM32G0, STM32U0, or STM32C0), it is required to move the L8 palette data to internal flash. Otherwise the L8 images will not be drawn.

Configure location of extra data for an image to be in internal flash.

The palette of an image can be moved to internal flash by changing the "Extra Section" to "IntFlashSection" in the TouchGFX Designer (Open the Images tab, find your image, and go to the right-most column).

L8画像の圧縮

L8画像の圧縮を選択すると、メモリ使用量をさらに削減できます。画像コンバータは3種類の圧縮アルゴリズム（L4、RLE、LZW9）をサポートしています。 TouchGFX Designerでは［Compression］の値を［Auto］にすると、画像コンバータは画像に適切なアルゴリズムを選択できるようになります。または、ユーザが特定のアルゴリズムを強制的に指定することもできます。メモリ使用量の削減には、CPU負荷の増加が代償として伴う場合があります。これは、圧縮された画像をフレームバッファに直接解凍することによるものです。

L8画像圧縮の選択

Note
デフォルトのDither AlgorithmとAlpha DitherはL8圧縮画像には無効になっています。 必要に応じて、L8画像ごとに特定のDither AlgorithmとAlpha Ditherを選択します。

L8画像圧縮には、TouchGFX Designerの［Default Image Configuration］タブで構成できるデフォルトの設定があります。以下のスクリーンショットを参照してください。ここで、アプリケーション全体のデフォルトの設定を選択できます。

デフォルトのL8画像圧縮設定

Caution

圧縮した画像はすべてのウィジェットでは使用できません。リストを参照してください。

フォーマット	圧縮	ピクセルのサイズ（バイト）	パレット＋ヘッダのサイズ（バイト）	全体サイズ（バイト）	削減率（%）	性能（描画時間: ms）
RGB565	なし	80,000	0	80,000	0	-
L8_RGB565	なし	40,000	32 + 4	40,036	50.0	2.12
L8_RGB565	L4	20,000	32 + 4	20,036	75.0	2.34
L8_RGB565	RLE	3,197	32 + 164	3,393	95.7	1.66
L8_RGB565	LZW9	4,475	32 + 168	4,675	96.1	7.45

ウィジェット内の圧縮および非圧縮のL8画像サンプル

L8画像の圧縮がすべてのウィジェットで使用できなくとも、複数の画像で構成されるウィジェット（GaugeやAnalog Clockなど）では、一部の画像を圧縮し、その他の画像を圧縮しない手法をとることができます。以下のサンプルでは、Gaugeウィジェットでどのようにバックグラウンドが圧縮されているか、針が圧縮されていないかを示しています。

Gaugeウィジェットで使用される画像

Gaugeウィジェット

256色以下への画像変換

多くの画像は256色より多くの色を使用しています。フォトリアリスティックな画像やグラデーションのある画像では当たり前のことです。これらの画像は多くの色を含んでいるため、TouchGFX DesignerではL8画像フォーマットに直接変換できません。

ただし多くの場合、特定の画像で使用されている色の数を減らすことができます。理想的には、グラフィック･アーティストが256色に画像を変換して提供するのが望ましいのですが、画像操作ツールでも画像品質を失いすぎることなく変換を実行できます。

Paint.NET

最も簡単な方法はPaint.NETを使用することです。元の画像を開き、Save Asを使用して画像を別のファイルに保存します。 Save Configurationダイアログで、ピクセル深度に8ビットを選択します。

Paint.NETで画像を8ビット･フォーマットで保存

次にプロジェクト内で新しいPNGを使用します。 TouchGFX DesignerのImagesタブでは、必ずL8_ARGB8888フォーマットを選択してください。シャドウイングは十分に処理されませんが、多くの場合、透明なエッジのアイコンはうまく表示されます。 "Transparency threshold"値を調整することもでき、それによって結果が向上することもあります。

ImageMagick

適したもう1つのツールは、ImageMagick（www.imagemagick.orgからダウンロード）で、場合によってはさらに優れたL8画像を生成できます。このツールではコマンド･ラインから画像変換ができます。したがって、スクリプトでの使用が適しています。 clock_bg.pngを最大で256色を使用する画像に変換するには、次のコマンドを使用します。

magick convert clock_bg.png -colors 256 clock_bg_l8_256.png

RLEまたはL4圧縮アルゴリズムを有効にする場合に、256色未満に削減することもできます。

magick convert clock_bg.png -colors 64 clock_bg_l8_64.png

ImageMagickでは、画像で使用している色の数を知ることもできます。次のコマンドを使用します。

magick identify -format %k Blue_Buttons_Round_Edge_small.png

比較

比較のための3つの画像（オリジナル、Paint.NET使用のL8、ImageMagick使用のL8）を次に示します。

時計の画像の比較: 左から、オリジナル、Paint.NET、ImageMagick

真ん中の時計では、境界の影の詳細が失われています。どちらの変換も、時計の背景の中心部は問題ないように見えます。

手動による設定

TouchGFX Designerを使用せずに、画像フォーマットと圧縮アルゴリズムを選択することもできます。この設定は、プロジェクトのルートにあるapplication.configファイルで指定します。

application.config

{
  "image_configuration": {
    images": {
      "Blue_Buttons_Round_Edge_small.png": {
        "format": "L8_ARGB8888",
        "l8_compression": "LZW9"
      }
    },
    "dither_algorithm": "2",
    "alpha_dither": "yes",
    "layout_rotation": "0",
    "opaque_image_format": "RGB888",
    "nonopaque_image_format": "ARGB8888",
    "section": "ExtFlashSection",
    "extra_section": "ExtFlashSection",
    "l8_compression": "yes"
  }
}

"image_configuration"の下の"images"セクションでは、個々の画像フォーマットを指定します。ここでフォーマットを指定されない画像は、デフォルトのフォーマット（opaque_image_formatまたはnonopaque_image_format）で生成されます。

画像の設定では、可能な限りTouchGFX Designerを使用することをお勧めします。

L8画像フォーマットを使用したメモリ消費量の削減

Further reading

L8画像

TouchGFX DesignerでのL8画像の使用

透明度のある画像

Moving the palette to internal flash

L8画像の圧縮

Note

Caution

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Note

ウィジェット内の圧縮および非圧縮のL8画像サンプル

256色以下への画像変換

Paint.NET

ImageMagick

比較

手動による設定

application.config

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L8画像​

TouchGFX DesignerでのL8画像の使用​

透明度のある画像​

Moving the palette to internal flash​

L8画像の圧縮​

Note

Caution

Further reading

Note

ウィジェット内の圧縮および非圧縮のL8画像サンプル​

256色以下への画像変換​

Paint.NET​

ImageMagick​

比較​

手動による設定​

application.config

L8画像

TouchGFX DesignerでのL8画像の使用

透明度のある画像

Moving the palette to internal flash

L8画像の圧縮

ウィジェット内の圧縮および非圧縮のL8画像サンプル

256色以下への画像変換

Paint.NET

ImageMagick

比較

手動による設定