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.NET Micro Framework 進階實戰（四）：遠端螢幕截圖與 16-bit 色彩格式深度解析

編輯：關於.NET

在嵌入式裝置缺乏 HDMI/VGA 輸出、且無法直接連接顯示器的情境下，透過自訂通訊通道將裝置顯示記憶體 (Frame Buffer) 傳回 PC 端重構畫面，是除錯與監控的關鍵技術。本文詳細記錄如何在 .NET Micro Framework (NETMF) 裝置端擷取 16-bit RGB565/RGB555 顯存資料，並在 PC 端透過 Bitmap 掩碼機制修正 RGB/BGR 色序偏差，實現即時遠端截圖。

核心挑戰：16-bit 色彩格式與 RGB/BGR 色序

嵌入式 LCD 常見 16-bit 色深，主要有三種編排：

RGB565：R(5 bits) G(6 bits) B(5 bits) —— 綠色多 1 位，人眼對綠最敏感。
RGB555：R(5) G(5) B(5)，最高位常作保留或 Alpha（1555 模式）。
BGR 變體：記憶體排列為 B-G-R 而非 R-G-B，若直接按 RGB 解讀會造成紅藍互換（膚色變藍、天空變紅）。

NETMF Bitmap 建構子支援 PixelFormat.Format16bppRgb565 與 Format16bppRgb555，但無法直接指定 RGB/BGR 順序。解決方案利用 BMP 檔頭 BITMAPINFOHEADER 的 biCompression = BI_BITFIELDS 機制，在檔頭後附加 12 bytes 掩碼（R/G/B Mask），強制指定各色通道在 16-bit 中的位置。

裝置端實作 (Native C++ / CustomProcess.cpp)

1. 定義自訂命令碼

#define Custom_Command_Screenshots 0x02

2. 處理截圖命令：雙階段協議

階段一：取得色彩掩碼 —— PC 端發送 Offset = 0xFFFFFFFF，裝置回傳 6 bytes（R/G/B Mask 各 2 bytes，Little-Endian）。
階段二：分批讀取顯存 —— PC 端指定 Offset 與 Size，裝置透過 LCD_GetFrameBuffer() 取得顯存指標，memcpy 回傳資料。


case Custom_Command_Screenshots:
    UINT32 offset = (inData[4]<<24) | (inData[3]<<16) | (inData[2]<<8) | inData[1];
    UINT16 size = (inData[6]<<8) | inData[5];

    if (offset == 0xFFFFFFFF) // 要求掩碼
    {
        *outLength = 6;
        // 範例：裝置為 BGR555 (B:7C00, G:03E0, R:001F)
        UINT16 R_Mask = 0x001F, G_Mask = 0x03E0, B_Mask = 0x7C00;
        outData[0] = (UINT8)(R_Mask & 0xFF); outData[1] = (UINT8)(R_Mask >> 8);
        outData[2] = (UINT8)(G_Mask & 0xFF); outData[3] = (UINT8)(G_Mask >> 8);
        outData[4] = (UINT8)(B_Mask & 0xFF); outData[5] = (UINT8)(B_Mask >> 8);
    }
    else // 讀取顯存區塊
    {
        UINT8* pScreen = (UINT8*)LCD_GetFrameBuffer();
        *outLength = size;
        memcpy(outData, pScreen + offset, size);
    }
    break;

PC 端插件實作 (C# / MFDeploy Plugin)

核心繪圖邏輯：動態建構帶掩碼的 Bitmap


private void palScreen_Paint(object sender, PaintEventArgs e)
{
    if (LCD_BitsPerPixel == 16)
    {
        // 1. 建立 565 格式空白 Bitmap（預設 RGB 掩碼 0xF800/0x07E0/0x001F）
        LCD_bmp = new Bitmap(LCD_Width, LCD_Height, PixelFormat.Format16bppRgb565);

        // 2. 存成 BMP 記憶體流，修改檔頭掩碼區
        MemoryStream ms = new MemoryStream();
        LCD_bmp.Save(ms, ImageFormat.Bmp);
        ms.Position = 54; // BITMAPINFOHEADER 結束位置 (14+40)

        // 3. 寫入裝置回傳的 R/G/B Mask (各 4 bytes，Little-Endian)
        ms.Write(BitConverter.GetBytes(R_Mask), 0, 4);
        ms.Write(BitConverter.GetBytes(G_Mask), 0, 4);
        ms.Write(BitConverter.GetBytes(B_Mask), 0, 4);

        // 4. 附加實際顯存資料
        ms.Write(LCD_Buffer, 0, LCD_Buffer.Length);
        ms.Flush();

        // 5. 從修改後的流重建 Bitmap，GDI+ 會依掩碼正確解讀色彩
        LCD_bmp = new Bitmap(ms);

        // 6. 裝置座標系可能上下翻轉，需 RotateFlip 修正
        LCD_bmp.RotateFlip(RotateFlipType.Rotate180FlipX);

        e.Graphics.DrawImage(LCD_bmp, 0, 0);
    }
    else // 不支援色深顯示紅叉
    {
        // ... 繪製錯誤指示 ...
    }
}

關鍵技術細節總結

環節	關鍵點
顯存取得	`LCD_GetFrameBuffer()` 為 HAL 層函式，需依平台實作（如 SAM9261 映射 LCDC 基址）。
分塊傳輸	WireProtocol 封包有大小限制，PC 端需迴圈分批請求 (Offset/Size) 組合完整畫面。
掩碼來源	由裝置端開發者提供（最清楚 LCD 控制器配置），避免 PC 端猜測。
BMP 掩碼機制	僅 `PixelFormat.Format16bppRgb565` 對應 `BI_BITFIELDS` 支援自訂掩碼；555 格式固定 `BI_RGB` 無法修改，故統一按 565 容器載入再由掩碼修正。
座標翻轉	嵌入式顯存常以左上為原點、逐行掃描；GDI+ 同樣左上原點，但部分驅動程式會垂直翻轉寫入，故需 `RotateFlip` 實測調整。