树莓派操作12864屏幕显示图像

12864 OLED屏幕因其体积小巧、功耗低、显示清晰等特点，常被用于树莓派等嵌入式设备的可视化项目中。其中IIC接口的0.96寸SSD1306协议屏幕尤为常见，本文将详细介绍如何在树莓派上通过Python驱动该屏幕，并实现GIF动画的显示功能。

1. 硬件准备

1.1 所需硬件

树莓派（所有型号应该都是一样的）
IIC接口的0.96寸12864 OLED屏幕（SSD1306协议）
杜邦线若干

1.2 硬件连接

12864 OLED屏幕通过IIC协议与树莓派通信，需连接4根线：

VCC：接树莓派3.3V或引脚
GND：接树莓派GND引脚
SDA：接树莓派GPIO2（SDA1）引脚
SCL：接树莓派GPIO3（SCL1）引脚

1.3 启用IIC接口

打开终端，输入以下命令进入配置界面：

1	sudo raspi-config

依次选择 Interface Options → I2C → Yes 启用 IIC 接口。

2. 关键代码实现

2.1 安装依赖库

驱动12864屏幕显示需用到luma.oled（驱动 OLED 屏幕）。此外，使用Pillow库实现图像处理，安装命令如下：

# 安装luma.oled库
pip3 install luma.oled

# 安装Pillow库（处理图像）
pip3 install pillow

2.2 代码实现

2.2.1 初始化硬件

通过i2c函数初始化 I2C 通信接口，指定通信端口为port=1（树莓派常用 I2C 端口），设备地址为0x3C（OLED 屏幕的 I2C 地址，需与实际硬件匹配）。基于初始化的 I2C 接口，使用ssd1306驱动创建 OLED 设备实例（注释提示可根据屏幕型号替换为ssd1325、ssd1331、sh1106等其他协议驱动）。通过sys.argv[1]从命令行参数中读取需要显示的 GIF 文件路径，代码如下：

serial = i2c(port=1, address=0x3C)
# 初始化设备，这里改ssd1306, ssd1325, ssd1331, sh1106
device = ssd1306(serial)
imagepath = str(sys.argv[1])

2.2.2 图像处理

使用Pillow库用于对图像进行缩放和布局调整，以适配128x64分辨率的显示区域（如 12864 OLED 屏幕）。首先计算图像的宽高比，为选择合适的缩放方式；之后根据目标宽度或高度，按原图像宽高比等比例计算新宽度和高度缩放，使图像高度符合目标值；最后创建一个 128x64 的透明画布，将缩放后的图像居中粘贴到画布上，确保图像在目标显示区域中处于居中位置，最终输出可直接用于显示的图像。相关代码如下：

WIDTH = 128
HEIGHT = 64

def resize_image_by_height(image, target_height):
  width, height = image.size
  new_width = int(width * target_height / height)
  resized_image = image.resize((new_width, target_height))
  return resized_image

def resize_image_by_width(image, target_width):
  width, height = image.size
  new_height = int(target_width * height / width)
  resized_image = image.resize((target_width, new_height))
  return resized_image

def AspectRatio(image):
  width, height = image.size
  return width / height

def resize_and_paste(middle_img):
  transparent_image = Image.new('RGBA', (128, 64), color = (0, 0, 0, 0))
  middle_size = middle_img.size
  x = (transparent_image.width - middle_size[0]) // 2
  y = (transparent_image.height - middle_size[1]) // 2
  transparent_image.paste(middle_img, (x, y))
  return transparent_image

2.2.3 显示动画

首先打开目标 GIF 文件，通过ImageSequence.Iterator遍历 GIF 的所有帧，并将帧复制到frames列表中。之后调用上面的函数将gif当前帧转换为设备支持的显示模式后，即可通过device.display显示在 OLED 屏幕上。最后使用死循环，可确保GIF动画持续播放。代码如下：

while True:
  with Image.open(imagepath) as gif:
    frames = [frame.copy() for frame in ImageSequence.Iterator(gif)]
    for frame in frames:
      if AspectRatio(frame) > 2:
        resized_image = resize_image_by_width(frame, WIDTH)
      else:
        resized_image = resize_image_by_height(frame, HEIGHT) 
      device.display(resize_and_paste(resized_image).convert(device.mode))

2.3 完整代码

完整代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-
from luma.core.interface.serial import i2c  # , spi
from luma.oled.device import ssd1306  # , ssd1325, ssd1331, sh1106
from PIL import Image, ImageSequence
import sys

WIDTH = 128
HEIGHT = 64

def resize_image_by_height(image, target_height):
  width, height = image.size
  new_width = int(width * target_height / height)
  resized_image = image.resize((new_width, target_height))
  return resized_image

def resize_image_by_width(image, target_width):
  width, height = image.size
  new_height = int(target_width * height / width)
  resized_image = image.resize((target_width, new_height))
  return resized_image

def AspectRatio(image):
  width, height = image.size
  return width / height

def resize_and_paste(middle_img):
  transparent_image = Image.new('RGBA', (128, 64), color = (0, 0, 0, 0))
  middle_size = middle_img.size
  x = (transparent_image.width - middle_size[0]) // 2
  y = (transparent_image.height - middle_size[1]) // 2
  transparent_image.paste(middle_img, (x, y))
  return transparent_image

def main():
  __version__ = 1.0
  print("current version:", __version__)
  # 初始化端口
  serial = i2c(port=1, address=0x3C)
  # 初始化设备，这里改ssd1306, ssd1325, ssd1331, sh1106
  device = ssd1306(serial)
  imagepath = str(sys.argv[1])
  while True:
    with Image.open(imagepath) as gif:
      frames = [frame.copy() for frame in ImageSequence.Iterator(gif)]
      for frame in frames:
        if AspectRatio(frame) > 2:
          resized_image = resize_image_by_width(frame, WIDTH)
        else:
          resized_image = resize_image_by_height(frame, HEIGHT) 
        device.display(resize_and_paste(resized_image).convert(device.mode))
        print("next frame")
    print("replay")

if __name__ == "__main__":
  try:
    main()
  except KeyboardInterrupt:
    pass

在终端中执行以下命令运行程序,屏幕会循环显示 GIF 动画，按Ctrl+C可停止程序：

1	python3 oled_gif.py test.gif

最后给一个使用12864显示摄像头画面的完整代码：

# -*- coding: utf-8 -*-
from luma.core.interface.serial import i2c  # , spi
from luma.oled.device import ssd1306  # , ssd1325, ssd1331, sh1106
import cv2
from PIL import Image

cam = cv2.VideoCapture(0)
cam.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 320)  # 设置宽度
cam.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 240)  # 设置高度
# 初始化端口‌知识产权师
serial = i2c(port=1, address=0x3C)
# 初始化设备，这里改ssd1306, ssd1325, ssd1331, sh1106
device = ssd1306(serial)
while True:
    ret, image = cam.read()
    cv2.imshow(("video"), image)‌知识产权师
    print(image.shape)
    image = cv2.resize(image, (128, 96))
    gray_image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    h, w = gray_image.shape[:2]
    start_y = h // 6
    end_y = (h * 5) // 6
    gray_image = gray_image[start_y:end_y, :]
    gray_image = cv2.flip(gray_image, 1)
    cv2.imshow(("gray"),gray_image)
    pil_image = Image.fromarray(cv2.cvtColor(gray_image, cv2.COLOR_BGR2RGB))
    print(pil_image.size)
    device.display(pil_image.convert(device.mode))
    k = cv2.waitKey(1)
    if k != -1:
        break
cam.release()
cv2.destroyAllWindows()