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C++如何输出图像

2023-07-10 09:41:04 深夜i -- --

C++ 输出图像

C++是一个强大的编程语言，可以用于开发各种应用程序，包括图像处理和图像输出。本文将讨论如何使用C++输出图像。

图像的表示

在C++中，图像通常以矩阵形式表示。每个像素都有一个像素值，描述了该像素的亮度或颜色。可以将所有像素的值存储在一个二维数组中，其中第一维表示行数，第二维表示列数。

对于灰度图像，每个像素值通常是介于0和255之间的整数，0表示黑色，255表示白色。对于彩色图像，每个像素通常由三个整数值表示其红、绿和蓝（RGB）成分。

图像输出

图像输出的主要目的是将图像保存为外部文件，以供后续处理或展示。C++支持多种图像输出格式，例如BMP、JPEG、PNG等。下面将介绍如何使用C++输出图像到BMP格式文件。

1. 打开BMP文件

BMP文件是Windows系统中通用的图像文件格式，可以使用C++的fstream库打开和写入BMP文件。


#include <fstream>
// 打开BMP文件
std::ofstream bmp("image.bmp", std::ios::out | std::ios::binary);

2. 写入文件头

BMP文件包含一个文件头，用于描述文件的格式和大小。可以使用以下代码写入BMP文件头：


// BMP文件头结构体
struct BMPHeader {
  char id[2];       // 文件类型标识符，一般为BM（0x42,0x4D）
  unsigned int filesize; // 文件大小，以字节为单位
  short reserved1;    // 保留字段，值为0
  short reserved2;    // 保留字段，值为0
  unsigned int dataoffset;// 数据起始位置相对于文件头的偏移量
  unsigned int headersize;// 位图信息头结构体的大小，一般为40
  int width;       // 图像的宽度，以像素为单位
  int height;       // 图像的高度，以像素为单位
  short planes;      // 目标设备的级别，值为1
  short bitsperpixel;   // 每个像素所占的位数，一般为24
  unsigned int compression;// 压缩类型，一般为0
  unsigned int imagesize;  // 图像大小，以字节为单位，当压缩类型为0时可以设置为0
  int xpixelspermeter;  // 水平分辨率， 每米像素数
  int ypixelspermeter;  // 垂直分辨率， 每米像素数
  unsigned int colorsused;// 实际使用的调色板索引数，0表示使用所有的调色板索引数
  unsigned int importantcolors;// 重要的调色板索引数，0表示所有的调色板索引都重要
};
// 写入BMP文件头
BMPHeader header;
memset(&header, 0, sizeof(header));
header.id[0] = 'B';
header.id[1] = 'M';
header.filesize = sizeof(header) + width * height * 3; // 一个像素3个字节（B、G、R）
header.dataoffset = sizeof(header);
header.headersize = 40;
header.width = width;
header.height = height;
header.planes = 1;
header.bitsperpixel = 24;
header.compression = 0;
header.imagesize = 0;
header.xpixelspermeter = 0;
header.ypixelspermeter = 0;
header.colorsused = 0;
header.importantcolors = 0;
bmp.write((char*)&header, sizeof(header));

3. 写入像素数据

BMP文件的像素数据以行为主序存储，每行以4字节边界对齐。因此，在写入像素数据之前，需要对每行的像素数据进行填充。


// 写入像素数据
for (int i = height - 1; i >= 0; i--)
{
  for (int j = 0; j < width; j++)
  {
    // 写入像素值（B、G、R）
    bmp.write((char*)&pixels[i][j].b, sizeof(unsigned char));
    bmp.write((char*)&pixels[i][j].g, sizeof(unsigned char));
    bmp.write((char*)&pixels[i][j].r, sizeof(unsigned char));
  }
  // 填充4字节边界
  for (int k = 0; k < (4 - (width * 3) % 4) % 4; k++)
  {
    char padding = 0;
    bmp.write(&padding, 1);
  }
}

4. 关闭文件

最后，关闭BMP文件。


// 关闭BMP文件
bmp.close();

完整代码


#include <fstream>
// BMP文件头结构体
struct BMPHeader {
  char id[2];       // 文件类型标识符，一般为BM（0x42,0x4D）
  unsigned int filesize; // 文件大小，以字节为单位
  short reserved1;    // 保留字段，值为0
  short reserved2;    // 保留字段，值为0
  unsigned int dataoffset;// 数据起始位置相对于文件头的偏移量
  unsigned int headersize;// 位图信息头结构体的大小，一般为40
  int width;       // 图像的宽度，以像素为单位
  int height;       // 图像的高度，以像素为单位
  short planes;      // 目标设备的级别，值为1
  short bitsperpixel;   // 每个像素所占的位数，一般为24
  unsigned int compression;// 压缩类型，一般为0
  unsigned int imagesize;  // 图像大小，以字节为单位，当压缩类型为0时可以设置为0
  int xpixelspermeter;  // 水平分辨率， 每米像素数
  int ypixelspermeter;  // 垂直分辨率， 每米像素数
  unsigned int colorsused;// 实际使用的调色板索引数，0表示使用所有的调色板索引数
  unsigned int importantcolors;// 重要的调色板索引数，0表示所有的调色板索引都重要
};
// 图像像素结构体
struct Pixel
  unsigned char r;
  unsigned char g;
  unsigned char b;
;
int main() {
  int width = 640;
  int height = 480;
  Pixel **pixels = new Pixel*[height];
  for (int i = 0; i < height; i++)
  {
    pixels[i] = new Pixel[width];
    for (int j = 0; j < width; j++)
    {
      pixels[i][j].r = 255;
      pixels[i][j].g = 255;
      pixels[i][j].b = 255;
    }
  }
  // 打开BMP文件
  std::ofstream bmp("image.bmp", std::ios::out | std::ios::binary);
  // 写入BMP文件头
  BMPHeader header;
  memset(&header, 0, sizeof(header));
  header.id[0] = 'B';
  header.id[1] = 'M';
  header.filesize = sizeof(header) + width * height * 3; // 一个像素3个字节（B、G、R）
  header.dataoffset = sizeof(header);
  header.headersize = 40;
  header.width = width;
  header.height = height;
  header.planes = 1;
  header.bitsperpixel = 24;
  header.compression = 0;
  header.imagesize = 0;
  header.xpixelspermeter = 0;
  header.ypixelspermeter = 0;
  header.colorsused = 0;
  header.importantcolors = 0;
  bmp.write((char*)&header, sizeof(header));
  // 写入像素数据
  for (int i = height - 1; i >= 0; i--)
  {
    for (int j = 0; j < width; j++)
    {
      // 写入像素值（B、G、R）
      bmp.write((char*)&pixels[i][j].b, sizeof(unsigned char));
      bmp.write((char*)&pixels[i][j].g, sizeof(unsigned char));
      bmp.write((char*)&pixels[i][j].r, sizeof(unsigned char));
    }
    // 填充4字节边界
    for (int k = 0; k < (4 - (width * 3) % 4) % 4; k++)
    {
      char padding = 0;
      bmp.write(&padding, 1);
    }
  }
  // 关闭BMP文件
  bmp.close();
  return 0;
}

以上就是使用C++输出图像的方法，使用C++输出图像可以方便地进行后续的图像处理和展示。

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