写在前面
计算机图形学(CG)，是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机 显示器的栅格形式的科学。其主要的研究内容就是研究如何在计算机中表 示图形，以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示。
我对这个领域也有相当的兴趣。为了更好地学习图形学，我尝试写了 TOYBMP() 。 以MIT协议发布。这个函数由C语言实现，可以将数据写入24-bit RGB 或 32-bit RGBA 无压缩的BMP。代码长度为25行。
代码实现如下(toybmp.h)：
用法
#include <stdio.h>
#include "toybmp.h"
unsigned char rgb[256 * 256 * 3];
int main(void) {
unsigned char* p = rgb;
for (int y = 0; y < 256; ++y) {
for (int x = 0; x < 256; ++x) {
*p++ = (unsigned char)x;
*p++ = (unsigned char)y;
*p++ = (unsigned char)128;
}
}
toybmp(fopen("rgb.bmp", "wb"), 256, 256, p, 0);
}
上面的代码输出此文件:
函数声明:
/*!
\brief Save a RGB/RGBA image in BMP format.
\param TOYBMP_OUTPUT Output stream (by default using file descriptor).
\param w Width of the image.
\param h Height of the image.
\param img Image pixel data in 24-bit RGB or 32-bit RGBA format.
\param alpha Whether the image contains alpha channel.
*/
void toybmp(TOYBMP_OUTPUT, unsigned w, unsigned h, const unsigned char* img, int alpha)
实现
简单介绍下实现要点。不同于PNG与JPG格式，BMP的实现并不复杂。其基本结构如下。
- BitmapFileHeader 共14bit 描述bmp格式，显示文件大小
- BitmapInfoHeader 共40bit 描述位图的维度，色深，压缩方式
- BitmapData 位图像素数据
在位图文件头中值得注意的是，Windows中的数据是倒着显示的。即如果 一段数据显示为36 00 04 00，则实际数据为00 04 00 36。
在位图数据区中，由于位图信息头中的图像高度是正数，所以位图数据在文件中的排列 顺序是从左下角到右上角，以行为主序排列的。可以理解为标准的二维平面坐标系。 此外，24-bit RGB在BMP中按照BGR的顺序储存各通道的值。32-bit RGBA则按照BGRA 顺序储存。
最后是对齐规则。在Windows中，默认扫描的最小单位是4byte，如果数据按此规则对齐 则获取数据的速度会大大加快。也因此，BMP要求每行数据的长度必须是4的倍数，如果 不够则需要在每行末尾补零(比特填充)。
填充后每行的字节数可以表示为:
((宽度*位深+7)/8+3)/4
两张调试过程中的错误图片:
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