解析png格式的圖像

前言

鑒于有人收藏我07年寫(xiě)的博客，是關(guān)于解析png格式圖像的那一篇。所以我打算再寫(xiě)一篇防止坑你們……

1.圖像的內(nèi)存表示

反復(fù)說(shuō)到計(jì)算機(jī)中只有二進(jìn)制表示，那圖像如何以二進(jìn)制表示呢？現(xiàn)在常用的規(guī)范是用4個(gè)字節(jié)表示顏色，分為4個(gè)通道ARGB，分別為透明度、紅色、綠色、藍(lán)色，這是比較常用的顏色表示方式。還有其他的色彩模型，例如HSV色彩模型，分別為色度、飽和度、純度。還有HLS色彩模型，為色度、亮度、飽和度。

在繪圖庫(kù)和顯示器等層面，能夠直接處理的應(yīng)該是RGB顏色模型。也就是通過(guò)3個(gè)變量控制最終的顏色（加上透明度是4個(gè)），而在顯示器上則是1個(gè)像素包含3種顏色的燈，控制強(qiáng)度從而呈現(xiàn)不同的顏色（或許實(shí)現(xiàn)還有更多細(xì)節(jié)，也可能是不同的方法）。小時(shí)候如果你用眼睛貼到電視上，應(yīng)該能夠發(fā)現(xiàn)許多顏色不同的小條。以前低分辨率的手機(jī)屏幕也能發(fā)現(xiàn)類(lèi)型的情形，現(xiàn)在之所以看不出來(lái)是因?yàn)橄袼攸c(diǎn)越來(lái)越小，不太容易看出來(lái)（人通過(guò)3種不同的視錐細(xì)胞感覺(jué)顏色）。真實(shí)世界的顏色是原子那么小的，漸變也更加平滑，而顯示器的顏色實(shí)際是很大一顆一顆的，所以看顯示器和看真實(shí)世界，背后的區(qū)別很大。

?一般行業(yè)內(nèi)都用十六進(jìn)制來(lái)表示顏色，前面說(shuō)了4個(gè)字節(jié)，1個(gè)字節(jié)表示1個(gè)通道。那么1個(gè)字節(jié)可表示256個(gè)值，用十六進(jìn)制表示就需要2位。而十六進(jìn)制用0123456789abcdef十六個(gè)符號(hào)表示，所以2位十六進(jìn)制表示范圍為[00, ff]，那么一個(gè)顏色就需要8位十六進(jìn)制表示，在代碼中一般加前綴0x代表此數(shù)字是十六進(jìn)制。所以顏色可以表示如下：

值	A	R	G	B	顏色
0xff000000	0xff	0x00	0x00	0x00	不透明黑色
0xff00ff00	0xff	0x00	0xff	0x00	不透明綠色
0x66ff00ff	0x66	0xff	0x00	0xff	半透明紫色（紅配藍(lán)為紫）
0x00ffffff	0x00	0xff	0xff	0xff	全透明白色

在各種軟件中，通過(guò)拾色器也能看到顏色代碼。如果用十進(jìn)制表示，則每個(gè)分量的范圍為[0-255]。用整個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字表示即可以是6位，如果包含透明通道就是8位，如下圖所示：

2.PNG格式

此時(shí)我們可以計(jì)算一下120*120像素的圖像需要多大的空間保存，首先一個(gè)像素占4個(gè)字節(jié)，那么14400個(gè)像素就是占57600字節(jié)，也就是56.25kb。而一個(gè)png格式的圖像，120*120的大小實(shí)際上，大概占幾kb到二十幾kb。

PNG格式全稱(chēng)Portable Network Graphics，中文翻譯為便攜式網(wǎng)絡(luò)圖形，是一種無(wú)損壓縮位圖格式。在不損失圖像顏色信息的情況下，壓縮保存圖像數(shù)據(jù)。由于能夠減小圖像保存的大小，所以它才有存在的價(jià)值。相比JPEG格式，它是無(wú)損的，且?guī)в型该魍ǖ?#xff0c;并且是可免費(fèi)商用的，所以適用于游戲制作，但體積比jpeg略大。

關(guān)于PNG格式更詳細(xì)的數(shù)據(jù)格式，此處就不展開(kāi)了，只說(shuō)怎么用libpng庫(kù)來(lái)讀取和保存png格式圖像。

3.libpng庫(kù)

libpng庫(kù)依賴(lài)zlib庫(kù)，所以需要二者都配置，具體怎么配置，可以參考我的其他文章（不過(guò)我現(xiàn)在還沒(méi)寫(xiě)），也可以參考網(wǎng)上的教程。

4.讀取過(guò)程

首先包含頭文件：

#include <png> #include <stdio.h>//這里使用C語(yǔ)言的讀寫(xiě)文件

先以標(biāo)準(zhǔn)的讀文件方式，讀取圖像文件：

FILE* fp = NULL; _wfopen_s(&fp, "test.png", L"rb");

接著讀取8個(gè)字節(jié)確認(rèn)是不是png格式：

//判斷是否為 png 文件size_t number = 8;png_bytep header = new png_byte[number];fread(header, 1, number, fp);bool is_png = !png_sig_cmp(header, 0, number);if (!is_png){fclose(fp);//必須是png文件return NULL;}

創(chuàng)建必要的結(jié)構(gòu)：

//創(chuàng)建read struct png_structp png_ptr = png_create_read_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING,NULL, NULL, NULL);if (!png_ptr){fclose(fp);return NULL;}//創(chuàng)建圖像信息 infopng_infop info_ptr = png_create_info_struct(png_ptr);if (!info_ptr){fclose(fp);return NULL;}//錯(cuò)誤處理if (setjmp(png_jmpbuf(png_ptr))){fclose(fp);//失敗，則釋放前面創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)，防止內(nèi)存泄漏png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, NULL);return NULL;}

再進(jìn)行以下步驟，完成后可以關(guān)閉文件句柄：

//設(shè)置數(shù)據(jù)源png_init_io(png_ptr, fp);//表明文件頭已處理png_set_sig_bytes(png_ptr, number);//讀png 這一步會(huì)實(shí)際分配內(nèi)存png_read_png(png_ptr, info_ptr, PNG_TRANSFORM_EXPAND, 0);fclose(fp);

從info結(jié)構(gòu)，可以獲取圖像的一些信息，其中color_type可以知道是否包含透明通道數(shù)據(jù)，之后處理需要用到它：

//從info查詢數(shù)據(jù)unsigned w = png_get_image_width(png_ptr, info_ptr); //獲得圖片寬度unsigned h = png_get_image_height(png_ptr, info_ptr); //獲得圖片高度int color_type = png_get_color_type(png_ptr, info_ptr); //獲得圖片顏色類(lèi)型

接下來(lái)就是讀取過(guò)程：

//分配內(nèi)存保存從png解析出的數(shù)據(jù)img->_buffer = new DWORD[w*h];//從info 復(fù)制到 imagepng_bytep *row_point = NULL;row_point = png_get_rows(png_ptr, info_ptr);int block_size = (color_type == 6 ? 4 : 3);//(A)RGBunsigned pos = 0;for (unsigned x = 0; x < h; ++x)for (unsigned y = 0; y < w*block_size; y += block_size){((unsigned char*)img->_buffer)[pos + 0] = row_point[x][y + 2];//b;((unsigned char*)img->_buffer)[pos + 1] = row_point[x][y + 1];//g((unsigned char*)img->_buffer)[pos + 2] = row_point[x][y + 0];//rif (color_type == 6)((unsigned char*)img->_buffer)[pos + 3] = row_point[x][y + 3];//aelse((unsigned char*)img->_buffer)[pos + 3] = 0xff;//沒(méi)有透明通道數(shù)據(jù)，則填充不透明0xffpos += 4;}//釋放png內(nèi)存png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, NULL);

?5.保存到文件

FILE* fp;png_infop info_ptr;//png_colorpfopen_s(&fp, L"test.png", "wb");if (fp == NULL){//創(chuàng)建文件失敗！return;}//初始化pnglib static png_structp png_ptr = NULL;if (!png_ptr)png_ptr = png_create_write_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING,NULL, NULL, NULL);if (!png_ptr){return;}info_ptr = png_create_info_struct(png_ptr);if (info_ptr == NULL){fclose(fp);return;}//錯(cuò)誤處理if (setjmp(png_jmpbuf(png_ptr))){fclose(fp);png_destroy_write_struct(&png_ptr, (png_infopp)NULL);return;}unsigned bit_depth = 8;unsigned pixel_byte = 4;unsigned row_byte = _size.w * pixel_byte;//設(shè)置輸出控制png_init_io(png_ptr, fp);//設(shè)置圖像屬性png_set_IHDR(png_ptr, info_ptr, _size.w, _size.h, bit_depth,PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA, PNG_INTERLACE_NONE, //交錯(cuò)無(wú)PNG_COMPRESSION_TYPE_BASE, PNG_FILTER_TYPE_BASE);//寫(xiě)頭部png_write_info(png_ptr, info_ptr);//獲取行指針png_bytepp row_pointers = (png_bytep*)malloc(_size.h*sizeof(png_bytep));for (unsigned x = 0; x < _size.h; ++x){//分配一行row_pointers[x] = (png_bytep)malloc(row_byte);for (unsigned y = 0; y < row_byte; y += pixel_byte){row_pointers[x][y + 2] = ((unsigned char*)_buffer)[x * row_byte + y + 0];row_pointers[x][y + 1] = ((unsigned char*)_buffer)[x * row_byte + y + 1];row_pointers[x][y + 0] = ((unsigned char*)_buffer)[x * row_byte + y + 2];row_pointers[x][y + 3] = ((unsigned char*)_buffer)[x * row_byte + y + 3];/*row_pointers[x][y + 2] =row_pointers[x][y + 1] =row_pointers[x][y + 0] =row_pointers[x][y + 3] = 0xff;*/}}//寫(xiě)入全部png_write_image(png_ptr, row_pointers);//寫(xiě)尾部png_write_end(png_ptr, info_ptr);//釋放png內(nèi)存png_destroy_write_struct(&png_ptr, (png_infopp) NULL);/* delete[] row_pointers;delete[] image;*/for (unsigned x = 0; x < _size.h; ++x){//釋放每行free(row_pointers[x]);}free(row_pointers);fclose(fp);

結(jié)語(yǔ)

代碼如上，短小精悍。其中錯(cuò)誤處理，以及讀取的數(shù)據(jù)處理，就需要自己看情況修改了。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【pnglib】解析png格式的图像的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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