从2D数组生成C++的16位灰度渐变图像

Question

从2D数组生成C++的16位灰度渐变图像

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我目前尝试构建一个16位灰度的“渐变”图像，但我的输出看起来很奇怪，所以我显然没有正确理解。我希望有人能为我的问题提供一些帮助。我认为我写的“位图”是错误的？但我不确定。

#include "CImg.h"
using namespace std;

unsigned short buffer[1250][1250];

void fill_buffer()
{
    unsigned short temp_data = 0;
    for (int i =0;i < 1250; i++)
    {
        for (int j =0 ;j < 1250;j++)
        {
            buffer[i][j] = temp_data;
        }
        temp_data += 20;
    }
}

int main()
{
    fill_buffer();
    auto hold_arr = (uint8_t *)&buffer[0][0];
    cimg_library::CImg<uint8_t> img(hold_arr, 1250, 1250);
    img.save_bmp("test.bmp");
    return 0;
}

当前输出：

- user2316289

函数不太可能期望一个伪装成 uint8_t* 指针的二维数组。请使用一维数组。此外，在16位格式中，您需要移动颜色并将它们组合以生成 uint16_t。实际上，您正在以24位格式保存图像，这就是为什么您会看到任何灰色的颜色。使用位图查看器并从位图文件中读取格式信息。请注意，24位格式对于渐变效果更好，而且只比16位略大。您可能希望使用24位或PNG格式。 - Barmak Shemirani

2个回答

3

你遇到了8位和16位的问题。你正在写入16位的值，但是库将它们解释为8位。这就是可见的深色垂直条的解释。它在每个值的低字节和高字节之间交替处理，将它们视为两个单独的像素值。

"渐变百叶窗"效果的原因也是由于只考虑了低字节。它会在12个步骤中从0循环到240，然后在下一个步骤中溢出回到5，以此类推。

我不是专家，但一个好的起点可能是用替换，看看会产生什么影响。

- dgnuff

你太棒了！使用uint16_t类型来替换掉垂直线是有道理的！我甚至不知道为什么要将数据转换为uint8_t类型。虽然没有解决“渐变百叶窗”问题，但这是朝着正确方向迈出的一步。 - user2316289

@user2316289 请尝试在能够告诉您位深度的图像应用程序中打开生成的bmp文件。可能bmp文件仅限于8位。我相信png和jpg文件能够存储16位图像。只要记住，我不是图像专家，所以我的说法可能有误。 ;) - dgnuff

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可以查看英文原文，
原文链接

- Mark Setchell · Accepted Answer

你不能在BMP中存储16位灰度样本...请参见Wikipedia。

BMP中的每像素16位选项允许您存储4位红色、4位绿色、4位蓝色和4位alpha，但不允许存储16位灰度。

24位格式允许您为红色、绿色和蓝色各存储1字节，但不允许存储16位灰度。

32位BMP允许您存储24位BMP加alpha。

您需要使用PNG或NetPBM PGM格式或TIFF格式。PGM格式非常好，因为CImg可以在没有任何库的情况下写入它，并且您始终可以使用ImageMagick将其转换为其他任何格式，例如：

convert image.pgm image.png

或者

convert image.pgm image.jpg

这个可以工作：

#define cimg_use_png
#define cimg_display 0
#include "CImg.h"

using namespace cimg_library;
using namespace std;

unsigned short buffer[1250][1250];

void fill_buffer()
{
    unsigned short temp_data = 0;
    for (int i =0;i < 1250; i++)
    {
        for (int j =0 ;j < 1250;j++)
        {
            buffer[i][j] = temp_data;
        }
        temp_data += 65535/1250;
    }
}

int main()
{
    fill_buffer();
    auto hold_arr = (unsigned short*)&buffer[0][0];
    cimg_library::CImg<unsigned short> img(hold_arr, 1250, 1250);
    img.save_png("test.png");
    return 0;
}

请注意，当要求CImg写入PNG文件时，您需要使用以下命令（使用libpng和zlib）进行编译：

g++-7 -std=c++11 -O3 -march=native -Dcimg_display=0 -Dcimg_use_png  -L /usr/local/lib -lm -lpthread -lpng -lz -o "main" "main.cpp"

仅做解释：

-std=c++11 只是设置 C++ 的标准
-O3 -march=native 仅仅是为了加速，不是严格要求的
-Dcimg_display=0 表示所有的 X11 头文件都没有被解析，所以编译更快——但这意味着您不能从程序中显示图像，因此它意味着你是“无头”的
-Dcimg_use_png 意味着你可以使用 libpng 读写 PNG 图像，而不需要安装 ImageMagick
-lz -lpng 意味着生成的代码将链接到 PNG 和 ZLIB 库。