最简单的 RGB 图像格式是什么？答案

【问题标题】：What is the simplest RGB image format?最简单的 RGB 图像格式是什么？
【发布时间】：2013-05-14 05:33:14
【问题描述】：

我正在使用 C 语言进行物理实验，Young's interference experiment，我编写了一个程序，可以打印到 file 一大堆像素：

for (i=0; i < width*width; i++)
{
    fwrite(hue(raster_matrix[i]), 1, 3, file);
}

hue，当给定一个值 [0..255] 时，返回一个具有 3 个字节 R、G、B 的 char *。

我想在我的图像文件中放置一个最小的标题，以使这个原始文件成为一个有效的图像文件。

更简洁，切换自：

offset
0000 : height * width : data } my data, 24bit RGB pixels

到：

offset
0000 : dword : magic        \
     : /* ?? */              \
0012 : dword : height         } Header <--> common image file
0016 : dword : width         /
     : /* ?? */             /
0040 : height * width : data  } my data, 24bit RGB pixels

【问题讨论】：

标签： c image raster

【解决方案1】：

这是一个使用最小 PPM 标头写入图像文件的最小示例。令人高兴的是，我能够让它与您提供的确切 for 循环一起工作：

#include <math.h> // compile with gcc young.c -lm
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define width 256

int main(){
    int x, y, i; unsigned char raster_matrix[width*width], h[256][3];
    #define WAVE(x,y) sin(sqrt( (x)*(x)+(y)*(y) ) * 30.0 / width)
    #define hue(i) h[i]

    /* Setup nice hue palette */
    for (i = 0; i <= 85; i++){
        h[i][0] = h[i+85][1] = h[i+170][2] = (i <= 42)? 255:    40+(85-i)*5;
        h[i][1] = h[i+85][2] = h[i+170][0] = (i <= 42)? 40+i*5: 255;
        h[i][2] = h[i+85][0] = h[i+170][1] = 40;
    }

    /* Setup Young's Interference image */
    for (i = y = 0; y < width; y++) for (x = 0; x < width; x++)
        raster_matrix[i++] = 128 + 64*(WAVE(x,y) + WAVE(x,width-y));


    /* Open PPM File */
    FILE *file = fopen("young.ppm", "wb"); if (!file) return -1;

    /* Write PPM Header */
    fprintf(file, "P6 %d %d %d\n", width, width, 255); /* width, height, maxval */

    /* Write Image Data */
    for (i=0; i < width*width; i++)
        fwrite(hue(raster_matrix[i]), 1, 3, file);

    /* Close PPM File */
    fclose(file);


    /* All done */
    return 0;
}

标头代码基于http://netpbm.sourceforge.net/doc/ppm.html 的规范。对于此图像，标头只是一个 15 个字节的字符串："P6 256 256 255\n"。

【讨论】：

【解决方案2】：

最近创建的farbfeld 格式非常小，但支持它的软件并不多（至少到目前为止）。

Bytes                  │ Description
8                      │ "farbfeld" magic value
4                      │ 32-Bit BE unsigned integer (width)
4                      │ 32-Bit BE unsigned integer (height)
(2+2+2+2)*width*height │ 4*16-Bit BE unsigned integers [RGBA] / pixel, row-major

【讨论】：

【解决方案3】：

TARGA（文件扩展名.tga）可能是最简单的广泛支持的二进制图像文件格式，如果您不使用压缩且不使用任何扩展名。它甚至比 Windows .bmp 文件更简单，并且受到 ImageMagick 和许多绘图程序的支持。当我只需要从一次性程序中输出一些像素时，它一直是我的首选格式。

这是一个生成图像到标准输出的最小 C 程序：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

enum { width = 550, height = 400 };

int main(void) {
  static unsigned char pixels[width * height * 3];
  static unsigned char tga[18];
  unsigned char *p;
  size_t x, y;

  p = pixels;
  for (y = 0; y < height; y++) {
    for (x = 0; x < width; x++) {
      *p++ = 255 * ((float)y / height);
      *p++ = 255 * ((float)x / width);
      *p++ = 255 * ((float)y / height);
    }
  }
  tga[2] = 2;
  tga[12] = 255 & width;
  tga[13] = 255 & (width >> 8);
  tga[14] = 255 & height;
  tga[15] = 255 & (height >> 8);
  tga[16] = 24;
  tga[17] = 32;
  return !((1 == fwrite(tga, sizeof(tga), 1, stdout)) &&
           (1 == fwrite(pixels, sizeof(pixels), 1, stdout)));
}

【讨论】：

什么时候初始化tga数组中偏移量0、1、3到11的字节？由于 BSS 链接器部分或其他原因，它是否保证为零？
好问题。事实上，全局变量和静态变量保证被 C 初始化为零。如果您从malloc() 获取数组或在堆栈上分配它，您必须手动将memset() 归零（或使用calloc()它自己做的）。

【解决方案4】：

您可能想要使用您正在寻找的PPM format：一个最小的标头，后跟原始 RGB。

【讨论】：