将浮点数的高度图数组导出为 16 位原始数据答案

【问题标题】：Exporting heightmap array of floats to 16bit raw将浮点数的高度图数组导出为 16 位原始数据
【发布时间】：2019-04-05 19:35:00
【问题描述】：

我有一个 256x256 的 floats 数组，它代表一个高度图。我想将其导出为每像素 16 位的 RAW 图像。将float 转换为uint16_t 的正确方法是什么。（我知道精度损失）

我的快速而肮脏的测试代码：

void ExportHeightmap(const Vector<float>& rHeights)
{
    std::vector<uint16_t> output(256 * 256);

    float min = std::numeric_limits<float>::max();
    float max = std::numeric_limits<float>::min();

    for (size_t i = 0; i < output.size(); ++i)
    {
        float f = rHeights[i];

        if (min > f) min = f;
        if (max < f) max = f;

        output[i] = static_cast<uint16_t>(rHeights[i]);
    }

    std::cout << " Min: " << min << std::endl; // -49.77
    std::cout << " Max: " << max << std::endl; // 357.84

    std::fstream file("Heightmap.raw", std::ios::out | std::ios::binary);
    file.write((char*)output.data(), output.size() * sizeof(uint16_t));
}

编辑：我的目标是将应用程序中制作的高度图导出到图像。

【问题讨论】：

为什么是std::vector<char> output((256 * 256) * sizeof(uint16_t), 0);？为什么不简单地std::vector<uint16_t>(256 * 256, 0)？
确实，你应该有一个 std::vector。其他问题如果它是图像，它已经在 0 和 1 之间标准化了吗？
将float 转换为uint16_t 确实意味着丢失所有小数部分——它只保留了整数部分。这是故意的吗？
您希望float 高度图的值在哪个范围内？
standard-rgb-to-grayscale-conversion ?

标签： c++ terrain heightmap

【解决方案1】：

我假设，OP 想要使用 uint16_t 的整个范围，即 0 ... 65535。

在这种情况下，高度值要移动并缩放到新范围，即缩放 (max - min) -> 65535，并平移最小值 -> 0。

这可能看起来像这样：

        value - min
pixel = ----------- * 65535
         max - min

在代码中：

#include <cstdint>
#include <iomanip>
#include <iostream>

std::uint16_t floatToUInt16(float value, float min, float max)
{
  return (std::uint16_t)((value - min) / (max - min) * 65535.0f);
}

int main()
{
  float min = -49.77f, max = 357.84f;
  // some test values
  float values[] = { 0.0f, min, max, min / 2, max / 2 };
  // test conversion
  for (float value : values) {
    std::cout << std::fixed << std::setw(10) << value
      << " -> "
      << std::setw(5) << floatToUInt16(value, min, max)
      << '\n';
  }
  return 0;
}

输出：

  0.000000 ->  8001
-49.770000 ->     0
357.839996 -> 65535
-24.885000 ->  4000
178.919998 -> 36768

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如果这是在循环中完成的，我会对其进行一些优化。因此，66535.0f / (max - min) 是应用于所有高度值的固定因子。所以，在进入循环之前计算这个因子是值得的。

【讨论】：