将 short[] 转换为灰度图像

Question

我正在使用 aparapi 编写一个Buddhabrot 分形生成器。我让它的 OpenCL 部分工作，产生一个代表每个像素的一维数组。我将最终图像的尺寸作为最终整数，并编写了代码来获取该数组中任意点的索引。我想将此保存为图像，并尝试将 BufferedImage 与 TYPE_USHORT_GRAY 一起使用。到目前为止，这是我所拥有的：

    BufferedImage image=new BufferedImage(VERTICAL_PIXELS, HORIZONTAL_PIXELS, BufferedImage.TYPE_USHORT_GRAY);
    for(int i=0; i<VERTICAL_PIXELS; i++)
        for(int k=0; k<HORIZONTAL_PIXELS; k++)
            image.setRGB(k, i, normalized[getArrayIndex(k,i,HORIZONTAL_PIXELS)]);

问题是，我不知道将 RGB 设置为什么。我需要做什么？

Answer 1

这里的问题是setRGB() 想要一个 0xRRGGBB 颜色值。 BufferedImage 喜欢假装图像是 RGB，无论数据存储为什么。您实际上可以访问内部 DataBufferShort（使用 getTile(0, 0).getDataBuffer()），但要弄清楚它是如何布局的可能会很棘手。

如果您已经在 short[] 中保存了像素，则更简单的解决方案可能是将它们复制到 int[] 中，而不是将其卡在 MemoryImageSource 中：

int[] buffer = /* pixels */;

ColorModel model = new ComponentColorModel(
   ColorSpace.getInstance(ColorSpace.CS_GRAY), new int[] { 16 }, 
   false, true, Transparency.OPAQUE, DataBuffer.TYPE_USHORT);

Image image = Toolkit.getDefaultToolkit().createImage(
   new MemoryImageSource(VERTICAL_PIXELS, HORIZONTAL_PIXELS, 
                         model, buffer, 0, VERTICAL_PIXELS));

这种方法的优点是您可以控制底层像素阵列。您可以更改该数组并在您的MemoryImageSource 上调用newPixels()，它会实时更新。它还为您提供了定义灰度以外的自己的调色板的完整功能：

int[] cmap = new int[65536];
for(int i = 0; i < 65536; ++i) {

    cmap[i] = (((i % 10000) * 256 / 10000) << 16) 
            | (((i % 20000) * 256 / 20000) << 8)
            | (((i % 40000) * 256 / 40000) << 0);
}
ColorModel model = new IndexColorModel(16, 65536, cmap, 0, false, -1, DataBuffer.TYPE_USHORT);

如果您只想在屏幕上显示图像，这种方法可以正常工作：

JFrame frame = new JFrame();
frame.getContentPane().add(new JLabel(new ImageIcon(image)));
frame.pack();
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setVisible(true);

但是，如果您想将其写入文件并保留每像素一个短的格式（例如，加载到 Matlab 中），那么您就不走运了。最好的办法是将其绘制成BufferedImage 并用ImageIO 保存，这将保存为RGB。

如果你最后肯定需要BufferedImage，另一种方法是自己应用调色板，计算RGB值，然后将它们复制到图像中：

short[] data = /* your data */;
int[] cmap = /* as above */;
int[] rgb = new int[data.length];

for(int i = i; i < rgb.length; ++i) {
   rgb[i] = cmap[data[i]];
}

BufferedImage image = new BufferedImage(
   VERTICAL_PIXELS, HORIZONTAL_PIXELS, 
   BufferedImage.TYPE_INT_RGB);

image.setRGB(0, 0, VERTICAL_PIXELS, HORIZONTAL_PIXELS,
   pixels, 0, VERTICAL_PIXELS);

Answer 2

作为参考，此示例显示了两种不同的BufferedImage 类型如何解释相同的 16 位数据。您可以将鼠标悬停在图像上以查看像素值。

附录：为了详细说明解释这个词，请注意setRGB() 试图在给定的ColorModel 中找到与指定值最接近的匹配项。

import java.awt.Dimension;
import java.awt.EventQueue;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.GridLayout;
import java.awt.Point;
import java.awt.event.MouseAdapter;
import java.awt.event.MouseEvent;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.util.Random;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;

/** @see http://stackoverflow.com/questions/8765004 */
public class BufferedImageTest extends JPanel {

    private static final int SIZE = 256;
    private static final Random r = new Random();
    private final BufferedImage image;

    public BufferedImageTest(int type) {
        image = new BufferedImage(SIZE, SIZE, type);
        this.setPreferredSize(new Dimension(SIZE, SIZE));
        for (int row = 0; row < SIZE; row++) {
            for (int col = 0; col < SIZE; col++) {
                image.setRGB(col, row, 0xff00 << 16 | row << 8 | col);
            }
        }
        this.addMouseMotionListener(new MouseAdapter() {

            @Override
            public void mouseMoved(MouseEvent e) {
                Point p = e.getPoint();
                int x = p.x * SIZE / getWidth();
                int y = p.y * SIZE / getHeight();
                int c = image.getRGB(x, y);
                setToolTipText(x + "," + y + ": "
                    + String.format("%08X", c));
            }
        });
    }

    @Override
    protected void paintComponent(Graphics g) {
        g.drawImage(image, 0, 0, getWidth(), getHeight(), null);
    }

    static private void display() {
        JFrame f = new JFrame("BufferedImageTest");
        f.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        f.setLayout(new GridLayout(1, 0));
        f.add(new BufferedImageTest(BufferedImage.TYPE_INT_ARGB));
        f.add(new BufferedImageTest(BufferedImage.TYPE_USHORT_GRAY));
        f.pack();
        f.setLocationRelativeTo(null);
        f.setVisible(true);
    }

    public static void main(String[] args) {
        EventQueue.invokeLater(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                display();
            }
        });
    }
}