如何将 BMP 文件读入 C 中的像素网格？

Question

我正在尝试读取给定的 BMP 文件并将其存储在图像中。我对语法感到困惑，因为我正在努力理解给我的 .h 文件。以下是我阅读图片的方式：

BMPImage * readImage(FILE * fp) {

// FILL IN

BMPHeader * hp = malloc(sizeof(BMPHeader);

Pixel * p = malloc(sizeof(Pixel));
p -> pixels = malloc(p -> height_px * sizeof(Pixel *));
for(int i = 0; i < p -> height_px; i++){
  p -> pixels[i] = malloc(p -> width_px * sizeof(Pixel));
}

for (i = 0; i < p -> height_px; i++){
  for(int j = 0; j < p -> width_px; j++){
    Pixel px = fread(hp, sizeof(Pixel), 1, fp);
    p -> pixels[i][j] = px;
  }
}
return p;

}

这是 .h 文件：

typedef struct __attribute__((packed)) BMPHeader  {             // Total: 54 bytes
  uint16_t  type;             // Magic identifier: 0x4d42
  uint32_t  size;             // File size in bytes
  uint16_t  reserved1;        // Not used
  uint16_t  reserved2;        // Not used
  uint32_t  offset;           // Offset to image data in bytes from beginning of file (54 bytes)
  uint32_t  dib_header_size;  // DIB Header size in bytes (40 bytes)
  int32_t   width_px;         // Width of the image
  int32_t   height_px;        // Height of image
  uint16_t  num_planes;       // Number of color planes
  uint16_t  bits_per_pixel;   // Bits per pixel
  uint32_t  compression;      // Compression type
  uint32_t  image_size_bytes; // Image size in bytes
  int32_t   x_resolution_ppm; // Pixels per meter
  int32_t   y_resolution_ppm; // Pixels per meter
  uint32_t  num_colors;       // Number of colors  
  uint32_t  important_colors; // Important colors 
} BMPHeader;

typedef struct __attribute__((packed)) Pixel {
    uint8_t blue;
    uint8_t green;
    uint8_t red;
    uint8_t alpha;
} Pixel;

typedef struct BMPImage {
    BMPHeader header;
    int norm_height; //normalized height
    Pixel * * pixels;
} BMPImage;

我该如何纠正自己的阅读方法？

Answer 1

考虑到您在结构、列表和基本 I/O 方面苦苦挣扎，现在阅读 BMP 可能让您头疼不已。我建议尝试填充一个更简单的结构。如果这是用于生产代码，请使用现有库。

我将进行一些基本修复，以便您的代码至少可以编译，希望您可以从那里开始。

BMPImage *readImage(FILE * fp) {
    // Allocate space for the image.
    // This also covers BMPHeader, since it's not a pointer.
    BMPImage *bmp = malloc(sizeof(BMPImage));
    BMPHeader *bmph = &(bmp->header);

基本单元是BMPImage结构。它包含 BMPHeader 以及指向像素列表的指针。 BMPHeader 不是指针，实际内存包含在 BMPImage 结构中，因此 malloc(sizeof(BMPImage)) 也为 BMPHeader 分配内存。我已经指向 BMPHeader 以使其更易于使用，否则代码会散布 bmp.header->height_x.

我将填充 BMPHeader 留给您。完成后...

// Allocate space for the pixels.
bmp->pixels = malloc( bmph->height_px * sizeof(Pixel *) );
for(int i = 0; i < bmph->height_px; i++){
    bmp->pixels[i] = malloc(bmph->width_px * sizeof(Pixel));
}

我认为你基本上已经正确分配了内存。您的问题是在您应该使用 BMPImage 时尝试使用 Pixel 结构。而高度和宽度来自 BMPHeader.

自 the size of the pixels are variable according to the bits_per_pixel header 以来，这并不是您阅读 BMP 的真正方式。您的结构仅支持 8bpp 格式。它也可能被压缩。我假设这是一个练习而不是生产代码，所以我将避免进一步深入 BMP 的细节。

// Read in each pixel
for (int i = 0; i < bmph->height_px; i++){
    for(int j = 0; j < bmph->width_px; j++){
        Pixel px;

        if( fread(&px, sizeof(Pixel), 1, fp) < 1 ) {
            fprintf(stderr, "Error while reading bmp: %s", strerror(errno));
            return NULL;
        }

        bmp->pixels[i][j] = px;
    }
}

同样，您将 BMPImage 和 BMPHeader 与 Pixel 混淆了。此外，fopen 不会 return 要读取的结构。相反，您负责分配必要的内存（C 中的一个主题）。 fopen returns 阅读的项目数。对所有文件操作进行错误检查非常重要，否则您将留下难以理解的垃圾。

我怀疑您可以通过读取一大块中的所有像素来更简单地完成此操作，但我不知道 BMP 格式的详细信息。

这绝不是 100% 正确，我什至不确定它是否 80% 正确，但它至少会消除最严重的混乱。

Answer 2

这是未经测试的代码。

 void readImage(FILE * fp, BMPImage *bpp) {
    Pixel pixel;

    for (i = 0; i < p -> height_px; i++){
       for(int j = 0; j < p -> width_px; j++){
           fread(&pixel, sizeof(Pixel), 1, fp);
           bpp->pixels[i][j] = pixel;
       }
   }

  int
  main()
  {
     BMPHeader *hp = malloc(sizeof(* hp));
     FILE *fp;
     int i;

     ... read header info and stored into hp->header
     ... open fp file

     hp->pixels = malloc(bpp->header.width_px * sizeof(Pixel *));

     for( i=0; i<hp->header.width_px; i++ )
        hp->pixels[i] = malloc(bpp->header.height_px * sizeof(Pixel));

     //Send in pointers.
     readImage(fp, hp);

     ... need to free up memory.

}

。首先，需要遵循复合数据结构。

其次，需要释放内存，因为它看起来需要大量内存。 allocate/free 在一个区域增加内存是一个很好的做法。

如何将 BMP 文件读入 C 中的像素网格？

How to read a BMP file into a grid of pixels in C?

c

fread

multidimensional-array