Глава 25. Запись BMP и TGA файлов

Для последующего использования я хотел сгенерировать несколько картинок с “белым шумом” и сохранить их в каком-то узнаваемом формате. Чтобы не перегружать проект лишними библиотеками, решил написать собственную маленькую функцию. Ради простоты – без компрессии и только с одним форматом пикселя – RGBA. Подойдут 2 варианта: BMP и TGA. BMP – пораспространенней, TGA – попроще. Правда, Photoshop не понимает 4 bytes BMPs, Windows Paint не понимает TGAs, так что на всякий случай, напишем оба (в классе Texture).

Windows

1.Запускаем VS, открываем C:\CPP\a997modeler\p_windows\p_windows.sln.


2. Заменим Texture.h код на:

 #pragma once
#include <string>
#include <vector>

class Texture
{
public:
    //texture's individual descriptor:
    unsigned int GLid = -1; // GL texture id
    int size[2] = { 0,0 };  // image size
    std::string source; //file name
    //end of descriptor

    //static array (vector) of all loaded textures
    static std::vector<Texture*> textures;

public:
    static int loadTexture(std::string filePath);
    static int findTexture(std::string filePath);
    static int cleanUp();
    static unsigned int getGLid(int texN) { return textures.at(texN)->GLid; };

    static int saveBMP(std::string filePath, unsigned char* buff, int w, int h, int bytesPerPixel=4);
    static int saveTGA(std::string filePath, unsigned char* buff, int w, int h, int bytesPerPixel=4);
};


3. Заменим Texture.cpp код на:

#include "Texture.h"
#define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION  //required by stb_image.h
#include "stb_image.h"
#include "platform.h"
#include "utils.h"

//static array (vector) of all loaded textures
std::vector<Texture*> Texture::textures;

int Texture::loadTexture(std::string filePath) {
    int texN = findTexture(filePath);
    if (texN >= 0)
        return texN;
    //if here - texture wasn't loaded
    //create Texture object
    Texture* pTex = new Texture();
    textures.push_back(pTex);
    pTex->source.assign(filePath);
    // load an image
    int nrChannels;
    unsigned char* imgData = stbi_load(filePath.c_str(),
        &pTex->size[0], &pTex->size[1], &nrChannels, 4); //"4"-convert to 4 channels -RGBA
    if (imgData == NULL) {
        mylog("ERROR in Texture::loadTexture loading image %s\n", filePath.c_str());
    }
    // generate texture
    glGenTextures(1, &pTex->GLid);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, pTex->GLid);
    // set the texture wrapping/filtering options (on the currently bound texture object)
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
    // attach/load image data
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, pTex->size[0], pTex->size[1], 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, imgData);
    glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
    // release image data
    stbi_image_free(imgData);

    return (textures.size() - 1);
}
int Texture::findTexture(std::string filePath) {
    int texturesN = textures.size();
    if (texturesN < 1)
        return -1;
    for (int i = 0; i < texturesN; i++) {
        Texture* pTex = textures.at(i);
        if (pTex->source.compare(filePath) == 0)
            return i;
    }
    return -1;
}
int Texture::cleanUp() {
    int texturesN = textures.size();
    if (texturesN < 1)
        return -1;
    //detach all textures
    glActiveTexture(GL_TEXTURE0); // activate the texture unit first before binding texture
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
    glActiveTexture(GL_TEXTURE1);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
    glActiveTexture(GL_TEXTURE2);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
    glActiveTexture(GL_TEXTURE3);
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
    //release all textures
    for (int i = 0; i < texturesN; i++) {
        Texture* pTex = textures.at(i);
        glDeleteTextures(1, &pTex->GLid);
        delete pTex;
    }
    textures.clear();
    return 1;
}
int Texture::saveBMP(std::string filePath, unsigned char* buff, int w, int h, int bytesPerPixel) {
    std::string fullPath = getFullPath(filePath);
    std::string inAppPath = getInAppPath(fullPath);
    makeDirs(inAppPath);
    FILE* outFile;
    myFopen_s(&outFile, fullPath.c_str(), "wb");
    if (outFile == NULL) {
        mylog("ERROR in Texture::saveBMP: Can't create file %s\n", filePath.c_str());
        return -1;
    }
    struct {
        char chars2skip[2]; //
            //BMP Header
        char bm[2] = { 0x42, 0x4D }; //	"BM"
        myUint32 fileSize = 0; // Size of the BMP file, little-endian
        myUint32 unused = 0;
        myUint32 dataOffset = 0; // Offset where the pixel array (bitmap data) can be found, little-endian
        //DIB Header
        myUint32 dibHeaderSize = 0; // Number of bytes in the DIB header, little-endian
        myUint32 imgW = 0; // Width of the bitmap in pixels, little-endian
        myUint32 imgH = 0; // Height of the bitmap in pixels, little-endian
        char colorPlainsN[2] = { 1,0 };
        char bitsPerPixel[2] = { 32,0 };
        myUint32 compression = 0; //0-BI_RGB
        myUint32 dataSize = 0; // Size of the raw bitmap data (including padding), little-endian
        myUint32 printResution[2] = { 2835 ,2835 }; // Print resolution of the image,
                //72 DPI × 39.3701 inches per metre yields 2834.6472, little-endian
        myUint32 paletteColors = 0; // Number of colors in the palette
        myUint32 importantColors = 0; //0 means all colors are important
    } bmpHeader;
    int rowSize = w * bytesPerPixel;
    int rowPadding = (4 - rowSize % 4) % 4;
    int rowSizeWithPadding = rowSize + rowPadding;
    int dataSize = rowSizeWithPadding * h;
    int headerSize = sizeof(bmpHeader) - 2; //-chars2skip
    bmpHeader.fileSize = dataSize + headerSize;
    bmpHeader.dataOffset = headerSize;
    bmpHeader.dibHeaderSize = headerSize - 14; //-BMP Header size
    bmpHeader.imgW = w;
    bmpHeader.imgH = h;
    if (bytesPerPixel != 4)
        bmpHeader.bitsPerPixel[0] = bytesPerPixel * 8;
    bmpHeader.dataSize = dataSize;
    fwrite(&bmpHeader.bm, 1, headerSize, outFile);
    //data, from bottom to top
    unsigned char zero[4] = { 0,0,0,0 };
    unsigned char bgra[4];
    for (int y = h - 1; y >= 0; y--) {
        for (int x = 0; x < w; x++) {
            int pixelOffset = y * rowSize + x * 4;
            bgra[0] = buff[pixelOffset + 2];
            bgra[1] = buff[pixelOffset + 1];
            bgra[2] = buff[pixelOffset + 0];
            bgra[3] = buff[pixelOffset + 3];
            fwrite(bgra, 1, bytesPerPixel, outFile);
        }
        if (rowPadding != 0)
            fwrite(zero, 1, rowPadding, outFile);
    }
    fflush(outFile);
    fclose(outFile);

    return 1;
}

int Texture::saveTGA(std::string filePath, unsigned char* buff, int w, int h, int bytesPerPixel) {
    std::string fullPath = getFullPath(filePath);
    std::string inAppPath = getInAppPath(fullPath);
    makeDirs(inAppPath);
    FILE* outFile;
    myFopen_s(&outFile, fullPath.c_str(), "wb");
    if (outFile == NULL) {
        mylog("ERROR in Texture::saveBMP: Can't create file %s\n", filePath.c_str());
        return -1;
    }
    unsigned char tgaHeader[18] = { 0,0,2,0,0,0,0,0,0,0,0,0, (unsigned char)(w % 256), (unsigned char)(w / 256),
        (unsigned char)(h % 256), (unsigned char)(h / 256), (unsigned char)(bytesPerPixel * 8), 0x20 };
    fwrite(tgaHeader, 1, 18, outFile);
    //data
    unsigned char bgra[4];
    for (int i = 0; i < w * h; i++) {
        int pixelOffset = i * 4;
        bgra[0] = buff[pixelOffset + 2];
        bgra[1] = buff[pixelOffset + 1];
        bgra[2] = buff[pixelOffset + 0];
        bgra[3] = buff[pixelOffset + 3];
        fwrite(bgra, 1, bytesPerPixel, outFile);
    }
    fflush(outFile);
    fclose(outFile);

    return 1;
}

Смотрим исходник выше, вроде все понятно. Просто header и сами данные. Только в обоих случаях используется формат пикселя BGRA, а не RGBA.


Теперь, белый шум. Мы создадим 64×64 RGBA изображение (не текстуру, а просто массив 4-хбайтных пикселей). Потом заполним все 4 канала случайными числами в диапазоне от 0 до 255, так что в каждом из 4-х каналов будет собственная черно-белая картинка. Сделаем это в функции TheGame::run(). Следующий код генерирует 2 изображения:

Первое – с бинарными черно-белыми значениями (0 или 255):

Второе – с серым градиентом (от 0 до 255):

И так для всех 4-х каналов. Таким образом, результирующие изображения будут выглядеть как

и

Обе картинки сохраним в формате BMP.

  • Если захотите посмотреть их в Фотошопе, то сохраните еще и в формате TGA.

Код:

int TheGame::run() {
    /*
    getReady();
    while (!bExitGame) {
        drawFrame();
    }
    cleanUp();
    */
    int wh[2] = { 64,64 };
    int bytesPerPixel = 4;
    unsigned char* buff = new unsigned char[wh[1] * wh[0] * 4];
    std::string fileName = "wn64_2";
    for (int y = 0; y < wh[1]; y++)
        for (int x = 0; x < wh[0]; x++) {
            int idx = (y * wh[1] + x) * bytesPerPixel;
            for (int i = 0; i < 4; i++)
                buff[idx + i] = getRandom(0, 1) * 255;
        }
    Texture::saveBMP("/dt/out/" + fileName + ".bmp", (unsigned char*)buff, wh[0], wh[1]);

    fileName = "wn64_256";
    for (int y = 0; y < wh[1]; y++)
        for (int x = 0; x < wh[0]; x++) {
            int idx = (y * wh[1] + x) * bytesPerPixel;
            for (int i = 0; i < 4; i++)
                buff[idx + i] = getRandom(0, 255);
        }
    Texture::saveBMP("/dt/out/" + fileName + ".bmp", (unsigned char*)buff, wh[0], wh[1]);

    delete[] buff;
    mylog("Ready\n");
    return 1;
}

4. Откроем TheGame.cpp и заменим на этот раз НЕ весь код как раньше, а только функцию run() вышеприведенным кодом.


5. Компиляция и запуск.

Картинки сгенерированы и сохранены в каталоге

C:\CPP\a997modeler\p_windows\Debug\dt\out


6. В Windows File Explorer-е под C:\CPP\engine\dt создадим новый каталог

C:\CPP\engine\dt\common\img\whitenoise


7. Скопируем оба BMP файла из C:\CPP\a997modeler\p_windows\Debug\dt\out

в C:\CPP\engine\dt\common\img\whitenoise


9. Каталог C:\CPP\a997modeler\p_windows\Debug\dt\out можно удалить.

Собственно, можно удалить и весь родительский каталог dt ( C:\CPP\a997modeler\p_windows\Debug\dt) тоже, поскольку он автоматически пере-создается инструкциями xcopy при каждом билде.


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *