c++ - 位图加载程序 C++

Question

我知道我错过了什么，但我不知道是什么。这段代码帮助我将图像保存到 BMP 文件中。但是当我使用它时，我在图像的顶部得到一行黑色像素，并且图像向右移动。有任何想法吗 ？谢谢!

struct CVImporter::BITMAPFILEHEADER
{
    ushort bfType;
    uint   bfSize;
    uint   bfReserved;
    uint   bfOffBits;
};

struct CVImporter::BITMAPINFOHEADER
{
    uint  biSize;
    int   biWidth;
    int   biHeight;
    short biPlanes;
    short biBitCount;
    uint  biCompression;
    uint  biSizeImage;
    int   biXPelsPerMeter;
    int   biYPelsPerMeter;
    uint  biClrUsed;
    uint  biClrImportant;
};

struct CVImporter::RGBQUAD
{
    uchar rgbBlue;
    uchar rgbGreen;
    uchar rgbRed;
    uchar rgbReserved;
};

struct CVImporter::BITMAPINFO
{
    TBITMAPINFOHEADER bmiHeader;
    TRGBQUAD          bmiColors[256];
};

//-----------------------------------------------------------------------------
//
void
CVImporter::WriteBitmapFileHeader( std::ofstream& stream,
                                   const BITMAPFILEHEADER& header )
{
    WriteToStream( stream, header.bfType );
    WriteToStream( stream, header.bfSize );
    WriteToStream( stream, header.bfReserved );
    WriteToStream( stream, header.bfOffBits );
}

//-----------------------------------------------------------------------------
//
void
CVImporter::WriteBitmapInfoHeader( std::ofstream& stream,
                                   const BITMAPINFOHEADER& infoHeader )
{
    WriteToStream( stream, infoHeader.biSize );
    WriteToStream( stream, infoHeader.biWidth );
    WriteToStream( stream, infoHeader.biHeight );
    WriteToStream( stream, infoHeader.biPlanes );
    WriteToStream( stream, infoHeader.biBitCount );
    WriteToStream( stream, infoHeader.biCompression );
    WriteToStream( stream, infoHeader.biSizeImage );
    WriteToStream( stream, infoHeader.biXPelsPerMeter );
    WriteToStream( stream, infoHeader.biYPelsPerMeter );
    WriteToStream( stream, infoHeader.biClrUsed );
    WriteToStream( stream, infoHeader.biClrImportant );
}

//-----------------------------------------------------------------------------
//
void
CVImporter::WriteBitmapRGBQuad( std::ofstream& stream, const RGBQUAD& quad )
{
    WriteToStream( stream, quad.rgbBlue );
    WriteToStream( stream, quad.rgbGreen );
    WriteToStream( stream, quad.rgbRed );
    WriteToStream( stream, quad.rgbReserved );
}


//-----------------------------------------------------------------------------
//
void
CVImporter::WriteBitmapInfo( std::ofstream& stream,
                             const BITMAPINFO& info )
{
    WriteBitmapInfoHeader( stream, info.bmiHeader );
    for( uint i = 0; i < 256; ++i )
        WriteBitmapRGBQuad( stream, info.bmiColors[i] );
}

//-----------------------------------------------------------------------------
//
void
CVImporter::LoadBitmapFile( const CLString& fileName,
                            CVBitmap::Ptr bm ) throw(IOException)
{
    if( bm.IsNull() ) throw( IOException("Pointer should not be null", CL_ORIGIN) );

    // Verify the extension of the file
    CLString ext("");
    CLFileSystem::GetExtension( fileName, ext );
    if( ext != "bmp" )
        throw( IOException("Bad file extension (should be bmp)", CL_ORIGIN) );

    uint bytesPerPixel {3};
    uint imgDataSize = (bm->GetWidth()*bytesPerPixel)*bm->GetHeight();

    BITMAPFILEHEADER bmFile;
    BITMAPINFO bmInfo;

    bmFile.bfType = (ushort)0x4D42;
    bmFile.bfSize = imgDataSize + sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFO);
    bmFile.bfReserved = 0;
    bmFile.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFO);

    bmInfo.bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
    bmInfo.bmiHeader.biWidth = (ulong)bm->GetWidth();
    bmInfo.bmiHeader.biHeight = (ulong)bm->GetHeight();
    bmInfo.bmiHeader.biPlanes = 1;
    bmInfo.bmiHeader.biBitCount = (ushort) 8*bytesPerPixel;
    bmInfo.bmiHeader.biCompression = 0; //BI_RGB;
    bmInfo.bmiHeader.biSizeImage = imgDataSize;
    bmInfo.bmiHeader.biXPelsPerMeter = 0;
    bmInfo.bmiHeader.biYPelsPerMeter = 0;
    bmInfo.bmiHeader.biClrUsed = 256;
    bmInfo.bmiHeader.biClrImportant = 256;

    for( uint i = 0; i < 256; ++i )
    {
        bmInfo.bmiColors[i].rgbBlue = i;
        bmInfo.bmiColors[i].rgbGreen = i;
        bmInfo.bmiColors[i].rgbRed = i;
        bmInfo.bmiColors[i].rgbReserved = 0;
    }

    std::ofstream stream( fileName.c_str(), std::ios::binary );
    WriteBitmapFileHeader( stream, bmFile );
    WriteBitmapInfo( stream, bmInfo );

    uint padding = (4 - ((3 * bm->GetWidth()) % 4)) % 4;
    char padding_data[4] {0, 0, 0, 0};

    for( uint i = 0; i < bm->GetHeight(); ++i )
    {
        uchar* data_ptr = bm->GetBits() + ((bm->GetHeight()-i)*bm->GetWidthStep());
        stream.write( reinterpret_cast<char*>(data_ptr), sizeof(char) *
                      bm->GetByteSize() * bm->GetWidth() );

        stream.write( padding_data, padding );
    }

    stream.close();
}


//-----------------------------------------------------------------------------
//
template<typename T>
inline void
CVImporter::WriteToStream( std::ofstream& stream, const T& t )
{
    stream.write( reinterpret_cast<const char*>(&t), sizeof(T) );
}

Answer 1

您的代码有两个直接问题。

首先，结构成员通常在 4 字节内存地址上对齐(SO:structure padding and structure packing)。这意味着 char、short 和 int 都将占用 4 个字节，而前两个只有几个未使用的字节在内存中。这通常是一件好事，因为当处理器可以从对齐的内存中读取时，内存访问(读取和写入)通常会更快。但是，如果您的结构由不同大小的成员组成，则在读取或写入文件时必须小心。在读取时，您的一些数据可能会消失在“未使用”字节中，而在写入时，您将保存这些未使用的字节到您的文件中。

您说您已经尝试了报告的大小值而不是 sizeof，但这只是部分解决了问题。正确的大小 将写入您的文件，但它仍然是错误的数据 -- 因为您仍在写入填充字节。

解决方案是告诉您的编译器您不想要在您的结构成员之间自动添加填充。不同的编译器有不同的方法，你没有提到你的，但我在上面指出的 SO 问题包含一些例子。如果一切都失败了，请在您的编译器手册中查找。

另一种策略是手动读取和写入每个结构成员，而不是整个结构，但这在您的情况下几乎没有任何优势。

这应该可以解决右边的几列被包裹到左边的问题。您的 BMP 阅读器似乎相当宽容，因为很多值最终都是“错误的”，但最终它仍然从错误的起始位置开始显示图像。

---

幸运的是，问题 2 更简单。从您的代码:

for( uint i = 0; i < bm->GetHeight(); ++i )
{
    uchar* data_ptr = bm->GetBits() + ((bm->GetHeight()-i)*bm->GetWidthStep());
    ...

(您忘记包含函数 GetWidthStep 但我猜它会返回单个位图行的长度。)您的意思是首先获取指向最后一行开头的指针，然后它上面的行，依此类推，直到第 0 行。然而，你差了一条线!

在 i=0 的情况下，您将指针计算为 start + (height-i) * width，因此它是 start + height * width。它指向图像之后的“线”，位于 height * width 处!如果您在心里为“高度”填入实际值，您就会看到这一点。

所以你正在获取指向 1 到 height 行的指针，而你应该使用 0 到 height-1。改用这个:

uchar* data_ptr = bm->GetBits() + ((bm->GetHeight()-1-i)*bm->GetWidthStep());

-- 注意 GetHeight() 之后的 -1 -- 让它工作。