c - 图片里面到底是什么以及如何使用 C 创建图片

Question

我曾经看到有人用 C 创建了一个图片，像这样:

#ifdef _MSC_VER
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#endif
#include <stdio.h>
#include <math.h>

float f(float x, float y, float z) {
    float a = x * x + 9.0f / 4.0f * y * y + z * z - 1;
    return a * a * a - x * x * z * z * z - 9.0f / 80.0f * y * y * z * z * z;
}

float h(float x, float z) {
    for (float y = 1.0f; y >= 0.0f; y -= 0.001f)
        if (f(x, y, z) <= 0.0f)
            return y;
    return 0.0f;
}

int main() {
    FILE* fp = fopen("heart.ppm", "w");
    int sw = 512, sh = 512;
    fprintf(fp, "P3\n%d %d\n255\n", sw, sh);
    for (int sy = 0; sy < sh; sy++) {
        float z = 1.5f - sy * 3.0f / sh;
        for (int sx = 0; sx < sw; sx++) {
            float x = sx * 3.0f / sw - 1.5f;
            float v = f(x, 0.0f, z);
            int r = 0;
            if (v <= 0.0f) {
                float y0 = h(x, z);
                float ny = 0.001f;
                float nx = h(x + ny, z) - y0;
                float nz = h(x, z + ny) - y0;
                float nd = 1.0f / sqrtf(nx * nx + ny * ny + nz * nz);
                float d = (nx + ny - nz) / sqrtf(3) * nd * 0.5f + 0.5f;
                r = (int)(d * 255.0f);
            }
            fprintf(fp, "%d 0 0 ", r);
        }
        fputc('\n', fp);
    }
    fclose(fp);
        return 0;
}

他所做的只是在文件 heart.ppm 中放入了几个数字。只有几个数字，他在 photoshop 中得到了一张惊人的 3D 图片，就像这样:

所以我很好奇那个heart.ppm文件里有什么。但是打开之后，只能看到一堆数字，纯数字。然后我打开另一个 jpg 文件，只看到一团糟。

所以，我很好奇这里有什么魔力。也许只有格式才重要。也许一幅画永远只有数字和文字。但是当使用某些工具(如 photoshop)打开它时，该工具会翻译该消息，然后为您制作图片。(对吗？)

我想问一下，

1. 如何使用 C 制作这样的照片？仅在文件中放入几个数字是无法获得图片的。必须有一些标准来赋予这些数字意义并使它们由图片组成。

2. 这些格式的标准是什么？ .jpg, .ppm, .png等有没有引用和相关链接？

Answer 1

从广义上讲，有两种图像文件格式(问题 #2 的答案)

1. 基于光栅
2. 基于 vector

基于光栅

.jpg/.png/.ppm(和 .bmp)被称为光栅格式。在光栅格式中，存储每个像素的颜色信息。图像存储为像素数组/网格。颜色信息通常由“RGB”——红/绿/蓝组成。通常，更大的分辨率或格式需要更多的内存。

上面的“C”代码生成基于光栅的图像，这些数学函数输出“红色”颜色。 (回答你的问题#1)

基于 vector .svg/.eps 通常是最著名的 vector 格式。在 vector 格式中，有构成图像的命令。例如，您上面显示的图像也可以使用以下命令和更多命令潜在地表示

move-to (pos-x, pos-y)

draw-heart(<specify dimensions of the heart>, color,  <shading model details>)

然后是一系列的

concentric-circle(at-pos-x, at-pos-y, radius, line-thickness, biased-info-optional)

draw-heart 和 concentric-circle 将包含大量其他基本命令，例如 line-to、fill 等等

您提出的这个问题很有趣 - 这是一个经过充分研究/讨论的领域。

考虑从这个链接开始 http://www.ed-brandt.com/pdfs/digital-graphics-primer.pdf