c++ - 我在哪里可以找到 24 位位图图像 RLE 的示例

Question

我知道使用 RLE 可能无法很好地压缩 24 位位图图像。但是，我用 VHDL 编写了一个数字电路，可以将 VGA 信号发送到显示器。在测试台中，我想记下图像数据，然后使用 C 程序将其转换为位图文件。由于每张图像的大小为 800x600，因此最好压缩文件并显着缩小文件。位图格式支持游程编码压缩。

(1)我一直在寻找 RLE 示例。但是，我找不到任何 24 位位图图像。你能指出一个例子吗？或者。是否有应用程序可以帮助我保存 24 位位图文件，以便我可以使用十六进制编辑器并了解如何保存格式？

(2)此外，以下是互联网上随处可见的 RLE 的唯一示例:

03 04 05 06 00 03 45 56 67 00 02 78 00 02 05 01
02 78 00 00 09 1E 00 01

此位图将展开如下(两位数的值表示单个像素的颜色索引):

04 04 04
06 06 06 06 06
45 56 67
78 78
move current position 5 right and 1 down
78 78
end of line
1E 1E 1E 1E 1E 1E 1E 1E 1E
end of RLE bitmap

为什么 45 56 67 只能展开为同一个东西？

好的，我了解如何编写 24 位 RLE。我已经编写了程序，但它生成的文件无法被 paint-it 识别。我不确定我机器上的 paint-it 和其他应用程序是否无法识别 24 位 RLE 位图，或者我的程序生成的位图文件有误。因此:

#include <iostream>
#include <Windows.h>
#include <fstream>
#include <time.h>

using namespace std;

#pragma pack(push)
#pragma pack(1)

struct bitmap_file_header_struct {
    WORD    bfType;        // must be 'BM' 
    DWORD   bfSize;        // size of the whole .bmp file
    WORD    bfReserved1;   // must be 0
    WORD    bfReserved2;   // must be 0
    DWORD   bfOffBits;
} bitmap_file_header;

struct bitmap_file_info_struct {
    DWORD  biSize;            // size of the structure
    LONG   biWidth;           // image width
    LONG   biHeight;          // image height
    WORD   biPlanes;          // bitplanes
    WORD   biBitCount;        // resolution 
    DWORD  biCompression;     // compression
    DWORD  biSizeImage;       // size of the image
    LONG   biXPelsPerMeter;   // pixels per meter X
    LONG   biYPelsPerMeter;   // pixels per meter Y
    DWORD  biClrUsed;         // colors used
    DWORD  biClrImportant;    // important colors
} bitmap_file_info;

#pragma pack(pop)

int main()
{
    // image is 10 repeating pixels of value ff00ff followed by end of scaneline and end of rle
    unsigned char data[] = { 0x0A, 0xFF, 0x00, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01}; 

    bitmap_file_header.bfType = 0x4d42; // fixed for bitmap in windows
    bitmap_file_header.bfSize = sizeof(bitmap_file_header) + sizeof(bitmap_file_info) + sizeof(data); 
    bitmap_file_header.bfReserved1 = 0; // fixed 
    bitmap_file_header.bfReserved2 = 0; // fixed
    bitmap_file_header.bfOffBits = sizeof(bitmap_file_header) + sizeof(bitmap_file_info); //

    bitmap_file_info.biSize = sizeof(bitmap_file_info);
    bitmap_file_info.biWidth = 10;
    bitmap_file_info.biHeight = 1;
    bitmap_file_info.biPlanes = 1; // fixed
    bitmap_file_info.biBitCount = 24; // fixed for 24 bit image
    bitmap_file_info.biCompression = 4; // fixed, 4 used to set 24 bit run length encoding
    bitmap_file_info.biSizeImage = sizeof(data); // <-
    bitmap_file_info.biXPelsPerMeter = 0; // fixed
    bitmap_file_info.biYPelsPerMeter = 0; // fixed
    bitmap_file_info.biClrUsed = 0; // all colors used
    bitmap_file_info.biClrImportant = 0; // all colors are important

    std::ofstream myfile;
    myfile.open("output.bmp", ios::out | ios::binary);
    myfile.write((const char *)&bitmap_file_header, sizeof(bitmap_file_header));
    myfile.write((const char *)&bitmap_file_info, sizeof(bitmap_file_info));
    myfile.write((const char *)&data, sizeof(data));
    myfile.close(); 

    return 0;
}

Answer 1

RLE 的最基本形式由 <count> <value> 形式的字节对(或帧)组成.显然，在这种形式下，您永远不会得到 <count>。为零的字节。

这允许使用零作为控制代码，在数据中指示不同类型的帧。

您的特定示例已使用 WMF(Windows 元文件)RLE 格式进行编码。 WMF 允许使用以下额外类型的帧，所有这些类型都必须使用 00 引入。控制代码:

• 01 - 数据流结束
• 02 <x> <y> - 相对移动
• 03 <raw uncompressed data stream follows> 00 - 原始未压缩数据将以空值终止。

这解释了为什么您会看到 45 56 67在未压缩的输出中。

至于为什么格式使用这种方法？ RLE 对于不重复的编码数据效率低下。考虑 45 56 67 :

• 简单的方法将其呈现为 01 45 01 56 01 67 (6 个字节)；
• 扩展方法的结果是 00 03 45 56 67 00 (也是 6 个字节)。

一个更好的例子是如果你需要编码 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A :

• 这将需要 20 个字节使用基本框架；
• 但 13 个字节使用 00 03 <data> 00框架