本文主要是介绍做一个用python脚本生成bmp位图的小工具,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
需求
我有一些用代码生成位图的需求,例如给定一个坐标(x,y),通过一定的逻辑得到对应的颜色值。目的是以这样的方式得到一些用于调试的位图。
实现这个目的有多种方法,不过我最大的期望是—— “易用性” :我希望当我想生成一个位图时,所做的操作达到最小。这意味着:
- 首先,这个“工具”不是一个纯C++的工程,否则我每次想生成新位图时,都需要打开我的工程,修改代码后,重新编译。换句话说,生成图片的逻辑需要在动态的脚本里,而不是需要编译的静态语言里。
- Python脚本看起来是个可行的方案。不过这个“工具”也不应是个纯Python脚本,因为我觉得运行脚本也需要一定的操作量。
- 我觉得,一个拥有图形界面的exe是最方便的“工具”。我可以在界面上写逻辑,随后点击一个按钮,就可以生成位图了。
另外,我还希望我的“工具”能够较为 “独立” ,这意味它的依赖尽可能少,这样我更方便在其他的环境中使用,或者分享出去。
我的方案
首先,生成图片的逻辑我想用Python脚本。不过生成BMP图片的代码我还是选择用C++,理由是我对python不够熟悉,我担心需要依赖其他的python模块,使得工具不太“独立”。
而图形界面我选择用C# Windows窗体,界面上可以指定位图的长宽信息以及生成图片的逻辑的python语句,当点击【生成】按钮后,会将这些作为参数传递给C++程序。
步骤1. 在C++中生成BMP图片
BMP文件格式
关于BMP文件的格式,以及如何生成一个BMP图片,网上已有很多资料可以参考,我主要参考了:
C语言集锦(一) C代码生成图片:BMP、PNG和JPEG - 星云的彼岸 - 博客园
c++创建BMP文件并写入数据_kupePoem的专栏-CSDN博客
BMP图像数据格式详解 - 屌丝迷途 - 博客园
总的来说,BMP文件的格式比较简单:
- 开头是BMP文件头:BITMAPFILEHEADER
- 紧接着是BMP信息头:BITMAPINFOHEADER
- 随后是图像数据
C++工程
#include <iostream>#pragma pack(2)//影响了“对齐”。可以实验前后 sizeof(BITMAPFILEHEADER) 的差别typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned short WORD;
typedef unsigned long DWORD;
typedef long LONG;//BMP文件头:
struct BITMAPFILEHEADER
{WORD bfType; //文件类型标识,必须为ASCII码“BM”DWORD bfSize; //文件的尺寸,以byte为单位WORD bfReserved1; //保留字,必须为0WORD bfReserved2; //保留字,必须为0DWORD bfOffBits; //一个以byte为单位的偏移,从BITMAPFILEHEADER结构体开始到位图数据
};//BMP信息头:
struct BITMAPINFOHEADER
{DWORD biSize; //这个结构体的尺寸LONG biWidth; //位图的宽度LONG biHeight; //位图的长度WORD biPlanes; //The number of planes for the target device. This value must be set to 1.WORD biBitCount; //一个像素有几位DWORD biCompression; //0:不压缩,1:RLE8,2:RLE4DWORD biSizeImage; //4字节对齐的图像数据大小LONG biXPelsPerMeter; //用象素/米表示的水平分辨率LONG biYPelsPerMeter; //用象素/米表示的垂直分辨率DWORD biClrUsed; //实际使用的调色板索引数,0:使用所有的调色板索引DWORD biClrImportant; //重要的调色板索引数,0:所有的调色板索引都重要
};//一个像素的颜色信息
struct RGBColor
{char B; //蓝char G; //绿char R; //红
};//将颜色数据写到一个BMP文件中
//FileName:文件名
//ColorBuffer:颜色数据
//ImageWidth:图像宽度
//ImageHeight:图像长度
void WriteBMP(const char* FileName, RGBColor* ColorBuffer, int ImageWidth, int ImageHeight)
{//颜色数据总尺寸:const int ColorBufferSize = ImageHeight * ImageWidth * sizeof(RGBColor);//文件头BITMAPFILEHEADER fileHeader;fileHeader.bfType = 0x4D42; //0x42是'B';0x4D是'M'fileHeader.bfReserved1 = 0;fileHeader.bfReserved2 = 0;fileHeader.bfSize = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER) + ColorBufferSize;fileHeader.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER);//信息头BITMAPINFOHEADER bitmapHeader = { 0 };bitmapHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);bitmapHeader.biHeight = ImageHeight;bitmapHeader.biWidth = ImageWidth;bitmapHeader.biPlanes = 1;bitmapHeader.biBitCount = 24;bitmapHeader.biSizeImage = ColorBufferSize;bitmapHeader.biCompression = 0; //BI_RGBFILE *fp;//文件指针//打开文件(没有则创建)fopen_s(&fp, FileName, "wb");//写入文件头和信息头fwrite(&fileHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, fp);fwrite(&bitmapHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fp);//写入颜色数据fwrite(ColorBuffer, ColorBufferSize, 1, fp);fclose(fp);
}int main()
{int ImageWidth = 256; //图片宽度int ImageHeight = 256; //图片长度const char* FileName = "test.bmp";//输出图片名字//颜色数据RGBColor* ColorBuffer = new RGBColor[ImageWidth*ImageWidth];//--------------------图片中颜色数据--------------------//暂时用C++代码写,之后期望被替换为python脚本的逻辑for (int y = 0; y < ImageHeight; y++)for (int x = 0; x < ImageWidth; x++){int index = x + y * ImageWidth;ColorBuffer[index].R = x;ColorBuffer[index].G = y;ColorBuffer[index].B = y;}//------------------------------------------------------//写入BMP文件:WriteBMP(FileName, ColorBuffer, ImageWidth, ImageHeight);//打开文件:system(FileName);return 0;
}
其中,生成图像的逻辑是:(之后期望被替换为python脚本的逻辑)
ColorBuffer[index].R = x;
ColorBuffer[index].G = y;
ColorBuffer[index].B = y;
生成的图片为:
步骤2. 使用python脚本作为处理图片颜色的逻辑
在上一篇博客《实践在C++中调用Python函数》中,有实践如何在C代码中与python进行交互。这里和之前的类似。
#include "Python.h"
main
函数修改如下:
int main()
{int ImageWidth = 256; //图片宽度int ImageHeight = 256; //图片长度const char* FileName = "test.bmp";//输出图片名字//颜色数据RGBColor* ColorBuffer = new RGBColor[ImageWidth*ImageWidth];//准备python的环境----------------------------------------Py_SetProgramName(L"PictureGenerator");Py_Initialize();//定义计算颜色值的函数【ProcessPixel】,当前硬编码,之后期望作为参数传入PyRun_SimpleString( "def ProcessPixel(x,y):\n"" r = x\n"" g = 128\n"" b = y\n"" return r,g,b\n");//main模块:PyObject* mainModule = PyImport_ImportModule("__main__");//找到【ProcessPixel】函数的地址PyObject* pFunc_ProcessPixel = PyObject_GetAttrString(mainModule, "ProcessPixel");//--------------------图片中颜色数据--------------------//将逐个像素调用【ProcessPixel】函数for (int y = 0; y < ImageHeight; y++)for (int x = 0; x < ImageWidth; x++){int index = x + y * ImageWidth;//设置参数的值x,yPyObject* pArgs = PyTuple_New(2); PyTuple_SetItem(pArgs, 0, PyLong_FromLong(x));PyTuple_SetItem(pArgs, 1, PyLong_FromLong(y));//调用函数PyObject* pReturnValue = PyObject_CallObject(pFunc_ProcessPixel, pArgs);//拆解返回结果 ColorBuffer[index].R = PyLong_AsLong(PyTuple_GetItem(pReturnValue, 0));ColorBuffer[index].G = PyLong_AsLong(PyTuple_GetItem(pReturnValue, 1));ColorBuffer[index].B = PyLong_AsLong(PyTuple_GetItem(pReturnValue, 2));}//------------------------------------------------------//写入BMP文件:WriteBMP(FileName, ColorBuffer, ImageWidth, ImageHeight);//打开文件:system(FileName);return 0;
}
其中,生成图像的逻辑在Python脚本中:
PyRun_SimpleString( "def ProcessPixel(x,y):\n"" r = x\n"" g = 128\n"" b = y\n"" return r,g,b\n");
生成的图像:
3. 使用C# Windows窗体提供用户界面
界面如下:
点击按钮的脚本如下:
首先是传递相关的参数:
//python函数名字:
const string FunctionName = "ProcessPixel";string Arguments = "";//最终传入的参数
{//图片名字:Arguments += ImageNameText.Text + ' ';//图片宽度:Arguments += ImageWidthText.Text + ' ';//图片高度:Arguments += ImageHeightText.Text + ' ';//函数名字:Arguments += FunctionName + ' ';//定义函数:Arguments += "\""; //开头双引号Arguments += "def ";Arguments += FunctionName;Arguments += "(x,y):\n";//函数体:for (int l = 0; l < PixelScript.Lines.Length; l++)Arguments += " " + PixelScript.Lines[l] + "\n";Arguments += "\" "; //结尾双引号//全局语句:for (int l = 0; l < GlobalScript.Lines.Length; l++){if(GlobalScript.Lines[l].Length>0){Arguments += "\""; //开头双引号Arguments += GlobalScript.Lines[l] + "\n";Arguments += "\" "; //结尾双引号} }
}
调用exe:
//新进程
System.Diagnostics.Process process = new System.Diagnostics.Process();
//程序exe路径
process.StartInfo.FileName = "PictureGenerator.exe";
//参数
process.StartInfo.Arguments = Arguments;
//启动进程
process.Start();
当然,C++程序为了接收对应的参数,也需要做修改:
int main(int argc, char *argv[])
{if (argc < 6)//参数不够,直接返回return 0;char* FileName = argv[1]; //输出图片名字int ImageWidth = atoi(argv[2]); //图片宽度int ImageHeight = atoi(argv[3]); //图片长度char* FunctionName = argv[4]; //函数的名字char* FunctionDefCode = argv[5]; //定义函数的代码//颜色数据RGBColor* ColorBuffer = new RGBColor[ImageWidth*ImageWidth];//准备python的环境----------------------------------------Py_SetProgramName(L"PictureGenerator");Py_Initialize();//定义计算颜色值的函数PyRun_SimpleString(FunctionDefCode);//一些全局语句:for (int i = 6; i < argc; i++)PyRun_SimpleString(argv[i]);
...
编译后,可以将C++、C#程序的exe,以及python相关的dll拷贝到同一个目录。这样“工具”就完成了:
最终效果:
(GIF压缩看起来让图片有了点“不一样”的效果,实际图片如下)
一些试用
四分之一圆
辐射图案
最终完整代码
C++
#include <iostream>#include "Python.h"#pragma pack(2)//影响了“对齐”。可以实验前后 sizeof(BITMAPFILEHEADER) 的差别typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned short WORD;
typedef unsigned long DWORD;
typedef long LONG;//BMP文件头:
struct BITMAPFILEHEADER
{WORD bfType; //文件类型标识,必须为ASCII码“BM”DWORD bfSize; //文件的尺寸,以byte为单位WORD bfReserved1; //保留字,必须为0WORD bfReserved2; //保留字,必须为0DWORD bfOffBits; //一个以byte为单位的偏移,从BITMAPFILEHEADER结构体开始到位图数据
};//BMP信息头:
struct BITMAPINFOHEADER
{DWORD biSize; //这个结构体的尺寸LONG biWidth; //位图的宽度LONG biHeight; //位图的长度WORD biPlanes; //The number of planes for the target device. This value must be set to 1.WORD biBitCount; //一个像素有几位DWORD biCompression; //0:不压缩,1:RLE8,2:RLE4DWORD biSizeImage; //4字节对齐的图像数据大小LONG biXPelsPerMeter; //用象素/米表示的水平分辨率LONG biYPelsPerMeter; //用象素/米表示的垂直分辨率DWORD biClrUsed; //实际使用的调色板索引数,0:使用所有的调色板索引DWORD biClrImportant; //重要的调色板索引数,0:所有的调色板索引都重要
};//一个像素的颜色信息
struct RGBColor
{char B; //蓝char G; //绿char R; //红
};//将颜色数据写到一个BMP文件中
//FileName:文件名
//ColorBuffer:颜色数据
//ImageWidth:图像宽度
//ImageHeight:图像长度
void WriteBMP(const char* FileName, RGBColor* ColorBuffer, int ImageWidth, int ImageHeight)
{//颜色数据总尺寸:const int ColorBufferSize = ImageHeight * ImageWidth * sizeof(RGBColor);//文件头BITMAPFILEHEADER fileHeader;fileHeader.bfType = 0x4D42; //0x42是'B';0x4D是'M'fileHeader.bfReserved1 = 0;fileHeader.bfReserved2 = 0;fileHeader.bfSize = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER) + ColorBufferSize;fileHeader.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER);//信息头BITMAPINFOHEADER bitmapHeader = { 0 };bitmapHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);bitmapHeader.biHeight = ImageHeight;bitmapHeader.biWidth = ImageWidth;bitmapHeader.biPlanes = 1;bitmapHeader.biBitCount = 24;bitmapHeader.biSizeImage = ColorBufferSize;bitmapHeader.biCompression = 0; //BI_RGBFILE *fp;//文件指针//打开文件(没有则创建)fopen_s(&fp, FileName, "wb");//写入文件头和信息头fwrite(&fileHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, fp);fwrite(&bitmapHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fp);//写入颜色数据fwrite(ColorBuffer, ColorBufferSize, 1, fp);fclose(fp);
}int main(int argc, char *argv[])
{if (argc < 6)//参数不够,直接返回return 0;char* FileName = argv[1]; //输出图片名字int ImageWidth = atoi(argv[2]); //图片宽度int ImageHeight = atoi(argv[3]); //图片长度char* FunctionName = argv[4]; //函数的名字char* FunctionDefCode = argv[5]; //定义函数的代码//颜色数据RGBColor* ColorBuffer = new RGBColor[ImageWidth*ImageWidth];//准备python的环境----------------------------------------Py_SetProgramName(L"PictureGenerator");Py_Initialize();//定义计算颜色值的函数PyRun_SimpleString(FunctionDefCode);//一些全局语句:for (int i = 6; i < argc; i++)PyRun_SimpleString(argv[i]);//main模块:PyObject* mainModule = PyImport_ImportModule("__main__");//找到函数的地址PyObject* pFunc_ProcessPixel = PyObject_GetAttrString(mainModule, FunctionName);//--------------------图片中颜色数据--------------------//将逐个像素调用【ProcessPixel】函数for (int y = 0; y < ImageHeight; y++)for (int x = 0; x < ImageWidth; x++){int index = x + y * ImageWidth;//设置参数的值x,yPyObject* pArgs = PyTuple_New(2); PyTuple_SetItem(pArgs, 0, PyLong_FromLong(x));PyTuple_SetItem(pArgs, 1, PyLong_FromLong(y));//调用函数PyObject* pReturnValue = PyObject_CallObject(pFunc_ProcessPixel, pArgs);//拆解返回结果 ColorBuffer[index].R = PyLong_AsLong(PyTuple_GetItem(pReturnValue, 0));ColorBuffer[index].G = PyLong_AsLong(PyTuple_GetItem(pReturnValue, 1));ColorBuffer[index].B = PyLong_AsLong(PyTuple_GetItem(pReturnValue, 2));}//------------------------------------------------------//写入BMP文件:WriteBMP(FileName, ColorBuffer, ImageWidth, ImageHeight);//打开文件:system(FileName);return 0;
}
C#
private void GenerateButton_Click(object sender, EventArgs e)
{//python函数名字:const string FunctionName = "ProcessPixel";string Arguments = "";//最终传入的参数{//图片名字:Arguments += ImageNameText.Text + ' ';//图片宽度:Arguments += ImageWidthText.Text + ' ';//图片高度:Arguments += ImageHeightText.Text + ' ';//函数名字:Arguments += FunctionName + ' ';//定义函数:Arguments += "\""; //开头双引号Arguments += "def ";Arguments += FunctionName;Arguments += "(x,y):\n";//函数体:for (int l = 0; l < PixelScript.Lines.Length; l++)Arguments += " " + PixelScript.Lines[l] + "\n";Arguments += "\" "; //结尾双引号//全局语句:for (int l = 0; l < GlobalScript.Lines.Length; l++){if(GlobalScript.Lines[l].Length>0){Arguments += "\""; //开头双引号Arguments += GlobalScript.Lines[l] + "\n";Arguments += "\" "; //结尾双引号} } }//新进程System.Diagnostics.Process process = new System.Diagnostics.Process();//程序exe路径process.StartInfo.FileName = "PictureGenerator.exe"; //参数process.StartInfo.Arguments = Arguments;//启动进程process.Start();
}
这篇关于做一个用python脚本生成bmp位图的小工具的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!