不会读写bmp

Question

我想把bmp文件读入一个结构，然后写回去，但是图像总是黑色的，标题是可以的。但是像素写错了。我比较了十六进制值，它们是相同的，直到标题完成。剩下的就不一样了，而且更短了。

typedef uint16_t ImageType;

typedef struct
{
    uint32_t size;
    uint16_t additionalFeature;
    uint16_t copy;
    uint32_t offset;

} ImageHeader;

typedef struct
{
    uint32_t headerSize;
    int width;
    int height;
    uint16_t colorSpaces;
    uint16_t bitsPerPixel;
    uint32_t compression;
    uint32_t size;
    int verticalResolution;
    int horizontalResolution;
    uint32_t totalColors;
    uint32_t importantColors;
} ImageMetadata;

typedef struct {
    uint8_t blue;
    uint8_t green;
    uint8_t red;
} ImageColors;

typedef struct {
    ImageType type;
    ImageHeader header;
    ImageMetadata metadata;
    ImageColors **pixels;
} Image;

这是我的形象结构。目前，它只是一个24 bpp图像以后，我想改变它。但我的问题是，在我写完图片后，它没有正确地显示出来。头数据正常，但图像不正确。

​

​

行是正确的，只有列是如何复制和压缩的。

我的包括：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

我就是这样读取像素的

void readImage(char *filename, Image *image)
{
    FILE *imageFile = fopen(filename, "rb");
    if (!imageFile)
    {
        perror("ReadImageFileException");
        fclose(imageFile);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    fread(&(image->type), sizeof(ImageType), 1, imageFile);
    //validate for correct image type
    if (image->type != BMP_IMAGE_TYPE)
    {
        fprintf(stderr, "%hu", image->type);
        perror("ReadImageTypeException");
        fclose(imageFile);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    fread(&(image->header), sizeof(ImageHeader), 1, imageFile);
    fread(&(image->metadata), sizeof(ImageMetadata), 1, imageFile);
    
    // Allocate space for the pixels.
    image->pixels = malloc( image->metadata.height * sizeof(ImageColors *) );
    for(int i = 0; i < image->metadata.height; i++){
        image->pixels[i] = malloc(image->metadata.width * sizeof(ImageColors));
    }
    
    // Read in each pixel
    for (int i = 0; i < image->metadata.height; i++){
        for(int j = 0; j < image->metadata.width; j++){
            ImageColors px;
            if( fread(&px, sizeof(ImageColors), 1, imageFile) < 1 ) {
                printf("Error while reading bmp pixel.\n");
                return;
            }

            image->pixels[i][j] = px;
        }
    }

    fclose(imageFile);
}

我就是这样写的。

void writeImage(char *filename, Image *image)
{
    FILE *imageFile = fopen(filename, "wb+");
    if (!imageFile)
    {
        perror("WriteImageFileException");
        fclose(imageFile);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    size_t typeWritten = fwrite(&(image->type), sizeof(image->type), 1, imageFile);
    if (typeWritten == 0)
    {
        perror("WriteImageTypeException");
        fclose(imageFile);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    size_t headerWritten = fwrite(&(image->header), sizeof(image->header), 1, imageFile);
    if (headerWritten == 0)
    {
        perror("WriteImageHeaderException");
        fclose(imageFile);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    size_t metadataWritten = fwrite(&(image->metadata), sizeof(image->metadata), 1, imageFile);
    if (metadataWritten == 0)
    {
        perror("WriteImageMetadataException");
        fclose(imageFile);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    fseek(imageFile, image->header.offset, SEEK_SET);
    // Read in each pixel
    for (int i = 0; i < image->metadata.height; i++){
        for(int j = 0; j < image->metadata.width; j++){
            if( fwrite(&image->pixels[i][j], sizeof(ImageColors), 1, imageFile) < 1 ) {
                printf("Error while wr bmp pixel.\n");
                fclose(imageFile);
                exit(EXIT_FAILURE);
            }

        }
    }

    fclose(imageFile);
}

谢谢你已经进阶了。我只包括负责读和写bmp的方法，因为将来我想添加一些其他特性。

@tshiono谢谢，我在其中添加了行，但是如果我比较了十六进制文件，我可以看到图像仍然有一些不同：

输出图像看起来还是一样的。

我的主要功能如下：

int main(int argc, char **argv) {
    int ch;
    char *inputFile = "sample.bmp";
    char *outputFile = "image-copy.bmp";
    Image image;
    
    // try to use port and password from parameter
    while ( (ch = getopt_long_only(argc, argv, "", long_options, NULL)) != -1 ) {
        switch (ch) {
            case 'i':
                inputFile = optarg;
                break;
            case 'o':
                outputFile = optarg;
                break;
            default:
                break;
        }
    }
    
    printf("input File: %s\n", inputFile);
    
    readImage(inputFile, &image);
    writeImage(outputFile, &image);
    return 0;
}

Answer 1

感谢您的更新。

IMHO，bmp文件格式是愚蠢设计的，其中包括一些导致意外行为的陷阱。您可能已经发现，如果我们将2字节的MagicNumber "BM“放在标头结构中，大多数编译器会自动地为边界对齐再放2字节。

另一个缺陷是，我们需要将一行(行)的字节计数保持为字对齐的4的倍数。然后，每一行的起始地址都位于单词边界，尽管我不确定它能使程序运行得更快。无论如何，如果行的字节数不是4的倍数(即宽度不是4的倍数)，我们需要在每行的末尾放置额外的虚拟字节来进行调整。那么，请将您的读写功能修改为：

readImage:

    // Read in each pixel
    int padding = image->metadata.width % 4;                  // add this line
    for (int i = 0; i < image->metadata.height; i++){
        for(int j = 0; j < image->metadata.width; j++){
            ImageColors px;
            if( fread(&px, sizeof(ImageColors), 1, imageFile) < 1 ) {
                printf("Error while reading bmp pixel.\n");
                return;
            }
            image->pixels[i][j] = px;
        }
        for (int j = 0; j < padding; j++) getc(imageFile);    // add this line
    }

writeImage:

    // Read in each pixel
    int padding = image->metadata.width % 4;                  // add this line
    for (int i = 0; i < image->metadata.height; i++){
        for(int j = 0; j < image->metadata.width; j++){
            if( fwrite(&image->pixels[i][j], sizeof(ImageColors), 1, imageFile) < 1 ) {
                printf("Error while wr bmp pixel.\n");
                fclose(imageFile);
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
        }
        for (int j = 0; j < padding; j++) putc(0, imageFile); // add this line
    }

其中变量padding是字节填充的计数，可以根据width的值进行计算。

更新

尝试添加这一行：

    fseek(imageFile, image->header.offset, SEEK_SET);

就在台词前：

    // Read in each pixel

在readImage()中和在writeImage()中一样。

解释

bmp文件格式有几个版本，它们的头大小不同(这是另一个缺陷)：

version     header.offset (starting address of pixel data)
BMP v2       54
BMP v3      122
BMP v4      138

虽然结构的定义是基于BMP v2的，但提供的bmp文件是在BMP v4中创建的。这样会导致头部数据与像素数据位置之间的冲突。这就是为什么您的文件比较显示了差异。

折叠图像文件的可查看性将取决于查看器软件。在我的环境中，查看图像是没有问题的。

理想情况下，我们应该准备几种类型的头结构，并根据版本使用其中的一种。实际上，扩展区域包含不太重要的数据，在大多数情况下我们可以跳过它们。