ぬの部屋(仮)
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  • DIBの4バイト境界について。あとDIBの保存。

    BMPファイルは1スキャンラインを4バイト境界に合わせなければならないという所を前回確認した。

    実はDIB Sectionでアクセスできる画素データは、この4バイト境界が考慮されている。つまり24ビットDIBで幅が4バイトの倍数にない場合、画像内に4バイト境界に合わせるためのダミーデータが点在している。

    これはこれでいいのだが、画素データを直接編集したいだけの場合は注意が必要で、普通に画像幅×y座標+x座標の式で目的の画素のアドレスを求められないことになる。といっても画素幅が画素バイトになるだけなのだが。

    4の倍数ということは素因数分解したときに2が二つ以上出てくるということで、この条件を満たす数はかなり多い。例えば100は2^2×5^2なので、100の倍数は全て4バイト境界の条件を満たす。だから実験として300×300とかの画像で確認などすると正常に動作してしまい、考慮漏れとなる可能性がある。言うまでもないことだが256や512など2のn乗系の数字は0,1,2以外全部当てはまる。

    実験コード

    このプログラムでは24bit DIBを作り画面に表示して保存している。画素のアドレスはCalcPosで行っているが、移動方法は

    1スキャンラインバイト数×y座標 +1画素バイト数×x座標

    としている。

    なお1スキャンラインバイト数の計算とBMPファイルへの書き出しは前回作成したBMPwriter.hppの関数を使っている。

    #include<windows.h>
    
    #include "BMPwriter.hpp"
    
    
    BITMAPINFO bmpInfo;   //!< CreateDIBSectionに渡す構造体
    LPDWORD lpPixel;      //!< 画素へのポインタ
    HBITMAP hBitmap;      //!< 作成したMDCのビットマップハンドル
    HDC hMemDC;           //!< 作成したMDCのハンドル
    
    //24bit DIB 作成
    void createMemDC_24(HDC hdc,int width,int height) {
      //DIBの情報を設定する
      bmpInfo.bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
      bmpInfo.bmiHeader.biWidth = width;
      bmpInfo.bmiHeader.biHeight = -height; //-を指定しないと上下逆になる
      bmpInfo.bmiHeader.biPlanes = 1;
      bmpInfo.bmiHeader.biBitCount = 24;
      bmpInfo.bmiHeader.biCompression = BI_RGB;
    
      hBitmap = CreateDIBSection(hdc, &bmpInfo, DIB_RGB_COLORS, (void**)& lpPixel, nullptr, 0);
      hMemDC = CreateCompatibleDC(hdc);
    
      SelectObject(hMemDC, hBitmap);
    
    }
    //1スキャンラインのバイト数(何バイト移動すれば次の行へいけるのか)を計算
    int get_scanline_bytes(const int width,const int bitcount) {
      return width * (bitcount / 8) + getbmp4line_err(width, bitcount); //getbmp4line_errはBMPwriter.hpp内
    
    }
    
    //! @brief 与えられた座標のアドレスを返す
    //! @param [in] head 画像の先頭アドレス
    //! @param [in] width 画像幅(画素数)
    //! @param [in] height 画像高さ(画素数)
    //! @param [in] x x座標
    //! @param [in] y y座標
    //! @param [in] bitcount 1画素のビット数
    //! @return x,yの要素のアドレス
    unsigned char* calcPos(
      unsigned char* head, 
      int width, int height, 
      int x, int y, int bitcount) {
    
      int pixelbyte = bitcount / 8;
    
      int scanlinebyte = get_scanline_bytes(width, bitcount);
    
    
      unsigned char* yhead = head + scanlinebyte * y;
    
      return yhead + x * pixelbyte;
    
    }
    //! @brief 画像を灰色で塗りつぶす
    //! @param [in] 対象となる画像の先頭アドレス
    //! @param [in] width 画像幅(画素数)
    //! @param [in] height 画像高さ(画素数)
    //! @param [in] bitcount DIBの1画素のビット数
    //! @return なし
    void clear_data(unsigned char* img, int width, int height, int bitcount) {
      int scanlinebyte = get_scanline_bytes(width, bitcount);
      int size = scanlinebyte * height;
      for (size_t i = 0; i < size; i++) {
        img[i] = 200;
      }
    }
    
    //! @brief 画像の真ん中に線を引く
    //! @param [in] 対象となる画像の先頭アドレス
    //! @param [in] width 画像幅(画素数)
    //! @param [in] height 画像高さ(画素数)
    //! @param [in] bitcount DIBの1画素のビット数
    //! @return なし
    void drawline_data(unsigned char* img, int width, int height,int bitcount) {
      for (int y = 0; y < height; y++) {
        for (int x = 0; x < width; x++) {
          unsigned char* pos = calcPos(img, width, height, x, y, bitcount);
          if (x == width / 2) {
            pos[0] = 255;
            pos[1] = 0;
            pos[2] = 0;
          }
        }
      }
    }
    LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wp, LPARAM lp)
    {
      PAINTSTRUCT ps;
      static HPEN hpen1;
      static HPEN hpen2;
      static HPEN open;
      int iwidth = 4*30+1; //4の倍数にならない値を作成
      int iheight = 80;
    
      switch (msg) {
      case WM_CREATE:
        {
          HDC hdc = GetDC(hwnd);
          createMemDC_24(hdc, iwidth, iheight);//24bit DIB 作成
          ReleaseDC(hwnd, hdc);
    
          //DIBを灰色でクリア
          clear_data((unsigned char*)lpPixel, iwidth, iheight, 24);
    
          hpen1 = CreatePen(PS_SOLID, 5, RGB(255, 0, 0));// 何かしら描画する
          hpen2 = CreatePen(PS_SOLID, 3, RGB(0, 0, 255));
          open = (HPEN)SelectObject(hMemDC, hpen1);
          MoveToEx(hMemDC, 0, 0, nullptr);
          LineTo(hMemDC, 20, 50);
    
          SelectObject(hMemDC, hpen2);
          MoveToEx(hMemDC, 0, 0, nullptr);
          LineTo(hMemDC, 50, 20);
    
          SelectObject(hMemDC, open);
    
          drawline_data((unsigned char*)lpPixel, iwidth, iheight,24);//縦に一本線を入れる。座標計算が間違っていたら斜めの線になる
    
    //bmpファイルに保存。lpPixelは4byte境界が考慮されているのでそのまま出力できる。bmp_writeはBMPwriter.hpp内 bmp_write(L"c:\\data\\a.bmp", lpPixel, iwidth, iheight, 24);
    } return 0; case WM_PAINT: { HDC hdc = BeginPaint(hwnd, &ps); BitBlt(hdc, 0, 0, iwidth, iheight, hMemDC, 0, 0, SRCCOPY);// 画像を画面に表示 EndPaint(hwnd, &ps); } return 0; case WM_DESTROY: DeleteObject(hpen1); DeleteObject(hpen2); PostQuitMessage(0); return 0; } return DefWindowProc(hwnd, msg, wp, lp); }
    //! @brief エントリポイント
    //! @param [in] hInstance 現在のインスタンスハンドル
    //! @param [in] hPrevInstance 以前のインスタンスハンドル
    //! @param [in] lpCmdLine コマンドライン引数の文字列
    //! @param [in] ウィンドウの表示状態
    int WINAPI WinMain(
      HINSTANCE hInstance, 
      HINSTANCE hPrevInstance,
      PSTR lpCmdLine, 
      int nCmdShow) {
    
      WNDCLASSEX wc;
      wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
      wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
      wc.lpfnWndProc = WndProc;
      wc.cbClsExtra = 0;
      wc.cbWndExtra = 0;
      wc.hInstance = hInstance;
      wc.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
      wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
      wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
      wc.lpszMenuName = NULL;
      wc.lpszClassName = TEXT("SZLCODE");
      wc.hIconSm = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
    
      if (!RegisterClassEx(&wc)) 
        return 0;
    
      const int top = CW_USEDEFAULT;
      const int left = CW_USEDEFAULT;
      const int width = 300;
      const int height = 200;
    
      HWND hwnd;
      hwnd = CreateWindowEx(
        WS_EX_COMPOSITED,
        TEXT("SZLCODE"), TEXT("win32api example"),
        WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_VISIBLE,
        top, left,
        width, height,
        NULL, NULL,
        hInstance, NULL
      );
    
      if (hwnd == NULL) return 0;
    
      //
    
    
      MSG msg;
      while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) {
        TranslateMessage(&msg);
        DispatchMessage(&msg);
      }
    
      return (int)msg.wParam;
    }