BMP形式について、改めて書き直しています。以下を参照ください。
- BMPファイルフォーマット（簡易版）
- BMP画像の読み込み（簡易版）
- BMP画像の書き出し（簡易版）
- BMPファイルフォーマット（Windows）
- BMPファイルフォーマット（OS/2）
- BMPファイルフォーマット（Windows拡張）
- BMPファイルフォーマット（画像データ）
- BMP画像の読み込み（ヘッダ）
- BMP画像の読み込み（画像データ）
- BMP画像の書き出し（ヘッダ）
- BMP画像の書き出し（画像データ）
- PNG画像の入出力
画像ファイルの扱い方 (6) -BMP(DIB)形式 (2)
作成：
BMP形式入力関数
というわけで、がんばってサンプルコードを作ってみました。
これを作る上で、 Visual C++ の変数名などを一部参考にさせてもらっています。
まず、変数のサイズが重要になる型は以下のように定義しています。
このようにしておけば、もし各型のバイト幅が違う環境へ移植するときも少ない変更ですみます。
追記：ここで紹介しているプログラムは移植性の面で問題を抱えています。
まず、このプログラムを動作させる環境がリトルエンディアンであることを前提に、読み出したデータをそのまま構造体にキャストするという方法を用いています。
また、この方式をとるため #pragma pack() を用いて構造体のパッキング（メモリ上の配置の仕方）を変更するという特殊な方法をとっています。
上記の特殊な手法を用いているため、基本の変数の型のデータサイズが違う環境にもっていったとき、
また、ビックエンディアンの環境にもっていったとき、確実に誤動作します。
本来は、このような問題が起きないように、シフト演算など処理系に依存しない確実な演算を用いて、
読み出したバイト配列を変数へ格納していく手法を取るべきです。
とはいえ、現在の Intel アーキテクチャであれば動作すると思います。
また、動作する環境を限定するならよけいな演算がないため高速に動作しますし、記述も少なくすっきりしています。
どちらが正解というものではありませんが、気をつけなければならないことです。
typedef unsigned char BYTE; /* 1byte符号なし整数 */
typedef unsigned short WORD; /* 2byte符号なし整数 */
typedef unsigned long DWORD; /* 4byte符号なし整数 */
typedef long LONG; /* 4byte整数 */
また、ファイルヘッダの構造体はそのままで構造体名をちょっと変更しただけでそのまま使っています。
#pragma pack(1)
typedef struct BMPFILEHEADER{
WORD bfType;
DWORD bfSize;
WORD bfReserved1;
WORD bfReserved2;
DWORD bfOffBits;
}BMPFILEHEADER;
typedef struct BMPINFOHEADER{
DWORD biSize;
LONG biWidth;
LONG biHeight;
WORD biPlanes;
WORD biBitCount;
DWORD biCompression;
DWORD biSizeImage;
LONG biXPelsPerMeter;
LONG biYPelsPerMeter;
DWORD biClrUsed;
DWORD biClrImportant;
}BMPINFOHEADER;
typedef struct RGBQUAD{
BYTE rgbBlue;
BYTE rgbGreen;
BYTE rgbRed;
BYTE rgbReserved;
}RGBQUAD;
#pragma pack()
ただし、ちょっと迷ったのはこの構造体を使うには #pragma を使わないといけないということです。
#pragma という記述は、プリプロセッサを通してコンパイラに指示を出すために使われますが、
基本的に #pragma によって指定されるコマンドは処理系依存で定義されているため、互換性に乏しいコードになってしまいます。
（まあ、それをいったら型についても typedef で定義しているとはいえ、処理系依存な型を使っているんですが・・・）
でも、 pack() については Visual C++ と gcc 、ともに同じ意味で使えるので使ってみました。（他のコンパイラは未確認）
#pragma pack() について説明したいところですが、 いろいろ長くなりそうなので、 putBmp() で使っている技法などとまとめて次々回くらいに説明したいと思います。
ついでに、前回までに出てきた以下の構造体、関数を利用しました。（Picture 構造体は当然だけど）
typedef struct _Picture
{
int x; /* x方向のピクセル数 */
int y; /* y方向のピクセル数 */
unsigned char *r; /* R要素の輝度(0～255) */
unsigned char *g; /* G要素の輝度(0～255) */
unsigned char *b; /* B要素の輝度(0～255) */
unsigned char *a; /* α値(透明度)(0～255) */
/* ピクセルのデータは左上から右下へ横方向に操作した順で格納 */
}Picture;
/* 構造体メモリ確保＆初期化関数 */
Picture* newPicture(){
Picture *pPic;
pPic = (Picture*)malloc(sizeof(Picture));
if(pPic == NULL){
return NULL; /* メモリ確保できない */
}
pPic->x = 0;
pPic->y = 0;
pPic->r = NULL;
pPic->g = NULL;
pPic->b = NULL;
pPic->a = NULL;
return pPic;
}
/* 構造体メモリ解放関数 */
void deletePicture(Picture *pPic){
free(pPic->r);
free(pPic->g);
free(pPic->b);
free(pPic->a);
free(pPic);
pPic = NULL;
}
そして、肝心の BMP ファイルを読み込む関数です。
メモリリークしてないかな、ハラハラ・・・
まあ、一応いろいろ確認してバグを取ったつもりですが、どこかにバグが隠れているかもしれませんので、
見つけた方は報告してください。（他力本願（笑））
ちょっと美しくない部分があるのが気になる・・・
注意：この関数では Picture 構造体及び内部の rgb についてそれぞれ動的メモリ確保をしています。
そのため、使用後には必ず free() もしくは、上で紹介した deletePicture でメモリを解放してください。
/***********************************************************************/
/*** BMPファイル取得関数 ***/
/*** 対応する形式：Windows Bit Map形式、 ***/
/*** 24bitカラーおよびインデックスカラー形式、 ***/
/*** トップダウンに対応、RLE圧縮には未対応 ***/
/*** ファイルポインタを引数に与えて読み出す。 ***/
/*** 画像データは内部でメモリ確保し、戻り値としてそのポインタを返す。***/
/*** 何らかのエラーが発生した場合NULLを返す。 ***/
/***********************************************************************/
Picture* getBmp(FILE* fp){
int i,j; /* ループ用変数 */
int p; /* カラーパレット番号 */
int x,y; /* x軸、y軸方向の画素数 */
int start_y,stop_y,sign_y;/* 走査方向の違いを記録 */
int pad; /* 32bit境界のためのパディング */
int mask,shift; /* 8bit以下の値を取り出す時に利用 */
int palsize; /* カラーパレットのサイズ */
int imgsize; /* イメージのサイズ */
int colbit; /* 1画素あたりのビット数 */
unsigned char *buf,*buf_top; /* 画像データとその先頭ポインタ */
Picture *pPic; /* 戻り値 */
BMPFILEHEADER bf; /* ファイルヘッダ */
BMPINFOHEADER bi; /* ファイルヘッダ */
RGBQUAD *rgbq; /* カラーパレット */
if(fp == NULL) /* 引数異常 */
return NULL;
/* ------------------------- ヘッダ取得 ---------------------------- */
if(fread((void*)&bf,sizeof(BMPFILEHEADER),1,fp) != 1)
return NULL; /* 読み込み失敗 */
if(fread((void*)&bi,sizeof(BMPINFOHEADER),1,fp) != 1)
return NULL; /* 読み込み失敗 */
if(bf.bfType != *(WORD*)"BM")
return NULL; /* ファイル形式が違う */
if(bi.biSize != sizeof(BMPINFOHEADER))
return NULL; /* 対応していない形式 */
if(bi.biCompression != 0)
return NULL; /* 圧縮されている(未対応) */
palsize = bf.bfOffBits /* パレットのサイズ */
- sizeof(BMPFILEHEADER)
- sizeof(BMPINFOHEADER);
imgsize = bi.biSizeImage; /* イメージサイズ */
x = bi.biWidth; /* イメージの幅 */
y = bi.biHeight; /* イメージの高さ */
colbit = bi.biBitCount; /* １色あたりのビット数 */
if(y < 0){ /* yの正負によって走査方向を設定 */
y = -y;
start_y = 0;
stop_y = y;
sign_y = 1;
}else{
start_y = -y+1;
stop_y = 1;
sign_y = -1;
}
pad = (x * colbit + 31) / 32 * 4 /* 32bit境界条件によって */
- (x * colbit + 7 ) / 8; /* パディングされるバイト数を計算 */
mask = (1 << colbit) - 1; /* 指定ビット数のマスク */
/* ------------------------- ヘッダの矛盾を確認 -------------------- */
if(colbit != 24 &&
palsize != sizeof(RGBQUAD) * (1 << colbit))
return NULL; /* パレットサイズ間違い */
if(colbit == 0)
return NULL; /* ビット数が異常 */
if(x <= 0 || y <= 0)
return NULL; /* サイズが異常 */
if(imgsize != bf.bfSize - bf.bfOffBits)
return NULL; /* イメージサイズ間違い */
if(imgsize != (x * colbit + 31) / 32 * 4 * y)
return NULL; /* イメージサイズ間違い */
/* ------------------------- カラーパレット取得 -------------------- */
if(colbit == 24)
rgbq = NULL;
else{
rgbq = (RGBQUAD*)malloc(palsize);
if(rgbq == NULL)
return NULL; /* メモリ確保失敗 */
if(fread((void*)rgbq,1,palsize,fp) != palsize){
free(rgbq);
return NULL; /* 読み込み失敗 */
}
}
/* ------------------------- イメージデータ取得 -------------------- */
buf_top = buf = (unsigned char*)malloc(imgsize);
if(buf == NULL){
free(rgbq);
return NULL; /* メモリ確保失敗 */
}
if(fread((void*)buf,1,imgsize,fp) != imgsize){
free(rgbq );
free(buf_top);
return NULL; /* 読み込み失敗 */
}
/* ------------------------- 戻り値のメモリ確保 -------------------- */
pPic = newPicture();
if(pPic == NULL){
free(rgbq );
free(buf_top);
return NULL; /* メモリ確保失敗 */
}
pPic->x = x;
pPic->y = y;
pPic->r = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * x * y);
pPic->g = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * x * y);
pPic->b = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * x * y);
if(pPic->r == NULL || pPic->b == NULL || pPic->g == NULL){
deletePicture(pPic);
free(rgbq );
free(buf_top);
return NULL; /* メモリ確保失敗 */
}
/* ------------------------- データ変換 ---------------------------- */
if(colbit == 24){ /* カラーパレットを使用しない場合 */
for(i = start_y ; i < stop_y ; i++){
for(j = 0 ; j < x ; j++){
pPic->b[j + i * x * sign_y] = *(buf++);
pPic->g[j + i * x * sign_y] = *(buf++);
pPic->r[j + i * x * sign_y] = *(buf++);
}
buf += pad; /* パディングを読み飛ばす */
}
}else{ /* カラーパレットを使用する場合 */
for(i = start_y ; i < stop_y ; i++){
shift = 8; /* シフト位置の初期化 */
for(j = 0 ; j < x ; j++){
shift -= colbit;
p = *buf >> shift & mask;
if(shift <= 0){
shift = 8;
buf++;
} /* パレットから色情報を読み出す */
pPic->b[j + i * x * sign_y] = rgbq[p].rgbBlue;
pPic->g[j + i * x * sign_y] = rgbq[p].rgbGreen;
pPic->r[j + i * x * sign_y] = rgbq[p].rgbRed;
}
if(shift != 8) /* パディングを読み飛ばす */
buf++;
buf += pad; /* パディングを読み飛ばす */
}
}
/* ------------------------- すべて成功 ---------------------------- */
free(rgbq );
free(buf_top);
return pPic;
}