BMP¶
Imageクラスの内容を BMP ファイルに保存したり、BMP ファイルを読み込んでImageクラスに変換するための関数を実装する。
seccamp.bmp（テスト用画像ファイル、881x191）¶
BMP.hpp
#pragma once
#include <string_view> // std::string_view
#include "Common.hpp"
namespace seccamp
{
class Image; // 前方宣言
/// @brief 画像を BMP 形式で保存します。
/// @param image 保存する画像
/// @param path 保存先のパス
/// @return 保存に成功した場合 true、それ以外の場合は false
bool SaveBMP(const Image& image, std::string_view path);
/// @brief BMP 形式の画像を読み込みます。
/// @param path 読み込む画像のパス
/// @return 読み込んだ画像。読み込みに失敗した場合は空の画像
[[nodiscard]]
Image LoadBMP(std::string_view path);
}
BMP.cpp
#include "BMP.hpp"
#include "Image.hpp"
#include "BinaryFileWriter.hpp"
#include "BinaryFileReader.hpp"
namespace seccamp
{
// クラスを 2 バイト境界にパックする
#pragma pack(push, 2)
/// @brief Windows Bitmap ファイルのヘッダ
/// @see https://www.setsuki.com/hsp/ext/bmp.htm
struct BMPHeader
{
uint16 bfType;
uint32 bfSize;
uint16 bfReserved1;
uint16 bfReserved2;
uint32 bfOffBits;
uint32 biSize;
int32 biWidth;
int32 biHeight;
uint16 biPlanes;
uint16 biBitCount;
uint32 biCompression;
uint32 biSizeImage;
int32 biXPelsPerMeter;
int32 biYPelsPerMeter;
uint32 biClrUsed;
uint32 biClrImportant;
/// @brief BMP ヘッダを作成します。
/// @param width 画像の幅（ピクセル）
/// @param height 画像の高さ（ピクセル）
/// @param size_bytes 画像データのサイズ（バイト）
/// @return BMP ヘッダ
[[nodiscard]]
static constexpr BMPHeader Make(int32 width, int32 height, uint32 size_bytes) noexcept
{
return
{
.bfType = 0x4d42,
.bfSize = static_cast<uint32>(sizeof(BMPHeader) + size_bytes),
.bfReserved1 = 0,
.bfReserved2 = 0,
.bfOffBits = sizeof(BMPHeader),
.biSize = 40,
.biWidth = width,
.biHeight = height,
.biPlanes = 1,
.biBitCount = 24,
.biCompression = 0,
.biSizeImage = size_bytes,
.biXPelsPerMeter = 0,
.biYPelsPerMeter = 0,
.biClrUsed = 0,
.biClrImportant = 0
};
}
};
// ヘッダのサイズが 54 バイトであることを確認
static_assert(sizeof(BMPHeader) == 54);
// パッキングをデフォルトに戻す
#pragma pack(pop)
bool SaveBMP(const Image& image, const std::string_view path)
{
if (image.isEmpty())
{
return false;
}
const int32 width = image.width();
const int32 height = image.height();
const uint32 strideBytes = (width * 3 + width % 4); // BMP の 1 行は 4 の倍数バイトにアラインメントされる
const uint32 sizeBytes = (strideBytes * height);
BinaryFileWriter writer{ path };
if (not writer.isOpen())
{
return false;
}
// BMP ファイルヘッダの書き込み
{
const BMPHeader header = BMPHeader::Make(width, height, sizeBytes);
writer.write(header);
}
// 各行の書き込み
{
// 1 行分のデータを格納するバッファ
std::vector<uint8> line(strideBytes);
// 現在見ている image の行の先頭ポインタ
const Color* pSrcLine = image[height - 1]; // BMP は下から上に書き込む
for (int32 y = 0; y < height; ++y)
{
// バッファの先頭ポインタ
uint8* pDst = line.data();
// 現在見ているピクセルのポインタ
const Color* pSrc = pSrcLine;
for (int32 x = 0; x < width; ++x)
{
*pDst++ = pSrc->b;
*pDst++ = pSrc->g;
*pDst++ = pSrc->r;
// 次のピクセルへ
++pSrc;
}
// 1 行分のデータを書き込む
writer.write(line.data(), strideBytes);
// image を見ているポインタを 1 行上に移動
pSrcLine -= width;
}
}
return true;
}
Image LoadBMP(const std::string_view path)
{
BinaryFileReader reader{ path };
if (not reader.isOpen())
{
return{};
}
// BMP ファイルヘッダの読み込み
BMPHeader header;
if (reader.read(&header, sizeof(BMPHeader)) != sizeof(BMPHeader))
{
return{};
}
// 下から上方向に格納？
const bool reverse = (header.biHeight > 0); // BMP は下から上に書き込まれる。biHeight が負の場合は上から下に書き込まれている
// 画像の幅（ピクセル）
const int32 width = header.biWidth;
// 画像の高さ（ピクセル）
const int32 height = (reverse ? header.biHeight : -header.biHeight);
// 1 ピクセルあたりのビット数
const int32 depth = header.biBitCount;
// とりあえず 24 ビットのみ対応
if (depth != 24)
{
return{};
}
// 1 行分のデータのサイズ（バイト）
const size_t strideBytes = (width * 3 + width % 4);
// 次の行へのオフセット
const int32 lineStep = (reverse ? -width : width);
Image image{ width, height };
// 書き込み先の行の先頭ポインタ
Color* pDstLine = image[reverse ? height - 1 : 0];
std::vector<uint8> line(strideBytes);
for (int32 y = 0; y < height; ++y)
{
// 1 行分のデータを読み込む
if (reader.read(line.data(), strideBytes) != strideBytes)
{
return{};
}
Color* pDst = pDstLine;
const uint8* pSrc = line.data();
for (int32 x = 0; x < width; ++x)
{
pDst->b = *pSrc++;
pDst->g = *pSrc++;
pDst->r = *pSrc++;
++pDst;
}
// 書き込み先の行を次の行へ移動
pDstLine += lineStep;
}
return image;
}
}