Перевод книги Julian’а Smart’а – Глава X – Работа с Изображениями – Часть 2

Читать первую часть главы

Программирование с wxImage

wxImage можно использовать, когда Вам нужен платформо-независимый класс работы с изображениями, или как промежуточный класс для загрузки и сохранения изображений. Формат хранения информации об изображении для каждого пикселя использует байт для красного, байт для зеленого, и байт для синего каналов, плюс дополнительный байт для пикселя, если изображение имеет альфа канал.

Основные функции wxImage в Таблице 10-6.

Таблица 10-6. wxImage Функции

• wxImage – Изображение может быть создано с заданной шириной и высотой, из другого изображения, XPM данных, битовых данных (char[]) и опционально данных об альфа канале, из файла, су указанием типа файла, или из потока ввода.
• ConvertAlphaToMask – Конвертирует альфа канал (если есть) в маску.
• ConvertToMono – Конвертирует в новое монохромное изображение.
• Copy – Возвращает идентичную копию, не используя подсчета ссылок.
• Create – Создает изображение заданного размера, опционально инициализирует его из данных.
• Destroy – Удаляет внутренние данные, если никакой другой объект их не использует.
• GetData, SetData – Возвращают или задают указатель на внутренние данные (unsigned char*).
• GetImageCount – Возвращает количество изображений в файле или потоке.
• GetOption, GetOptionInt, SetOption, HasOption – Возвращают, задают, или проверяют объект на наличие опции.
• GetSubImage – Возвращает область изображения, как новое изображение.
• GetWidth, GetHeight – Возвращают размеры изображения.
• Getred, GetGreen, GetBlue, SetRGB, GetAlpha, SetAlpha – Возвращают, или задают значения красного, синего, зеленого, и альфа значения для пикселя.
• HasMask, GetMaskRed, GetMaskGreen, GetMaskBlue, SetMaskColour – Функции для проверки наличия маски, установки и взятия цвета маски.
• LoadFile, SaveFile – Загрузка из файла и сохранение изображения в файл.
• Mirror – Зеркально отображает изображение в заданном направлении, возвращает новое изображение.
• Ok – Возвращает true если изображение инициализировано.
• Paste – Вставляет изображение в текущее изображение, в заданной точке.
• Rotate, Rotate90 – Вращает изображение, возвращает новое изображение.
• SetMaskFromImage – Устанавливает маску, определяет изображение или цвет, который нужно использовать для прозрачности.
• Scale, Rescale – Изменяют размеры изображения, возвращают новое изображение, или сохраняют изменения в текущем.

Загрузка и Сохранение Изображений

wxImage может загружать, или сохранять в нескольких форматах, используя обработчики, которые встроены в wxImage и обеспечают такую расширяемость. Обработчики форматов wxImage также используются для других классов растровых изображений, если те не имеют соответственной реализации операций с файлами.

В Таблице 10-7 указаны все типы обработчиков изображений, на платформах поддерживаемых wxWidgets. По-умолчанию всегда установлен wxBMPHandler обработчик. Для того, что бы использовать другие форматы, установите нужный обработчик с помощью wxImage::AddHandler или wxInitAllImageHandlers.

Если Вы используете определенный формат, у Вас должен быть вот такой код в вашей wxApp::OnInit функции:

#include "wx/image.h"

wxImage::AddHandler( new wxPNGHandler );
wxImage::AddHandler( new wxJPEGHandler );
wxImage::AddHandler( new wxGIFHandler );
wxImage::AddHandler( new wxXPMHandler );

Или же можно просто вызвать:

wxInitAllImageHandlers();

Ниже приведен пример загрузки и сохранения изображений из файлов и потоков. Учтите, при загрузке фалов, правильно указывать абсолютный путь к файлу, а не относительный путь для рабочей директории.

// Загружаем изображение, используя конструктор, с указание типа файла
wxImage image(wxT("image.png"), wxBITMAP_TYPE_PNG);
if (image.Ok())
{
    ...
}

// Оставляем wxImage самому определить тип файла
wxImage image(wxT("image.png"));

// Загрузка в два шага
wxImage image;
if (image.LoadFile(wxT("image.png")))
{
    ...
}

// Загрузка в два шага, с использованием индекса изображения, для
// форматов, с несколькими изображениями в файле:
// загружаем изображение номер два, если оно есть
wxImage image;
int imageCount = wxImage::GetImageCount(wxT("image.tif"));
if (imageCount > 2)
    image.LoadFile(wxT("image.tif"), wxBITMAP_TYPE_TIFF, 2);

// Загрузка из потока
wxFileInputStream stream(wxT("image.tif"));
wxImage image;
image.LoadFile(stream, wxBITMAP_TYPE_TIF);

// Сохранение в файл
image.SaveFile(wxT("image.png")), wxBITMAP_TYPE_PNG);

// Сохранение в поток
wxFileOutputStream stream(wxT("image.tif"));
image.SaveFile(stream, wxBITMAP_TYPE_TIF);

Изображения сохраняются в файл в 24-битном формате, за исключением XPM и PCX форматов, чьи обработчики подсчитывают количество цветов и сохраняют с нужной глубиной. В JPEG формате есть опция качества, которую можно установить перед сохранением. Значение является целым числом между 0 и 100, где 0 это наихудшее качество с высоким уровнем сжатия, и 100 наивысшее качество с плохим сжатием.

// Сохраняем с оптимальным сжатием и компрессией
image.SetOption(wxIMAGE_OPTION_QUALITY, 80);
image.SaveFile(wxT("picture.jpg"), wxBITMAP_TYPE_JPEG);

Вам может понадобиться использовать wxImage::SetOption когда Вы сохраняете XPM в поток, так как Вы не указываете при сохранении имя файла, и обработчик не будет знать какое значение присвоить переменной C, которая является частью данных XPM . Например:

// Сохраняем XPM в поток
image.SetOption(wxIMAGE_OPTION_FILENAME, wxT("myimage"));
image.SaveFile(stream, wxBITMAP_TYPE_XPM);

Учтите, обработчик добавит суффикс _xpm к имени файла, которое Вы укажете.

Прозрачность

Есть два способа использования прозрачности в wxImage: маска и альфа канал. Один цвет изображения может быть указан как цвет маски, что приведет к автоматическому созданию объекта wxMask при конвертировании в wxBitmap.
wxImage также поддерживает альфа канал. В дополнение к каждому байту в пикселе для красного, зеленого, и синего компонентов цвета, класс содержит байт, который указывает значение непрозрачности (opacity) для данного пикселя. Значение альфа 0 соответствует прозрачному пикселю (нулевая непрозрачность), и значение 255 указывает на то, что пиксель 100% непрозрачный.
Не у всех изображений есть альфа канал, и перед использованием GetAlpha, Вы должны проверить наличие альфа канал с помощью HasAlpha. В данный момент, альфа канал поддерживают только изображения, загруженные из PNG файлов, или изображения с назначенным альфа каналом функцией SetAlpha. Сохранение изображений с альфа каналом пока не поддерживается. Рисовать изображения с альфа каналом можно сконвертировав изображение в wxBitmap и вызвав wxDC::DrawBitmap или wxDC::Blit.
В нижеприведенном коде показывается, как создать wxImage с маской. Изображение будет синим, и будет содержать прозрачный прямоугольник.

// Создаем изображение с маской
// Сначала рисуем в wxBitmap
wxBitmap bitmap(400, 400);
wxMemoryDC dc;
dc.SelectObject(bitmap);
dc.SetBackground(*wxBLUE_BRUSH);
dc.Clear();
dc.SetPen(*wxRED_PEN);
dc.SetBrush(*wxRED_BRUSH);
dc.DrawRectangle(50, 50, 200, 200);
dc.SelectObject(wxNullBitmap);

// Конвертируем растровое изображение (bitmap) в картинку (image)
wxImage image = bitmap.ConvertToImage();

// Устанавливаем красный как цвет маски
image.SetMaskColour(255, 0, 0);

Другой способ сделать маску – это создать ее из другого изображения. В следующем примере, image.bmp содержит основное изображение, и mask.bmp содержит черные пиксели, которые будут указывать на прозрачные области.

// Загрузим изображение и его маску
wxImage image(wxT("image.bmp"), wxBITMAP_TYPE_BMP);
wxImage maskImage(wxT("mask.bmp"), wxBITMAP_TYPE_BMP);

// Укажем черный, как цвет маски
image.SetMaskFromImage(maskImage, 0, 0, 0);

Если Вы загрузили изображение с диска, Вы можете проверить его на прозрачность, и получить цвет маски:

// Загружаем изображение с прозрачностью
wxImage image(wxT("image.png"), wxBITMAP_TYPE_PNG);

// Получаем маску
if (image.HasMask())
{
    wxColour maskColour(image.GetMaskRed(),
    image.GetMaskGreen(),
    image.GetMaskBlue());
}

Преобразования

wxImage поддерживает масштабирование, вращение, и зеркальное отражение картинки. Вот несколько примеров:

// Масштабировать изображение как 200x200
// и назначить результат другому объекту.
// image1 не модифицируется.
wxImage image2 = image1.Scale(200, 200);

// Изменяем размер на 200x200
image1.Rescale(200, 200);

// Вращаем на указаное число радиан.
// image1 не модифицируется.
wxImage image2 = image1.Rotate(0.5);

// Вращаем на 90 градусов по часовой стрелке.
// image1 не модифицируется.
wxImage image2 = image1.Rotate90(true);

// Отражаем изображение по горизонтали.
// image1 не модифицируется.
wxImage image2 = image1.Mirror(true);

Уменьшение Цветности
Если Вам нужно уменьшить количество цветов в изображении, Вы можете использовать статические функции класса wxQuantize. Нужная нам функция Quantize, в качестве аргументов принимает исходное изображение, возвращаемое изображение, выборочно палитру wxPalette** для сокращенных из изображения цветов, и желаемое количество цветов. Так же можно указать переменную типа unsigned char**, для получения 8-битного представления возвращаемого изображения и стиль, для лучшего управления возвращаемыми данными; для более детальной информации, смотрите справочное руководство.
Данный пример показывает, как уменьшить цветность изображения до 256 цветов:

#include "wx/image.h"
#include "wx/quantize.h"

wxImage image(wxT("image.png"));

int maxColorCount = 256;
int colors = image.CountColours();
wxPalette* palette = NULL;
if (colors > maxColorCount )
{
    wxImage reducedImage;
    if (wxQuantize::Quantize(image, reducedImage,
                               & palette, maxColorCount))
    {
        colors = reducedImage.CountColours();
        image = reducedImage;
    }
}

С изображением может идти палитра, связанная с ним wxPalette, например когда изображение загружено из GIF файла. Тем не менее, изображение хранится в RGB формате, а палитра просто указывает значение индексов в RGB формате. Для wxImage также можно назначить палитру wxPalette, и в результате SaveFile может сохранить данное изображение с ограниченным количеством цветов. Например, если Windows BMP обработчик обнаруживает, что в опциях изображения указан wxBMP_8BPP_PALETTE формат, он сохраняет изображение с палитрой изображения; если указан формат wxBMP_8BPP, обработчик создает палитру из данных изображения. Некоторые обработчики сами производят уменьшение цветности, например PCX, пока не подберут достаточное количество уникальных цветов.

Больше информации по wxPalette, смотрите в разделе “wxPalette” в Главе 5.

Манипуляции Непосредственно с Данными wxImage

Вы можете получить доступ непосредственно к данным изображения функцией GetData , для более быстрой манипуляции данными, чем через GetRed, GetBlue, GetGreen, и SetRGB. Ниже показан пример преобразования цветного изображения в черно-белое:

void wxImage::ConvertToGrayScale(wxImage& image)
{
    double red2Gray   = 0.297;
    double green2Gray = 0.589;
    double blue2Gray  = 0.114;
    int w = image.GetWidth(), h = image.GetHeight();
    unsigned char *data = image.GetData();

    int x,y;
    for (y = 0; y < h; y++)
        for (x = 0; x < w; x++)
        {
            long pos = (y * w + x) * 3;

            char g = (char) (data&#91;pos&#93;*red2Gray +
                              data&#91;pos+1&#93;*green2Gray +
                              data&#91;pos+2&#93;*blue2Gray);
            data&#91;pos&#93; = data&#91;pos+1&#93; = data&#91;pos+2&#93; = g;
        }
}
&#91;/sourcecode&#93;

<h3>Списки Изображений и Пакеты Иконок</h3>
Иногда удобно объединять несколько изображений в один объект. Списки <code>wxImageList</code> можно использовать непосредственно в Вашем приложении, или для иконок элементов управления wxWidgets, которые используют списки изображений (image lists). <code>wxNotebook</code>, <code>wxTreeCtrl</code>, и <code>wxListCtrl</code> используют <code>wxImageList</code> для иконок в своих элементах. Также можно просто нарисовать отдельное изображение из списка <code>wxImageList</code> в контекст устройства.

<code>wxImageList</code> создается с указанием высоты и ширины каждого изображения, булевым значением, которое указывает на то будет ли использоваться маска, и начальным размером списка (для внутренней оптимизации). Потом нужно добавить несколько <code>wxBitmap</code> или <code>wxIcon</code> изображений. Для списков нельзя использовать <code>wxImage</code> объект, но можно передать его в конструктор <code>wxBitmap</code>. <code>wxImageList::Add</code> возвращает целочисельный индекс, который потом можно использовать как идентификатор изображения; после того, как Вы добавите изображение в список, Вы можете его уничтожить, потому что <code>wxImageList</code> делает его копию.

Далее несколько примеров создания <code>wxImageList</code> и добавления в него изображений.
[sourcecode language="cpp"]
// СозданиеImageList
wxImageList *imageList = new wxImageList(16, 16, true, 1);

// Добавление растрового изображения с прозрачностью из PNG
wxBitmap bitmap1(wxT("image.png"), wxBITMAP_TYPE_PNG);
imageList->Add(bitmap1);

// Добавление изображения с прозрачностью из другого растрового изображения
wxBitmap bitmap2(wxT("image.bmp"), wxBITMAP_TYPE_BMP);
wxBitmap maskBitmap(wxT("mask.bmp"), wxBITMAP_TYPE_BMP);
imageList->Add(bitmap2, maskBitmap);

// Добавление растрового изображения с маской, указанной цветом маски
wxBitmap bitmap3(wxT("image.bmp"), wxBITMAP_TYPE_BMP);
imageList->Add(bitmap3, *wxRED);

// Добавление иконки
#include "folder.xpm"
wxIcon icon(folder_xpm);
imageList->Add(icon);

Можно нарисовать изображение непосредственно в контекст устройства, передав флаг, который указывает, как будет нарисовано изображение. wxIMAGELIST_DRAW_TRANSPARENT, например, указывает, что изображение рисуется с использованием прозрачности, есть еще три формата рисования: wxIMAGELIST_DRAW_NORMAL, wxIMAGELIST_DRAW_SELECTED, или wxIMAGELIST_DRAW_FOCUSED.

// Рисуем все изображения в списке
wxClientDC dc(window);
size_t i;
for (i = 0; i < imageList->GetImageCount(); i++)
{
    imageList->Draw(i, dc, i*16, 0, wxIMAGELIST_DRAW_NORMAL|
                                    wxIMAGELIST_DRAW_TRANSPARENT);
}

// Создадим wxImageList
wxImageList *imageList = new wxImageList(16, 16, true, 1);

// Добавим несколько иконок
wxBitmap bitmap1(wxT("folder.png"), wxBITMAP_TYPE_PNG);
wxBitmap bitmap2(wxT("file.png"), wxBITMAP_TYPE_PNG);
int folderIndex = imageList->Add(bitmap1);
int fileIndex = imageList->Add(bitmap2);

// Создадим блокнот с двумя страницами
wxNotebook* notebook = new wxNotebook(parent, wxID_ANY);
wxPanel* page1 = new wxPanel(notebook, wxID_ANY);
wxPanel* page2 = new wxPanel(notebook, wxID_ANY);

// Назначим список изображений
notebook->AssignImageList(imageList);

// Добавим страницы с иконками
notebook->AddPage(page1, wxT("Folder options"), true, folderIndex);
notebook->AddPage(page2, wxT("File options"), false, fileIndex);

#include "wx/hashmap.h"

WX_DECLARE_STRING_HASH_MAP(int, IconNameToIndexHashMap);

// Класс для обращения к индексам через имя
class IconNameToIndex
{
public:
    IconNameToIndex() {}

    // Добавление изображения с именем в список изображений
    void Add(wxImageList* list, const wxBitmap& bitmap,
        const wxString& name) {
        m_hashMap[name] = list->Add(bitmap);
    }

    // Добавление иконки с именем в список изображений
    void Add(wxImageList* list, const wxIcon& icon,
        const wxString& name) {
        m_hashMap[name] = list->Add(icon);
    }

    // Поиск индекса по имени
    int Find(const wxString& name) { return m_hashMap[name]; }

private:
    IconNameToIndexHashMap m_hashMap;
};

// Создаем пакет с одной иконкой
#include "file16x16.xpm"
wxIconBundle iconBundle(wxIcon(file16x16_xpm));

// Добавляем иконку из файла
iconBundle.Add(wxIcon(wxT("file32x32.png"), wxBITMAP_TYPE_PNG));

// Создаем пакет иконок из нескольких иконок в одном фале
wxIconBundle iconBundle2(wxT("multi-icons.tif"), wxBITMAP_TYPE_TIF);

// Получает иконку с заданным размером, или если не найдена, берет иконку
// с размерами wxSYS_ICON_X, wxSYS_ICON_Y
wxIcon icon = iconBundle.GetIcon(wxSize(16,16));

// Назначает пакет иконок приложению
wxFrame* frame = new wxFrame(parent, wxID_ANY);
frame->SetIcons(iconBundle);

wxBitmap bmp = wxArtProvider::GetBitmap(wxART_GO_BACK,wxART_TOOLBAR);

// XPM’ы с графикой
#include "bitmaps/helpbook.xpm"
#include "bitmaps/helppage.xpm"
#include "bitmaps/helpback.xpm"
#include "bitmaps/helpdown.xpm"
#include "bitmaps/helpforward.xpm"
#include "bitmaps/helpoptions.xpm"
#include "bitmaps/helpsidepanel.xpm"
#include "bitmaps/helpup.xpm"
#include "bitmaps/helpuplevel.xpm"
#include "bitmaps/helpicon.xpm"

#include "wx/artprov.h"

// Класс графики
class MyArtProvider : public wxArtProvider
{
protected:
    virtual wxBitmap CreateBitmap(const wxArtID& id,
                                  const wxArtClient& client,
                                  const wxSize& size);
};

// CreateBitmap функция
wxBitmap MyArtProvider::CreateBitmap(const wxArtID& id,
                                     const wxArtClient& client,
                                     const wxSize& size)
{
    if (id == wxART_HELP_SIDE_PANEL)
        return wxBitmap(helpsidepanel_xpm);
    if (id == wxART_HELP_SETTINGS)
        return wxBitmap(helpoptions_xpm);
    if (id == wxART_HELP_BOOK)
        return wxBitmap(helpbook_xpm);
    if (id == wxART_HELP_FOLDER)
        return wxBitmap(helpbook_xpm);
    if (id == wxART_HELP_PAGE)
        return wxBitmap(helppage_xpm);
    if (id == wxART_GO_BACK)
        return wxBitmap(helpback_xpm);
    if (id == wxART_GO_FORWARD)
        return wxBitmap(helpforward_xpm);
    if (id == wxART_GO_UP)
        return wxBitmap(helpup_xpm);
    if (id == wxART_GO_DOWN)
        return wxBitmap(helpdown_xpm);
    if (id == wxART_GO_TO_PARENT)
        return wxBitmap(helpuplevel_xpm);
    if (id == wxART_FRAME_ICON)
        return wxBitmap(helpicon_xpm);
    if (id == wxART_HELP)
        return wxBitmap(helpicon_xpm);

    // Любые иконки wxWidgets, которые здесь не реализованы,
    // будут поставлены «родным» классом графики.
    return wxNullBitmap;
}

// Инициализация
bool MyApp::OnInit()
{
    ...

    wxArtProvider::PushProvider(new MyArtProvider);

    ...
    return true;
}