基础篇

A. 图像三原色及灰度值

A1. 彩色图像的三原色

图像三原色
— R：红色red
— G：绿色green
— B：蓝色blue
三原色的取值范围：0（无）~255（满）
— 红色：R=255 G=0 B=0
— 紫色：R=112 G=48 B=160
— 黑色：R=0 G=0 B=0
— 黄色：R=255 G=255 B=0
— 粉色：R=255 G=0 B=255

A2. 灰度图像的灰度值

灰度值（gray-scale value）：描述黑白图像点的颜色深度
灰度值的取值范围：0（黑）~255（白）
— 黑色：Gray=0
— 深灰：Gray=100
— 浅灰：Gray=200
— 白色：Gray=255

A3. 用彩色图像表示灰度图像

当图像的R、G、B值相等时，彩色图像表现为灰度图像
— 深灰 Gray=100 —— R = 100， G = 100， B = 100
— 白色 Gray=255 —— R = 255， G = 255， B = 255

B. 数字图像的原理和表示方法

B1. 数字图像原理

B2. 数字图像的表示方式

用(x, y)表示一个像素点的坐标，有的图像格式以左上角坐标为(0, 0)，有的图像格式以左下角坐标为(0, 0)
用两重循环可以遍历访问数字图像的每一个像素点

C. 数字图像的分辨率和位深度

C1. 图像的重要参数

空间分辨率：图像在水平和垂直方向的像素个数，值越大图像越清晰
位深度：用来表示一个像素点颜色的位数(bit)，值越大图像的颜色区分度越好

C2. 位深度

彩色图像的位深度
— 16位（不常用），用2个字节表示一个像素点的RGB值
— 24位，用3个字节表示一个像素点的RGB值
— 32位，额外的1个字节表示透明度Alpha值
灰度图像的位深度
— 8位，用1个字节表示一个像素点的灰度值

案例

（空间）分辨率：726*461
宽度：726像素
高度：461像素
位深度：24

C3. 空间分辨率与数字图像的质量

C4. 位深度与数字图像的质量

24位深度可以表示2^24=16777216种不同的颜色
8位深度可以表示2^8=256种不同的颜色
1位深度可以表示2^1=2种不同的颜色

C5. 数字图像根据位深度的分类

二值图像（1位）
灰度图像（8位）
彩色图像（16/24/32位）

C5.1 二值图像（1位）

像素值为0（黑色）或1（白色）。

C5.2 灰度图像（8位）

灰度取值范围是0~255，黑色为0，白色为255

C5.3 彩色图像（24位）

每个像素由RGB三个分量构成，取值范围是0~255
如果一个像素的R、G、B值相同，则该像素等同于灰度图像中的像素
例如：R=G=B=100，表示灰度为100的像素点

C5.4 灰度图像和彩色图像的转换
彩色图像(R，G，B)转换成灰度图像
Gray = R * 0.299 + G * 0.587 + B * 0.114
灰度图像转换成彩色图像
— 灰度图像不可能变换为原来的彩色图像
— 伪彩色处理可用于把灰度值映射成彩色的RGB值，例如在宇宙星空图片上的应用

D. C++ CImage class

D1. C++ CImage类概述

支持jpg、bmp、png、gif格式图像文件的读写和操作，可以转换成不同的文件格式
参考：https://docs.microsoft.com/zh-cn/cpp/atl-mfc-shared/reference/cimage-class

CImage类常用方法

使用CImage类的一般方法

添加CImage类的包含方法：#include<atlimage.h>
定义一个CImage类对象，然后调用CImage::Load方法装载一个外部图像文件
根据题目要求处理图像
调用CImage::Save方法保存图像

如果atlimage.h编译报错提示不存在

检查C++ ATL for xxx是否安装，下图是VS2019的界面

D2. COLORREF类

COLORREF类(color reference)，表示颜色值(RGB)，实际上是unsigned long类型
从COLORREF类获取红绿蓝三原色的方法
— 红色：int GetRValue(COLORREF &)
— 绿色：int GetGValue(COLORREF &)
— 蓝色：int GetBValue(COLORREF &)
— 返回值是0~255之间的整数
利用红绿蓝三原色生成COLORREF类的方法
— COLORREF RGB(int R, int G, int B)

COLORREF类应用

例：某个像素点的RGB值分别为r、g、b，定义颜色类对象c存储RGB值
COLORREF c = RGB(r, g, b);
例：已知某点用颜色类对象c存储RGB值，求其中的R、G、B值分别为多少？
BYTE b = GetBValue(c）;
BYTE g = GetGValue(c）;
BYTE r = GetRValue(c）;

D3. BYTE类

BYTE类，通常用来表示一个0~255之间的整数，实际上是unsigned char类型

E. 案例

E1. 把图像中所有红色的点改成绿色

分析：

并不是所有的红点都是纯红(255,0,0)
如何确定某些点偏红？
R>G && R>B
如何把偏红的点变成变绿的点？
方法一：设置为(0,255,0)
方法二：swap(R,G)

流程：

读图片（要先把源图片放到读路径下）
根据图片宽度和高度开两重循环
①读取指定坐标的像素点颜色
②如果颜色中红色分量最大，则红色与绿色交换
③设置指定坐标的像素点颜色
保存图片

代码：

#include<iostream>
#include<atlimage.h>//添加CImage类void swap(BYTE& a, BYTE& b)//交换函数
{BYTE temp;temp = a;a = b;b = temp;
}void redToGreen(COLORREF& c)//E1:把图像中所有红色的点改成绿色
{//获取c中RGB的值BYTE r = GetRValue(c);//获取c中R的值BYTE g = GetGValue(c);//获取c中G的值BYTE b = GetBValue(c);//获取c中B的值//如果红色分量更大，则与绿色交换if (r > g && r > b){swap(r, g);//调用交换函数}c = RGB(r, g, b);//c中存储交换后的rgb值
}int main()
{//1 读取与保存图像路径LPCTSTR srcFilePath = _T("1a.jpg");//源图像路径LPCTSTR destFilePath = _T("1b.jpg");//目标图像路径//2 加载图像CImage srcImage;//新建一个CImage类对象srcImage.Load(srcFilePath);//从源图像路径中加载图像//3 获取图像的高和宽int width, high;width = srcImage.GetWidth();//获取图像的宽度high = srcImage.GetHeight();//获取图像的高度//4 遍历整个图像的像素点，获取整个图像for (int x = 0; x < width; x++)//遍历x轴{for (int y = 0; y < high; y++)//遍历y轴{COLORREF c = srcImage.GetPixel(x, y);//新建一个COLORREF类对象，用来存储得到的图像像素点颜色redToGreen(c);//调用E1函数，处理颜色srcImage.SetPixel(x, y, c);//设置图像像素点的颜色}}//6 保存图像到指定路径srcImage.Save(destFilePath);return 0;
}

E2. 把彩色图像修改成灰色图像

分析：

通用的彩色转灰度公式
— Gray = R * 0.299 + G * 0.587 + B * 0.114
可以把图像中每个点的R、G、B值，都分别设置为该点用上述公式计算出的Gray值，则彩色图像变为灰度图像

流程

读图片（要先把源图片放到读路径下）
根据图片宽度和高度开两重循环
①读取指定坐标的像素点颜色
②计算灰度值，并将RGB值都赋值为该灰度值
③设置指定坐标的像素点颜色
保存图片

代码：

#include<iostream>
#include<atlimage.h>void colorToGray(COLORREF& c)//E2:把彩色图像修改成灰度图像
{BYTE r = GetRValue(c);BYTE g = GetGValue(c);BYTE b = GetBValue(c);BYTE gray = r * 0.299 + g * 0.587 + b * 0.114;//彩色转灰度图像公式c = RGB(gray, gray, gray);//c中存储转换后的灰度值
}int main()
{LPCTSTR srcFilePath = _T("1a.jpg");LPCTSTR destFilePath = _T("3c.jpg");CImage srcImage;srcImage.Load(srcFilePath);int width, high;width = srcImage.GetWidth();high = srcImage.GetHeight();for (int x = 0; x < width; x++){for (int y = 0; y < high; y++){COLORREF c = srcImage.GetPixel(x, y);colorToGray(c);//调用E2函数，处理颜色srcImage.SetPixel(x, y, c);}}srcImage.Save(destFilePath);return 0;
}

E3. 反色

分析：

对于某个点的颜色(R, G, B)而言，对应的反色是(255-R, 255-G, 255-B)

流程：

读图片（要先把源图片放到读路径下）
根据图片宽度和高度开两重循环
①读取指定坐标的像素点颜色(R, G, B)
②把(255-R, 255-G, 255-B)赋值为该点反色值
③设置指定坐标的像素点颜色
保存图片

代码:

#include<iostream>
#include<atlimage.h>void invertColor(COLORREF& c)//E3:反色
{BYTE r = GetRValue(c);BYTE g = GetGValue(c);BYTE b = GetBValue(c);c = RGB(255 - r, 255 - g, 255 - b);//对该像素点的rgb值进行反色处理
}int main()
{LPCTSTR srcFilePath = _T("1a.jpg");LPCTSTR destFilePath = _T("4d.jpg");CImage srcImage;srcImage.Load(srcFilePath);int width, high;width = srcImage.GetWidth();high = srcImage.GetHeight();for (int x = 0; x < width; x++){for (int y = 0; y < high; y++){COLORREF c = srcImage.GetPixel(x, y);invertColor(c);//调用E3函数，处理颜色srcImage.SetPixel(x, y, c);}}srcImage.Save(destFilePath);return 0;
}

E4. 左右颠倒图像

方法一
分析：

获取源图像的像素点颜色后，新建一个CImage类对象作为目标图像，以免直接修改了源图片，导致重叠
左右颠倒相当于获取颜色从左到右，设置颜色从右到左（x轴正方向开始到负方向开始）

流程：

读图片（要先把源图片放到读路径下）
根据图片宽度和高度开两重循环
①获取指定坐标的像素点颜色(R, G, B)
②把获取的指定坐标像素点颜色设置为目标图像从x轴负方向开始的像素点颜色（获取x = 0，设置x = width - x - 1）（-1的原因是因为循环从0开始）
保存图片

代码：

#include<iostream>
#include<atlimage.h>int main()
{LPCTSTR srcFilePath = _T("11a.jpg");LPCTSTR destFilePath = _T("22b.jpg");CImage srcImage;//创建源图像的对象CImage srcImage2;//创建目标图像的对象srcImage.Load(srcFilePath);//加载srcImage的源图像srcImage2.Load(srcFilePath);//加载srcImage2的源图像int width, high;width = srcImage.GetWidth();high = srcImage.GetHeight();for (int x = 0; x < width; x++){for (int y = 0; y < high; y++){COLORREF c = srcImage.GetPixel(x, y);//从源图像中获取像素点的颜色srcImage2.SetPixel(width - x - 1, y, c);//从x负方向设置目标图像的像素点的颜色}}srcImage2.Save(destFilePath);//保存目标图像return 0;
}

方法二
分析：

图像x轴最左端坐标（x, y）和x轴右端坐标（width - x - 1, y）互换
高度一样，y轴不变

流程：

读图片（要先把源图片放到读路径下）
根据图片宽度和高度开两重循环
①获取指定坐标的像素点颜色(R, G, B)
②定义一个新COLORREF对象c1
③将c和c1的像素点颜色交换
保存图片

代码：

#include<iostream>
#include<atlimage.h>int main()
{LPCTSTR srcFilePath = _T("11a.jpg");LPCTSTR destFilePath = _T("222b.jpg");CImage srcImage;srcImage.Load(srcFilePath);int width, high;width = srcImage.GetWidth();high = srcImage.GetHeight();for (int x = 0; x < width / 2; x++)//除以2，互换一半即可，若不除以2会导致又重新互换回去{for (int y = 0; y < high; y++)//高度不变，高度需一直遍历{COLORREF c = srcImage.GetPixel(x, y);//从源图像中获取像素点的颜色COLORREF c1 = srcImage.GetPixel(width - x - 1, y);//创建一个新COLORREF对象，用于从源图像x轴最右端获取指定坐标像素点的颜色srcImage.SetPixel(x, y, c1);//将x轴左边图像像素点的颜色换成x轴右边图像像素点的颜色srcImage.SetPixel(width - x - 1, y, c);//将x轴右边图像像素点的颜色换成x轴左边图像像素点的颜色}  }srcImage.Save(destFilePath);return 0;
}

进阶篇–1

A. 图像的快速读写访问

A1. 图像读写存在的问题

GetPixel和SetPixel的速度太慢，处理大图时耗时太长
解决方案：利用GetBits方法，获取图像的首字节地址，通过指针访问图像的颜色信息

A2. 图像文件在内存中的存储格式

以24位深度Top-down图像为例

Top-down和Button-up
图像在内存中的两种不同格式
Top-down：图像的缓冲区从顶层行的像素开始，图像的底层行是图像缓冲区的最后一行
Buttom-up：图像的缓冲区从底层行的像素开始，图像的顶层行是图像缓冲区的最后一行

CImage类快速读写常用方法

GetBPP()：返回图像位深度，常见的24位jpg图片的返回值是24
GetPitch()：图像一行的字节数，对于Top-down类型图片，值是正的；对于Buttom-up类型图片，值是负的
GetBits()：返回指向图像左上角像素点的指针（无论是Top-down还是Buttom-up）

A3. 使用GetBits的细节问题

函数原型
void * CImage::GetBits()
如何访问图像(x,y)坐标像素点的颜色？
— 即第y行第x列像素点，假设图像CImage类对象是img
— 需要利用GetBits、GetPitch、GetBPP这三个方法的返回值
— Top-Down图像和Buttom-Up图像一样有效

int bpp = img.GetBPP();
int pitch = img.GetPitch();
BYTE *pData = (BYTE *)img.GetBits();
BYTE b = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 0);
BYTE g = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 1);
BYTE r = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 2);

注意：同一个像素点的三原色分量在内存中存放的顺序是B、G、R
通过指针访问，也可以修改颜色，这样就取代了GetPixel和SetPixel

A4. 使用快速读写把彩色图片变成灰度图片

分析：

600多万像素的图片，如果使用GetPixel和SetPixel方法，需要82秒时间（不同电脑不一样）才能处理完所有像素点。使用图像指针将把运行时间降低至640毫秒。（同一台计算机上运行）

流程：

读图片（要先把源图片放到读路径下）
根据图片宽度和高度开两重循环
①通过指针访问图像(x,y)坐标像素点的颜色RGB值
②通过公式计算灰度值
③对指针指向的值进行赋值，从而改变源图像
保存图片

代码：

#include<iostream>
#include<atlimage.h>int main()
{//1 获取和设置图像LPCTSTR srcFilePath = _T("3.jpg");LPCTSTR destFilePath = _T("3c.jpg");//2 加载图像CImage srcImage;srcImage.Load(srcFilePath);//3 获取图像的宽度和高度int width, high;width = srcImage.GetWidth();high = srcImage.GetHeight();//4 得到位深度和一行字节数int bpp = srcImage.GetBPP();//获取图像像素点的位数;bpp / 8 获取像素点的字节数int pitch = srcImage.GetPitch();//获取一行的字节数//5 获取首字节地址BYTE* pData = (BYTE*)srcImage.GetBits();//获取图像首字节的地址//6 遍历图像for (int x = 0; x < width; x++){for (int y = 0; y < high; y++){//通过指针访问图像(x,y)坐标像素点的颜色RGB值，相邻两个像素点之间相差3个字节BYTE b = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 0);//指针访问像素点颜色的B值BYTE g = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 1);//指针访问像素点颜色的G值BYTE r = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 2);//指针访问像素点颜色的R值BYTE gray = r * 0.299 + g * 0.587 + b * 0.114;//彩色转灰度图像公式//对指针指向的值进行赋值，从而改变源图像*(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 0) = gray;*(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 1) = gray;*(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 2) = gray;}  }srcImage.Save(destFilePath);return 0;
}

B. 图像缩放

改变图像的分辨率

图像缩放的步骤：

调用Create函数创建一张缩放后尺寸的新图
调用SetStretchBltMode函数设置清晰的缩放模式
调用Draw函数或者StretchBlt函数把源图Src的数据缩放写入新图Dest中
调用Save函数保存图片

代码：

#include<iostream>
#include<atlimage.h>void getBGR(int x, int y, int bpp, int pitch, BYTE* pData)//获取图像像素点颜色的函数
{BYTE b = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 0);BYTE g = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 1);BYTE p = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 2);
}int main()
{LPCTSTR srcFilePath = _T("3.jpg");LPCTSTR destFilePath = _T("4.jpg");CImage srcImage;//创建源图像CImage destImage;//创建目标图像srcImage.Load(srcFilePath);int width, high;width = srcImage.GetWidth();high = srcImage.GetHeight();int bpp, pitch;bpp = srcImage.GetBPP();pitch = srcImage.GetPitch();BYTE* pData = (BYTE*)srcImage.GetBits();//1 调用Create函数创建一张缩放后尺寸的新图destImage.Create(width / 2, high / 2, bpp);//宽度，高度，位深度；创建的目标图片的大小和位深度//2 调用SetStretchBltMode函数设置清晰的缩放模式SetStretchBltMode(destImage.GetDC(), COLORONCOLOR);//COLORONCOLOR——清晰模式；GetDC()——关联srcImage和destImage两个图像的数据destImage.ReleaseDC();//释放一下(因为有GetDC)//3 调用Draw函数或者StretchBlt函数把源图Src的数据缩放写入新图Dest中srcImage.Draw(destImage.GetDC(), 0, 0, width / 2, high / 2);//填充数据：目标图像的填充位置与大小destImage.ReleaseDC();//释放一下(因为有GetDC)//4 调用Save函数保存图片destImage.Save(destFilePath);return 0;
}

注意事项：

每次用GetDC，都要ReleaseDC，否则会报错
使用Create创建图像，需要指定宽度、高度和深度
COLORONCOLOR模式保证图像缩放时不会产生失真，必须写在Draw函数之前
Draw函数或者StretchBlt函数
— 第1个参数表示目标图像的句柄（handle）
— 第2~5个参数分别表示目标图像左上角的x轴坐标、y轴坐标、目标图像的宽度、高度，即定义了要把源图像写到目标图像的哪一块位置
— 第6~9个参数分别表示源图像左上角的x轴坐标、y轴坐标、源图像的宽度、高度，即定义了要把源图像的哪一块内容写到目标图像中。默认值是写整张源图像

C. 图像截取

把图像中的一部分内容保存成另一幅图

图像截取的步骤：

调用Create函数创建一张新图
调用Draw函数把源图src的部分数据写入新图dest中
调用Save函数保存图片

代码：

#include<iostream>
#include<atlimage.h>void getBGR(int x, int y, int bpp, int pitch, BYTE* pData)
{BYTE b = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 0);BYTE g = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 1);BYTE p = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 2);
}int main()
{LPCTSTR srcFilePath = _T("3.jpg");LPCTSTR destFilePath = _T("5.jpg");CImage srcImage;CImage destImage;srcImage.Load(srcFilePath);int width, high;width = srcImage.GetWidth();high = srcImage.GetHeight();int bpp, pitch;bpp = srcImage.GetBPP();//1 调用Create函数创建一张新图destImage.Create(width / 2, high / 2, bpp);//2 调用Draw函数把源图src的部分数据写入新图dest中srcImage.Draw(destImage.GetDC(), 0, 0, width / 2, high / 2, width / 4, high / 8, width / 2, high / 2);//前四个参数表示：填充到目标图像的哪个位置以及填充的大小；后四个参数表示：从源图像哪个位置开始截取以及截取的大小destImage.ReleaseDC();//3 调用Save函数保存图片destImage.Save(destFilePath);return 0;
}

D. 图像拼接

把多张图片拼接在一起，形成一张新图

图片拼接的步骤：

调用Create函数创建一张能够放得下拼接后图像大小的新图
调用Draw函数多次将原图数据写入到新图中合适的位置，实现图像拼接
调用Save函数保存图片

代码：

#include<iostream>
#include<atlimage.h>void getBGR(int x, int y, int bpp, int pitch, BYTE* pData)
{BYTE b = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 0);BYTE g = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 1);BYTE p = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 2);
}int main()
{LPCTSTR srcFilePath = _T("5.jpg");LPCTSTR destFilePath = _T("6.jpg");CImage srcImage;CImage destImage;srcImage.Load(srcFilePath);int width, high;width = srcImage.GetWidth();high = srcImage.GetHeight();int bpp, pitch;bpp = srcImage.GetBPP();//1 调用Create函数创建一张新图destImage.Create(width * 2, high, bpp);//2 调用Draw函数把源图src的部分数据写入新图dest中srcImage.Draw(destImage.GetDC(), 0, 0, width, high, 0, 0, width, high);//第一次截取并填充了左半部分destImage.ReleaseDC();srcImage.Draw(destImage.GetDC(), width, 0, width, high, 0, 0, width, high);//第二次截取并填充了右半部分，填充起始点发生变化destImage.ReleaseDC();//3 调用Save函数保存图片destImage.Save(destFilePath);return 0;
}

案例

E1. 分隔

把图片变成m行n列的图，要求彩色图像和灰度图像间隔。m和n由键盘输入。例如当m=4，n=5时：

方法一
分析：

用两层嵌套循环填充指定的行和列
寻找行与列的填充规律以及彩色图像和灰度图像的填充规律

流程：

调用Create函数创建一张和源图像大小相等的新图
先判断总列数是奇数还是偶数，再判断当前列数和行数的奇偶
调用Draw函数多次将原图数据写入到新图中合适的位置，实现图像拼接
调用Save函数保存图片

代码：

#include<iostream>
#include<atlimage.h>void colorToGray(int x, int y, int bpp, int pitch, BYTE* pData)
{BYTE b = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 0);BYTE g = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 1);BYTE r = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 2);BYTE gray = r * 0.299 + g * 0.587 + b * 0.114;*(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 0) = gray;*(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 1) = gray;*(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 2) = gray;
}void traversal(int width, int high, int bpp, int pitch, BYTE* pData)
{for (int x = 0; x < width; x++){for (int y = 0; y < high; y++){colorToGray(x, y, bpp, pitch, pData);}}
}int main()
{LPCTSTR srcFilePath = _T("5.jpg");LPCTSTR destFilePath = _T("5c.jpg");CImage srcImage, srcImage2;CImage destImage;srcImage.Load(srcFilePath);srcImage2.Load(srcFilePath);int width, high;width = srcImage.GetWidth();high = srcImage.GetHeight();int bpp, pitch;bpp = srcImage.GetBPP();pitch = srcImage.GetPitch();BYTE* pData = (BYTE*)srcImage.GetBits();int m, n; std::cin >> m >> n;destImage.Create(width, high, bpp);for (int i = 0; i < m; i++){for (int j = 0; j < n; j++){if (n % 2 != 0)//若总列数是奇数{if (j % 2 != 0 && i % 2 == 0)//若列数是奇数且行数为偶数，则位灰度图{traversal(width, high, bpp, pitch, pData);srcImage.Draw(destImage.GetDC(), (j * width) / n, (i * high) / m, width / n, high / m, 0, 0, width, high);destImage.ReleaseDC();}else if (j % 2 == 0 && i % 2 != 0)//若列数为偶数且行数为奇数，则为灰度图{traversal(width, high, bpp, pitch, pData);srcImage.Draw(destImage.GetDC(), (j * width) / n, (i * high) / m, width / n, high / m, 0, 0, width, high);destImage.ReleaseDC();}else//其他均为彩色图{srcImage2.Draw(destImage.GetDC(), (j * width) / n, (i * high) / m, width / n, high / m, 0, 0, width, high);destImage.ReleaseDC();}}else//若总列数是偶数{if (j % 2 != 0)//若列数是奇数{traversal(width, high, bpp, pitch, pData);srcImage.Draw(destImage.GetDC(), (j * width) / n, (i * high) / m, width / n, high / m, 0, 0, width, high);destImage.ReleaseDC();}else//若列数是偶数{srcImage2.Draw(destImage.GetDC(), (j * width) / n, (i * high) / m, width / n, high / m, 0, 0, width, high);destImage.ReleaseDC();}}}}destImage.Save(destFilePath);return 0;
}

方法二
分析：

用两层嵌套循环填充指定的行和列
寻找行与列的填充规律以及彩色图像和灰度图像的填充规律

流程：

调用Create函数创建一张和源图像大小相等的新图
判断行和列坐标之和是偶数还是奇数，偶数为彩色图，奇数为灰度图
调用Draw函数多次将原图数据写入到新图中合适的位置，实现图像拼接
调用Save函数保存图片

代码：

#include<iostream>
#include<atlimage.h>int main()
{//获取和设置保存源图片和目标图像的路径LPCTSTR srcFilePath = _T("5.jpg");LPCTSTR destFilePath = _T("123.jpg");//创建类对象，源图像对象，灰度图对象，目标图像对象;加载源图像和灰度图CImage srcImage, grayImage, destImage;srcImage.Load(srcFilePath);grayImage.Load(srcFilePath); //获取宽度、高度、位深度、一行字节数、首字节地址int width = grayImage.GetWidth();int high = grayImage.GetHeight();int bpp = grayImage.GetBPP();int pitch = grayImage.GetPitch();BYTE* pData = (BYTE*)grayImage.GetBits();//输入m行n列int m, n; std::cin >> m >> n;//将彩色图变为灰度图for (int x = 0; x < width; x++){for (int y = 0; y < high; y++){BYTE b = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 0);BYTE g = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 1);BYTE r = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 2);int gray = r * 0.299 + g * 0.587 + b * 0.114;*(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 0) = gray;*(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 1) = gray;*(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 2) = gray;}}//创建一个“存放”目标图像的新窗口destImage.Create(n * width, m * high, bpp);按照输入的行和列遍历每个目标图像的位置for (int x = 0; x < m; x++)//行{for (int y = 0; y < n; y++)//列{if ((x + y) % 2 == 0)//如果“行+列”的坐标为偶数，绘制源图{srcImage.Draw(destImage.GetDC(), y * width, x * high, width, high, 0, 0, width, high);//从源图像中获取彩色像素点destImage.ReleaseDC();//释放}else//如果“行+列”的坐标为奇数，绘制灰度图{grayImage.Draw(destImage.GetDC(), y * width, x * high, width, high, 0, 0, width, high);//从灰度图中获取彩色像素点destImage.ReleaseDC();}}}destImage.Save(destFilePath);//保存目标图像到指定路径return 0;
}

E2. 平铺

将下图平铺成5000*5000分辨率的图像

分析：

用两层嵌套循环填充计算最大的行和列
宽度和高度随着填充图像的个数而变化

流程：

调用Create函数创建一张分辨率为5000*5000的新图
用总宽度、高度除以一张目标图像的宽度、高度，计算出指定窗口的容纳量
调用Draw函数循环将原图数据写入到新图中合适的位置，实现图像拼接
调用Save函数保存图片

代码：

#include<iostream>
#include<atlimage.h>int main()
{//读取和保存源图像和目标图像路径LPCTSTR srcFilePath = _T("5.jpg");LPCTSTR destFilePath = _T("56.jpg");//创建CImage类对象及加载图像CImage srcImage, destImage;srcImage.Load(srcFilePath);//获取图像的宽度、高度及位深度int width, high, bpp;width = srcImage.GetWidth();high = srcImage.GetHeight();bpp = srcImage.GetBPP();//创建一个目标图像窗口destImage.Create(5000, 5000, bpp);//创建一个分辨率为5000*5000的窗口//遍历图像for (int x = 0; x <= ceil(5000 / width); x++)//ceil()——取整函数{for (int y = 0; y <= ceil(5000 / high) + 1; y++){srcImage.Draw(destImage.GetDC(), width * x, high * y, width, high, 0, 0, width, high);//目标图像的绘制位置随x，y（已填充个数）的变化而变化destImage.ReleaseDC();}}destImage.Save(destFilePath);return 0;
}

E3. 变色

将图中所有红色的花变成蓝色的花

分析：

找出图中偏红的颜色
将红色R值与蓝色B值交换

步骤：

读图片（要先把源图片放到读路径下）
根据图片宽度和高度开两重循环
①通过指针访问图像(x,y)坐标像素点的颜色RGB值
②判断偏红的像素点
③对指针指向的值进行赋值，从而改变源图像，交换红色和蓝色
保存图片

代码：

#include<iostream>
#include<atlimage.h>void colorChange(int width, int high, int bpp, int pitch, BYTE* pData)//变色函数
{for (int x = 0; x < width; x++){for (int y = 0; y < high; y++){//获取每个坐标像素点的颜色BYTE b = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 0);BYTE g = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 1);BYTE r = *(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 2);if (r > g && r > b)//偏红的像素点{//R值和B值交换*(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 0) = r;*(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 1) = g;*(pData + y * pitch + x * bpp / 8 + 2) = b;}}}
}int main()
{LPCTSTR srcFilePath = _T("Flower.jpg");LPCTSTR destFilePath = _T("Flower2.jpg");CImage srcImage;srcImage.Load(srcFilePath);int width, high;width = srcImage.GetWidth();high = srcImage.GetHeight();int bpp, pitch;bpp = srcImage.GetBPP();pitch = srcImage.GetPitch();BYTE* PData = (BYTE*)srcImage.GetBits();colorChange(width, high, bpp, pitch, PData);srcImage.Save(destFilePath);return 0;
}

进阶篇–2

A. RGB和HSV

像素颜色的两种表示方式

RGB：使用红、绿、蓝三种颜色表示，范围都在0~255之间
HSV：
— H：色度，取值范围[0,360)
— S：饱和度，取值范围[0,1]
— V：亮度，取值范围]0,1]

RGB到HSV的转换公式

HSV到RGB的转换公式

HSV和RGB使用的类

B. 两个转换函数

RGB到HSV转换函数

函数声明：
HSV RGB2HSV(COLORREF c)

函数功能：
把COLORREF类对象c的颜色信息转换成一个HSV类对象返回。

代码：

#include<iostream>
#include<atlimage.h>
#include<cmath>
#include<algorithm>//RGB->HSV
class HSV//HSV类
{public:double H, S, V;//定义成员变量HSV() {}//无参构造函数HSV(double h, double s, double v) :H(h), S(s), V(v) {}//有参构造函数且初始化
};HSV RGB2HSV(COLORREF c)//RGB至HSV转换函数
{//从COLORREF类对象c中获取颜色RGB值BYTE R = GetRValue(c);BYTE G = GetGValue(c);BYTE B = GetBValue(c);double H, S, V;//转换公式R = R / 255, G = G / 255, B = B / 255;V = max(R, G, B);if (V != 0){S = (V - min(R, G, B)) / V;if (V = R){H = (60 * (G - B)) / V - min(R, G, B);if (H < 0){H = H + 360;return HSV(H, S, V);}return HSV(H, S, V);}if (V = G){H = 120 + ((60 * (B - R)) / (V - min(R, G, B)));if (H < 0){H = H + 360;return HSV(H, S, V);}return HSV(H, S, V);}if (V = B){H = 240 + ((60 * (R - G)) / (V - min(R, G, B)));if (H < 0){H = H + 360;return HSV(H, S, V);}return HSV(H, S, V);}}else//V = 0，此时RGB均为0{S = 0;H = 0;return HSV(H, S, V);}
}

HSV到RGB转换函数

函数声明：
COLORREF HSV2RGB(HSV hsv)

函数功能：
把HSV类对象hsv的颜色信息转换成一个COLORREF类对象返回。

代码：

//HSV->RGB
COLORREF HSV2RGB(HSV hsv)
{//定义变量BYTE R, G, B;double H, S, V;H = hsv.H;S = hsv.S;V = hsv.V;//转换公式double C, X, m;C = V * S;X = C * (1 - (abs(((int)H / 60) % 2 - 1)));m = V - C;if (H >= 0 && H < 60){R = C;G = X;B = 0;R = (R + m) * 255;G = (G + m) * 255;B = (B + m) * 255;//返回COLORREF类型的值COLORREF c;c = RGB(R, G, B);return c;}if (H >= 60 && H < 120){R = X;G = C;B = 0;R = (R + m) * 255;G = (G + m) * 255;B = (B + m) * 255;//返回COLORREF类型的值COLORREF c;c = RGB(R, G, B);return c;}if (H >= 120 && H < 180){R = 0;G = C;B = X;R = (R + m) * 255;G = (G + m) * 255;B = (B + m) * 255;//返回COLORREF类型的值COLORREF c;c = RGB(R, G, B);return c;}if (H >= 180 && H < 240){R = 0;G = X;B = C;R = (R + m) * 255;G = (G + m) * 255;B = (B + m) * 255;//返回COLORREF类型的值COLORREF c;c = RGB(R, G, B);return c;}if (H >= 240 && H < 300){R = X;G = 0;B = C;R = (R + m) * 255;G = (G + m) * 255;B = (B + m) * 255;//返回COLORREF类型的值COLORREF c;c = RGB(R, G, B);return c;}if (H >= 300 && H < 360){R = C;G = 0;B = X;R = (R + m) * 255;G = (G + m) * 255;B = (B + m) * 255;//返回COLORREF类型的值COLORREF c;c = RGB(R, G, B);return c;}
}
/*
提取信息：HSV——对象名.成员函数RGB——GetRVaule(对象名)
*/

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