bmpProc.cpp

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <time.h>
#include <stdio.h>

#define FILE_HEADER_SIZE 14
#define INFO_HEADER_SIZE 40
#define NOTE_PAD_WIDTH 315;

using namespace std;

//ファイルヘッダ構造体
typedef struct FileHeader{
	unsigned char data[FILE_HEADER_SIZE];
	string fileType;
	int fileSize;
} FileHeader;

//情報ヘッダ構造体
typedef struct InfoHeader{
	unsigned char data[INFO_HEADER_SIZE];
	int infoHeaderSize;
	int width;
	int height;
	int clrPerPixel;
	int dataSize;
} InfoHeader;

//ピクセルの色情報構造体
typedef struct Color{
	int r;
	int g;
	int b;
}Color;

int bit2Integer(unsigned char b1, unsigned char b2, unsigned char b3, unsigned char b4);

//ビットマップ処理クラス
class BitMapProcessor{
	FILE *bmp;           //ビットマップのファイルポインタ
	unsigned char *img;  //
	unsigned char *org;  
	FileHeader fHeader;
	InfoHeader iHeader;
	
public:
	BitMapProcessor(){
		bmp = NULL;
		img = NULL;
		org = NULL;
		cout << "コンストラクタが呼ばれました" << endl;
	};
	
	‾BitMapProcessor(){
		fclose(bmp);
		delete []img;
		delete []org;
		cout << "デストラクタが呼ばれました" << endl;
	};
	
	void loadData(string filename);
	void dispBmpInfo();
	void writeData(string filename);
	Color getColor(int row, int col);
	void setColor(int row, int col, int r, int g, int b);
	void restore();
	int height() { return iHeader.height; };
	int width() { return iHeader.width; };
	
private:
	void readFileHeader();
	void readInfoHeader();
	void readBmpData();
};


int bit2Integer(unsigned char b1, unsigned char b2, unsigned char b3, unsigned char b4){
	return b1 +
	b2 * 256 +
	b3 * 256 * 256 +
	b4 * 256 * 256 * 256;
}

//
void BitMapProcessor :: loadData(string filename){
	if (bmp != NULL)
		fclose(bmp);
	
	bmp = fopen(filename.c_str(), "rb");
	if (bmp == NULL)
	{
		printf("ファイルオープンに失敗しました¥n");
		exit(0);
	}
	readFileHeader();
	readInfoHeader();
	readBmpData();
}

//ファイルヘッダを読む
void BitMapProcessor :: readFileHeader(){
	unsigned char data[FILE_HEADER_SIZE];
/*	size_t size = */ fread(data, sizeof(unsigned char), FILE_HEADER_SIZE, bmp);
	
	memcpy(fHeader.data, data, sizeof(data));
	fHeader.fileType = "";
	fHeader.fileType += data[0];
	fHeader.fileType += data[1];
	fHeader.fileSize = bit2Integer(data[2], data[3], data[4], data[5]);
}

//情報ヘッダを読む
void BitMapProcessor :: readInfoHeader(){
	unsigned char data[INFO_HEADER_SIZE];
/*	size_t size = */ fread(data, sizeof(unsigned char), INFO_HEADER_SIZE, bmp);
	
	memcpy(iHeader.data, data, sizeof(data));
	iHeader.infoHeaderSize = bit2Integer(data[0], data[1], data[2], data[3]);
	iHeader.width          = bit2Integer(data[4], data[5], data[6], data[7]);
	iHeader.height         = bit2Integer(data[8], data[9], data[10], data[11]);
	iHeader.clrPerPixel    = bit2Integer(data[14], data[15], 0, 0);
	iHeader.dataSize       = bit2Integer(data[20], data[21], data[22], data[23]);
}

//画像データを読む
void BitMapProcessor :: readBmpData(){
	if (img != NULL)
		delete []img;
	
	unsigned int sz = iHeader.dataSize;
	img = new unsigned char [sz];
	size_t size = fread(img, sizeof(unsigned char), sz, bmp);
	if (size != sz)
	{
		printf("画像データ読み込みのサイズが矛盾しています(´・ω・｀) ");
		exit(0);
	}
	
	//バックアップ用にorgに画像データをコピー
	if (org != NULL)
		delete []org;
	org = new unsigned char [sz];
	memcpy(org, img, sz);
}

//ビットマップ情報の表示（デバッグ用）
void BitMapProcessor :: dispBmpInfo(){
	cout << "■ファイルヘッダ情報" << endl;
	cout << "ファイルタイプ : " << fHeader.fileType << endl;
	cout << "ファイルサイズ : " << fHeader.fileSize << endl;
	
	cout << "■情報ヘッダ情報" << endl;
	cout << "情報ヘッダサイズ : " << iHeader.infoHeaderSize << endl;
	cout << "画像幅 : " << iHeader.width << endl;
	cout << "画像高 : " << iHeader.height << endl;
	cout << "1ピクセルあたりの色数 : " << iHeader.clrPerPixel << endl;
	cout << "画像データのサイズ : " << iHeader.dataSize << endl;
}

//ビットマップデータのファイル書き出し
void BitMapProcessor :: writeData(string filename){
	FILE *out = fopen(filename.c_str(), "wb");
	if (out == NULL)
	{
		printf("書き出し先のファイルを開けません");
		exit(0);
	}
	
	fwrite(fHeader.data, sizeof(unsigned char), FILE_HEADER_SIZE, out);
	fwrite(iHeader.data, sizeof(unsigned char), INFO_HEADER_SIZE, out);
	fwrite(img, sizeof(unsigned char), iHeader.dataSize, out);
	
	fclose(out);
}

//指定されたピクセルの色を取得
Color BitMapProcessor :: getColor(int row, int col){
	if (row < 0 || row >= iHeader.height)
	{
		printf("getColor : rowが範囲外です¥n");
		exit(0);
	}
	if (col < 0 || col >= iHeader.width)
	{
		printf("getColor : colが範囲外です¥n");
		exit(0);
	}
	
	int width = 3 * iHeader.width;
	while (width % 4)
		++width;                        //ビットマップの1列は4の倍数ビットからなる
	
	int bPos = row * width + 3 * col;
	int gPos = bPos + 1;
	int rPos = bPos + 2;
	
	Color color;
	color.r = img[rPos];
	color.g = img[gPos];
	color.b = img[bPos];
	
	return color;
}

//指定されたピクセルに色を設定
void BitMapProcessor :: setColor(int row, int col, int r, int g, int b){
	if (row < 0 || row >= iHeader.height)
	{
	printf("getColor() : rowが範囲外です");
	exit(0);
	}
	if (col < 0 || col >= iHeader.width)
	{
	printf("getColor() : colが範囲外です");
	exit(0);
	}
	
	int width = 3 * iHeader.width;
	while(width % 4)
		++width;
	
	int bPos = row * width + 3 * col;
	int gPos = bPos + 1;
	int rPos = bPos + 2;
	
	img[rPos] = r;
	img[gPos] = g;
	img[bPos] = b;
}

//ビットマップデータを加工前に復元する
void BitMapProcessor :: restore(){
	memcpy(img, org, iHeader.dataSize);
}


//モノクロ化
void twoTone(BitMapProcessor *bmp){
	for (int i = 0; i < bmp->height(); i++)
		for (int j = 0; j < bmp->width(); j++)
		{
			int ave = 0;
			ave += bmp->getColor(i, j).r;
			ave += bmp->getColor(i, j).g;
			ave += bmp->getColor(i, j).b;
			ave /= 3;
			
			bmp->setColor(i, j, ave, ave, ave);
		}
}

//色の反転
void invert(BitMapProcessor *bmp){
	for (int i = 0; i < bmp->height(); i++)
		for (int j = 0; j < bmp->width(); j++)
		{
			int ave = 0;
			int r = bmp->getColor(i, j).r;
			int g = bmp->getColor(i, j).g;
			int b = bmp->getColor(i, j).b;
			
			bmp->setColor(i, j, 255 - r, 255 - g, 255 - b);
		}
}

//オリジナル
void randame(BitMapProcessor *bmp){
	time_t mytime;
	srand(time(&mytime));
	
	for (int i = 0; i < bmp->height(); i++)
	for (int j = 0; j < bmp->width(); j++)
	{
		bmp->setColor(i, j, rand() % 256, rand() % 256, rand() % 256);
	}
}

//色を解析して文字にする
void ascii(BitMapProcessor *bmp){
	
	FILE *fp;
	char c[NOTE_PAD_WIDTH + 1];
	
	if((fp = fopen("ascii2.txt", "w")) == NULL){
		cout << "file open error" << endl;
		exit(1);
	}
	
	for (int i = bmp->height() - 1; i > 0 ; i--){
		for (int j = bmp->width() - 1; j > 0; j--){
			
			int max = 0;
			int r = bmp->getColor(i, j).r;
			int g = bmp->getColor(i, j).g;
			int b = bmp->getColor(i, j).b;
			
			if(r >= b && r >= g)
				max = r;
			else if(g >= r && g >= b)
				max = g;
			else if(b >= r && b >= g)
				max = b;
			
			if(max >= 230)
				c[j] = 'o';
			else if(max >= 150)
				c[j] = 'n';
			else
				c[j] = 'm';
		}
		fputs(c, fp);
		fputs("¥n", fp);
	}
	
	fclose(fp);
}

//まどマギ用
void asciiMadoka(BitMapProcessor *bmp){
	
	FILE *fp;
	char c[NOTE_PAD_WIDTH + 1];
	
	if((fp = fopen("ascii5.txt", "w")) == NULL){
		cout << "file open error" << endl;
		exit(1);
	}
	
	for (int i = bmp->height() - 1; i > 0 ; i--){
		for (int j = bmp->width() - 1; j > 0; j--){
			
			int max = 0;
			int r = bmp->getColor(i, j).r;
			int g = bmp->getColor(i, j).g;
			int b = bmp->getColor(i, j).b;
			
			if(r >= b && r >= g)
				max = r;
			else if(g >= r && g >= b)
				max = g;
			else if(b >= r && b >= g)
				max = b;
			
			
			//m g a d o i
			if(max >= 220)
				c[j] = 'i';
			else if(max >= 190)
				c[j] = 'o';
			else if(max >= 150)
				c[j] = 'd';
			else if(max >= 130)
				c[j] = 'a';
			else if(max >= 100)
				c[j] = 'g';
			else
				c[j] = 'm';
		}
		fputs(c, fp);
		fputs("¥n", fp);
	}
	
	fclose(fp);
}

//色を解析して文字にする(html用)
void asciiHtml(BitMapProcessor *bmp){
	
	FILE *fp;
	char c[315 + 1];
	
	if((fp = fopen("ascii.txt", "w")) == NULL){
		cout << "file open error" << endl;
		exit(1);
	}
	
	for (int i = bmp->height(); i > 0 ; i--){
		for (int j = bmp->width(); j > 0; j--){
			
			int max = 0;
			int r = bmp->getColor(i, j).r;
			int g = bmp->getColor(i, j).g;
			int b = bmp->getColor(i, j).b;
			
			if(r >= b && r >= g)
				max = r;
			else if(g >= r && g >= b)
				max = g;
			else if(b >= r && b >= g)
				max = b;
			
			if(max >= 212)
				c[j] = 'i';
			else if(max >= 128)
				c[j] = 'n';
			else if(max >= 64)
				c[j] = 'm';
			else
				c[j] = '@';
		}
		fputs(c, fp);
		fputs("<br>", fp);
		fputs("¥n", fp);
	}
	
	fclose(fp);
}

//色を解析して文字にする
void asciiHoge(BitMapProcessor *bmp){
	
	FILE *fp;
	char c[469];
	
	if((fp = fopen("ascii4.txt", "w")) == NULL){
		cout << "file open error" << endl;
		exit(1);
	}
	
	for (int i = bmp->height() - 1; i > 0 ; i--){
		for (int j = bmp->width() - 1; j > 0; j--){
			
			int max = 0;
			int r = bmp->getColor(i, j).r;
			int g = bmp->getColor(i, j).g;
			int b = bmp->getColor(i, j).b;
			
			if(r >= b && r >= g)
				max = r;
			else if(g >= r && g >= b)
				max = g;
			else if(b >= r && b >= g)
				max = b;
			
			if(max >= 230)
				c[j] = 'l';
			else if(max >= 100)
				c[j] = 'n';
			else
				c[j] = 'm';
		}
		fputs(c, fp);
		fputs("¥n", fp);
	}
	
	fclose(fp);
}

int main(){
	
	BitMapProcessor bmp;
	
	bmp.loadData("test.bmp");
	
	bmp.dispBmpInfo();
	
//	asciiHoge(&bmp);
//	ascii(&bmp);
//	asciiMadoka(&bmp);
//	twoTone(&bmp);
//	bmp.writeData("twoTone.bmp");
//	bmp.restore();
	
//	invert(&bmp);
//	bmp.writeData("invert.bmp");
//	bmp.restore();
	
//	randame(&bmp);
//	bmp.writeData("twoToneMado.bmp");
//	bmp.restore();
	
	return 0;
}