做一个用python脚本生成bmp位图的小工具

2024-09-06 23:38
文章标签 python 工具 生成 脚本 位图 bmp

本文主要是介绍做一个用python脚本生成bmp位图的小工具，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

需求

我有一些用代码生成位图的需求，例如给定一个坐标（x，y），通过一定的逻辑得到对应的颜色值。目的是以这样的方式得到一些用于调试的位图。

实现这个目的有多种方法，不过我最大的期望是—— “易用性” ：我希望当我想生成一个位图时，所做的操作达到最小。这意味着：

  • 首先，这个“工具”不是一个纯C++的工程，否则我每次想生成新位图时，都需要打开我的工程，修改代码后，重新编译。换句话说，生成图片的逻辑需要在动态的脚本里，而不是需要编译的静态语言里。
  • Python脚本看起来是个可行的方案。不过这个“工具”也不应是个纯Python脚本，因为我觉得运行脚本也需要一定的操作量。
  • 我觉得，一个拥有图形界面的exe是最方便的“工具”。我可以在界面上写逻辑，随后点击一个按钮，就可以生成位图了。

另外，我还希望我的“工具”能够较为 “独立” ，这意味它的依赖尽可能少，这样我更方便在其他的环境中使用，或者分享出去。

我的方案

首先，生成图片的逻辑我想用Python脚本。不过生成BMP图片的代码我还是选择用C++，理由是我对python不够熟悉，我担心需要依赖其他的python模块，使得工具不太“独立”。
而图形界面我选择用C# Windows窗体，界面上可以指定位图的长宽信息以及生成图片的逻辑的python语句，当点击【生成】按钮后，会将这些作为参数传递给C++程序。
在这里插入图片描述

步骤1. 在C++中生成BMP图片

BMP文件格式

关于BMP文件的格式，以及如何生成一个BMP图片，网上已有很多资料可以参考，我主要参考了：
C语言集锦（一） C代码生成图片:BMP、PNG和JPEG - 星云的彼岸 - 博客园
c++创建BMP文件并写入数据_kupePoem的专栏-CSDN博客
BMP图像数据格式详解 - 屌丝迷途 - 博客园

总的来说，BMP文件的格式比较简单：

  • 开头是BMP文件头：BITMAPFILEHEADER
  • 紧接着是BMP信息头：BITMAPINFOHEADER
  • 随后是图像数据
C++工程

在这里插入图片描述

#include <iostream>#pragma pack(2)//影响了“对齐”。可以实验前后 sizeof(BITMAPFILEHEADER) 的差别typedef unsigned char  BYTE;
typedef unsigned short WORD;
typedef unsigned long  DWORD;
typedef long    LONG;//BMP文件头：
struct BITMAPFILEHEADER 
{WORD  bfType;		//文件类型标识，必须为ASCII码“BM”DWORD bfSize;		//文件的尺寸，以byte为单位WORD  bfReserved1;	//保留字，必须为0WORD  bfReserved2;	//保留字，必须为0DWORD bfOffBits;	//一个以byte为单位的偏移，从BITMAPFILEHEADER结构体开始到位图数据
};//BMP信息头：
struct BITMAPINFOHEADER 
{DWORD biSize;			//这个结构体的尺寸LONG  biWidth;			//位图的宽度LONG  biHeight;			//位图的长度WORD  biPlanes;			//The number of planes for the target device. This value must be set to 1.WORD  biBitCount;		//一个像素有几位DWORD biCompression;    //0：不压缩，1：RLE8，2：RLE4DWORD biSizeImage;      //4字节对齐的图像数据大小LONG  biXPelsPerMeter;  //用象素/米表示的水平分辨率LONG  biYPelsPerMeter;  //用象素/米表示的垂直分辨率DWORD biClrUsed;        //实际使用的调色板索引数，0：使用所有的调色板索引DWORD biClrImportant;	//重要的调色板索引数，0：所有的调色板索引都重要
};//一个像素的颜色信息
struct RGBColor
{char B;		//蓝char G;		//绿char R;		//红
};//将颜色数据写到一个BMP文件中
//FileName:文件名
//ColorBuffer:颜色数据
//ImageWidth:图像宽度
//ImageHeight:图像长度
void WriteBMP(const char* FileName, RGBColor* ColorBuffer, int ImageWidth, int ImageHeight)
{//颜色数据总尺寸：const int ColorBufferSize = ImageHeight * ImageWidth * sizeof(RGBColor);//文件头BITMAPFILEHEADER fileHeader;fileHeader.bfType = 0x4D42;	//0x42是'B'；0x4D是'M'fileHeader.bfReserved1 = 0;fileHeader.bfReserved2 = 0;fileHeader.bfSize = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER) + ColorBufferSize;fileHeader.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER);//信息头BITMAPINFOHEADER bitmapHeader = { 0 };bitmapHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);bitmapHeader.biHeight = ImageHeight;bitmapHeader.biWidth = ImageWidth;bitmapHeader.biPlanes = 1;bitmapHeader.biBitCount = 24;bitmapHeader.biSizeImage = ColorBufferSize;bitmapHeader.biCompression = 0; //BI_RGBFILE *fp;//文件指针//打开文件（没有则创建）fopen_s(&fp, FileName, "wb");//写入文件头和信息头fwrite(&fileHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, fp);fwrite(&bitmapHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fp);//写入颜色数据fwrite(ColorBuffer, ColorBufferSize, 1, fp);fclose(fp);
}int main()
{int ImageWidth = 256;	//图片宽度int ImageHeight = 256;	//图片长度const char* FileName = "test.bmp";//输出图片名字//颜色数据RGBColor* ColorBuffer = new RGBColor[ImageWidth*ImageWidth];//--------------------图片中颜色数据--------------------//暂时用C++代码写，之后期望被替换为python脚本的逻辑for (int y = 0; y < ImageHeight; y++)for (int x = 0; x < ImageWidth; x++){int index = x + y * ImageWidth;ColorBuffer[index].R = x;ColorBuffer[index].G = y;ColorBuffer[index].B = y;}//------------------------------------------------------//写入BMP文件：WriteBMP(FileName, ColorBuffer, ImageWidth, ImageHeight);//打开文件：system(FileName);return 0;
}

其中，生成图像的逻辑是：（之后期望被替换为python脚本的逻辑）

ColorBuffer[index].R = x;
ColorBuffer[index].G = y;
ColorBuffer[index].B = y;

生成的图片为：
在这里插入图片描述

步骤2. 使用python脚本作为处理图片颜色的逻辑

在上一篇博客《实践在C++中调用Python函数》中，有实践如何在C代码中与python进行交互。这里和之前的类似。

#include "Python.h"

main函数修改如下：

int main()
{int ImageWidth = 256;	//图片宽度int ImageHeight = 256;	//图片长度const char* FileName = "test.bmp";//输出图片名字//颜色数据RGBColor* ColorBuffer = new RGBColor[ImageWidth*ImageWidth];//准备python的环境----------------------------------------Py_SetProgramName(L"PictureGenerator");Py_Initialize();//定义计算颜色值的函数【ProcessPixel】，当前硬编码，之后期望作为参数传入PyRun_SimpleString(	"def ProcessPixel(x,y):\n""    r = x\n""    g = 128\n""    b = y\n""    return r,g,b\n");//main模块：PyObject* mainModule = PyImport_ImportModule("__main__");//找到【ProcessPixel】函数的地址PyObject* pFunc_ProcessPixel = PyObject_GetAttrString(mainModule, "ProcessPixel");//--------------------图片中颜色数据--------------------//将逐个像素调用【ProcessPixel】函数for (int y = 0; y < ImageHeight; y++)for (int x = 0; x < ImageWidth; x++){int index = x + y * ImageWidth;//设置参数的值x,yPyObject* pArgs = PyTuple_New(2);		PyTuple_SetItem(pArgs, 0, PyLong_FromLong(x));PyTuple_SetItem(pArgs, 1, PyLong_FromLong(y));//调用函数PyObject* pReturnValue = PyObject_CallObject(pFunc_ProcessPixel, pArgs);//拆解返回结果		ColorBuffer[index].R = PyLong_AsLong(PyTuple_GetItem(pReturnValue, 0));ColorBuffer[index].G = PyLong_AsLong(PyTuple_GetItem(pReturnValue, 1));ColorBuffer[index].B = PyLong_AsLong(PyTuple_GetItem(pReturnValue, 2));}//------------------------------------------------------//写入BMP文件：WriteBMP(FileName, ColorBuffer, ImageWidth, ImageHeight);//打开文件：system(FileName);return 0;
}

其中，生成图像的逻辑在Python脚本中：

PyRun_SimpleString(	"def ProcessPixel(x,y):\n""    r = x\n""    g = 128\n""    b = y\n""    return r,g,b\n");

生成的图像：
在这里插入图片描述

3. 使用C# Windows窗体提供用户界面

在这里插入图片描述
界面如下：
在这里插入图片描述
点击按钮的脚本如下：
首先是传递相关的参数：

//python函数名字：
const string FunctionName = "ProcessPixel";string Arguments = "";//最终传入的参数
{//图片名字：Arguments += ImageNameText.Text + ' ';//图片宽度：Arguments += ImageWidthText.Text + ' ';//图片高度：Arguments += ImageHeightText.Text + ' ';//函数名字：Arguments += FunctionName + ' ';//定义函数：Arguments += "\"";          //开头双引号Arguments += "def ";Arguments += FunctionName;Arguments += "(x,y):\n";//函数体：for (int l = 0; l < PixelScript.Lines.Length; l++)Arguments += "    " + PixelScript.Lines[l] + "\n";Arguments += "\" ";          //结尾双引号//全局语句：for (int l = 0; l < GlobalScript.Lines.Length; l++){if(GlobalScript.Lines[l].Length>0){Arguments += "\"";          //开头双引号Arguments += GlobalScript.Lines[l] + "\n";Arguments += "\" ";          //结尾双引号}                 }   
}

调用exe：

//新进程
System.Diagnostics.Process process = new System.Diagnostics.Process();
//程序exe路径
process.StartInfo.FileName = "PictureGenerator.exe";   
//参数
process.StartInfo.Arguments = Arguments;
//启动进程
process.Start();

当然，C++程序为了接收对应的参数，也需要做修改：

int main(int argc, char *argv[])
{if (argc < 6)//参数不够，直接返回return 0;char* FileName = argv[1];			//输出图片名字int ImageWidth = atoi(argv[2]);		//图片宽度int ImageHeight = atoi(argv[3]);	//图片长度char* FunctionName = argv[4];		//函数的名字char* FunctionDefCode = argv[5];	//定义函数的代码//颜色数据RGBColor* ColorBuffer = new RGBColor[ImageWidth*ImageWidth];//准备python的环境----------------------------------------Py_SetProgramName(L"PictureGenerator");Py_Initialize();//定义计算颜色值的函数PyRun_SimpleString(FunctionDefCode);//一些全局语句：for (int i = 6; i < argc; i++)PyRun_SimpleString(argv[i]);
...

编译后，可以将C++、C#程序的exe，以及python相关的dll拷贝到同一个目录。这样“工具”就完成了：
在这里插入图片描述
最终效果：
在这里插入图片描述
（GIF压缩看起来让图片有了点“不一样”的效果，实际图片如下）
在这里插入图片描述

一些试用

四分之一圆

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

辐射图案

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

最终完整代码

C++
#include <iostream>#include "Python.h"#pragma pack(2)//影响了“对齐”。可以实验前后 sizeof(BITMAPFILEHEADER) 的差别typedef unsigned char  BYTE;
typedef unsigned short WORD;
typedef unsigned long  DWORD;
typedef long    LONG;//BMP文件头：
struct BITMAPFILEHEADER 
{WORD  bfType;		//文件类型标识，必须为ASCII码“BM”DWORD bfSize;		//文件的尺寸，以byte为单位WORD  bfReserved1;	//保留字，必须为0WORD  bfReserved2;	//保留字，必须为0DWORD bfOffBits;	//一个以byte为单位的偏移，从BITMAPFILEHEADER结构体开始到位图数据
};//BMP信息头：
struct BITMAPINFOHEADER 
{DWORD biSize;			//这个结构体的尺寸LONG  biWidth;			//位图的宽度LONG  biHeight;			//位图的长度WORD  biPlanes;			//The number of planes for the target device. This value must be set to 1.WORD  biBitCount;		//一个像素有几位DWORD biCompression;    //0：不压缩，1：RLE8，2：RLE4DWORD biSizeImage;      //4字节对齐的图像数据大小LONG  biXPelsPerMeter;  //用象素/米表示的水平分辨率LONG  biYPelsPerMeter;  //用象素/米表示的垂直分辨率DWORD biClrUsed;        //实际使用的调色板索引数，0：使用所有的调色板索引DWORD biClrImportant;	//重要的调色板索引数，0：所有的调色板索引都重要
};//一个像素的颜色信息
struct RGBColor
{char B;		//蓝char G;		//绿char R;		//红
};//将颜色数据写到一个BMP文件中
//FileName:文件名
//ColorBuffer:颜色数据
//ImageWidth:图像宽度
//ImageHeight:图像长度
void WriteBMP(const char* FileName, RGBColor* ColorBuffer, int ImageWidth, int ImageHeight)
{//颜色数据总尺寸：const int ColorBufferSize = ImageHeight * ImageWidth * sizeof(RGBColor);//文件头BITMAPFILEHEADER fileHeader;fileHeader.bfType = 0x4D42;	//0x42是'B'；0x4D是'M'fileHeader.bfReserved1 = 0;fileHeader.bfReserved2 = 0;fileHeader.bfSize = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER) + ColorBufferSize;fileHeader.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER);//信息头BITMAPINFOHEADER bitmapHeader = { 0 };bitmapHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);bitmapHeader.biHeight = ImageHeight;bitmapHeader.biWidth = ImageWidth;bitmapHeader.biPlanes = 1;bitmapHeader.biBitCount = 24;bitmapHeader.biSizeImage = ColorBufferSize;bitmapHeader.biCompression = 0; //BI_RGBFILE *fp;//文件指针//打开文件（没有则创建）fopen_s(&fp, FileName, "wb");//写入文件头和信息头fwrite(&fileHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, fp);fwrite(&bitmapHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fp);//写入颜色数据fwrite(ColorBuffer, ColorBufferSize, 1, fp);fclose(fp);
}int main(int argc, char *argv[])
{if (argc < 6)//参数不够，直接返回return 0;char* FileName = argv[1];			//输出图片名字int ImageWidth = atoi(argv[2]);		//图片宽度int ImageHeight = atoi(argv[3]);	//图片长度char* FunctionName = argv[4];		//函数的名字char* FunctionDefCode = argv[5];	//定义函数的代码//颜色数据RGBColor* ColorBuffer = new RGBColor[ImageWidth*ImageWidth];//准备python的环境----------------------------------------Py_SetProgramName(L"PictureGenerator");Py_Initialize();//定义计算颜色值的函数PyRun_SimpleString(FunctionDefCode);//一些全局语句：for (int i = 6; i < argc; i++)PyRun_SimpleString(argv[i]);//main模块：PyObject* mainModule = PyImport_ImportModule("__main__");//找到函数的地址PyObject* pFunc_ProcessPixel = PyObject_GetAttrString(mainModule, FunctionName);//--------------------图片中颜色数据--------------------//将逐个像素调用【ProcessPixel】函数for (int y = 0; y < ImageHeight; y++)for (int x = 0; x < ImageWidth; x++){int index = x + y * ImageWidth;//设置参数的值x,yPyObject* pArgs = PyTuple_New(2);		PyTuple_SetItem(pArgs, 0, PyLong_FromLong(x));PyTuple_SetItem(pArgs, 1, PyLong_FromLong(y));//调用函数PyObject* pReturnValue = PyObject_CallObject(pFunc_ProcessPixel, pArgs);//拆解返回结果		ColorBuffer[index].R = PyLong_AsLong(PyTuple_GetItem(pReturnValue, 0));ColorBuffer[index].G = PyLong_AsLong(PyTuple_GetItem(pReturnValue, 1));ColorBuffer[index].B = PyLong_AsLong(PyTuple_GetItem(pReturnValue, 2));}//------------------------------------------------------//写入BMP文件：WriteBMP(FileName, ColorBuffer, ImageWidth, ImageHeight);//打开文件：system(FileName);return 0;
}
C#
private void GenerateButton_Click(object sender, EventArgs e)
{//python函数名字：const string FunctionName = "ProcessPixel";string Arguments = "";//最终传入的参数{//图片名字：Arguments += ImageNameText.Text + ' ';//图片宽度：Arguments += ImageWidthText.Text + ' ';//图片高度：Arguments += ImageHeightText.Text + ' ';//函数名字：Arguments += FunctionName + ' ';//定义函数：Arguments += "\"";          //开头双引号Arguments += "def ";Arguments += FunctionName;Arguments += "(x,y):\n";//函数体：for (int l = 0; l < PixelScript.Lines.Length; l++)Arguments += "    " + PixelScript.Lines[l] + "\n";Arguments += "\" ";          //结尾双引号//全局语句：for (int l = 0; l < GlobalScript.Lines.Length; l++){if(GlobalScript.Lines[l].Length>0){Arguments += "\"";          //开头双引号Arguments += GlobalScript.Lines[l] + "\n";Arguments += "\" ";          //结尾双引号}                 }   }//新进程System.Diagnostics.Process process = new System.Diagnostics.Process();//程序exe路径process.StartInfo.FileName = "PictureGenerator.exe";   //参数process.StartInfo.Arguments = Arguments;//启动进程process.Start();
}

这篇关于做一个用python脚本生成bmp位图的小工具的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1143446。

相关文章

Python版本信息获取方法详解与实战

Python版本信息获取方法详解与实战

《Python版本信息获取方法详解与实战》在Python开发中,获取Python版本号是调试、兼容性检查和版本控制的重要基础操作,本文详细介绍了如何使用sys和platform模块获取Python的主... 目录1. python版本号获取基础2. 使用sys模块获取版本信息2.1 sys模块概述2.1.1
阅读更多...
一文详解Python如何开发游戏

一文详解Python如何开发游戏

《一文详解Python如何开发游戏》Python是一种非常流行的编程语言,也可以用来开发游戏模组,：本文主要介绍Python如何开发游戏的相关资料,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下... 目录一、python简介二、Python 开发 2D 游戏的优劣势优势缺点三、Python 开发 3D
阅读更多...
Python函数作用域与闭包举例深度解析

Python函数作用域与闭包举例深度解析

《Python函数作用域与闭包举例深度解析》Python函数的作用域规则和闭包是编程中的关键概念,它们决定了变量的访问和生命周期,：本文主要介绍Python函数作用域与闭包的相关资料,文中通过代码... 目录1. 基础作用域访问示例1：访问全局变量示例2：访问外层函数变量2. 闭包基础示例3：简单闭包示例4
阅读更多...
Python实现字典转字符串的五种方法

Python实现字典转字符串的五种方法

《Python实现字典转字符串的五种方法》本文介绍了在Python中如何将字典数据结构转换为字符串格式的多种方法,首先可以通过内置的str()函数进行简单转换;其次利用ison.dumps()函数能够... 目录1、使用json模块的dumps方法：2、使用str方法：3、使用循环和字符串拼接：4、使用字符
阅读更多...
Python版本与package版本兼容性检查方法总结

Python版本与package版本兼容性检查方法总结

《Python版本与package版本兼容性检查方法总结》：本文主要介绍Python版本与package版本兼容性检查方法的相关资料,文中提供四种检查方法,分别是pip查询、conda管理、PyP... 目录引言为什么会出现兼容性问题方法一：用 pip 官方命令查询可用版本方法二：conda 管理包环境方法
阅读更多...
基于Python开发Windows自动更新控制工具

基于Python开发Windows自动更新控制工具

《基于Python开发Windows自动更新控制工具》在当今数字化时代,操作系统更新已成为计算机维护的重要组成部分,本文介绍一款基于Python和PyQt5的Windows自动更新控制工具,有需要的可... 目录设计原理与技术实现系统架构概述数学建模工具界面完整代码实现技术深度分析多层级控制理论服务层控制注
阅读更多...
pycharm跑python项目易出错的问题总结

pycharm跑python项目易出错的问题总结

《pycharm跑python项目易出错的问题总结》：本文主要介绍pycharm跑python项目易出错问题的相关资料,当你在PyCharm中运行Python程序时遇到报错,可以按照以下步骤进行排... 1. 一定不要在pycharm终端里面创建环境安装别人的项目子模块等，有可能出现的问题就是你不报错都安装
阅读更多...
Python打包成exe常用的四种方法小结

Python打包成exe常用的四种方法小结

《Python打包成exe常用的四种方法小结》本文主要介绍了Python打包成exe常用的四种方法,包括PyInstaller、cx_Freeze、Py2exe、Nuitka,文中通过示例代码介绍的非... 目录一.PyInstaller11.安装：2. PyInstaller常用参数下面是pyinstal
阅读更多...
Python爬虫HTTPS使用requests,httpx,aiohttp实战中的证书异步等问题

Python爬虫HTTPS使用requests,httpx,aiohttp实战中的证书异步等问题

《Python爬虫HTTPS使用requests,httpx,aiohttp实战中的证书异步等问题》在爬虫工程里,“HTTPS”是绕不开的话题,HTTPS为传输加密提供保护,同时也给爬虫带来证书校验、... 目录一、核心问题与优先级检查（先问三件事）二、基础示例：requests 与证书处理三、高并发选型：
阅读更多...
Python中isinstance()函数原理解释及详细用法示例

Python中isinstance()函数原理解释及详细用法示例

《Python中isinstance()函数原理解释及详细用法示例》isinstance()是Python内置的一个非常有用的函数,用于检查一个对象是否属于指定的类型或类型元组中的某一个类型,它是Py... 目录python中isinstance()函数原理解释及详细用法指南一、isinstance()函数
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2