User Tools
dydaktyka:cprog:2015:photoshop
Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
| Both sides previous revision Previous revision Next revision | Previous revision | ||
|
dydaktyka:cprog:2015:photoshop [2015/11/24 17:01] pkleczek [Rozmycie obrazu] |
— (current) | ||
|---|---|---|---|
| Line 1: | Line 1: | ||
| - | ====== Projekt - Fotoszop ====== | ||
| - | [size=10]Nazwałem ten projekt "Fotoszop" oczywiście ze względu na prawną ochronę nazwy handlowej programu Photoshop firmy Adobe...[/size] | ||
| - | |||
| - | ===== Tytułem wstępu... ===== | ||
| - | |||
| - | Pierwsze komputery powstały nie jako teoretyczne zabawki, tylko jako odpowiedź na bardzo konkretne problemy: | ||
| - | * Jak sprawnie wykonywać rachunki? | ||
| - | * Pod jakim kątem wystrzelić torpedę, aby trafić poruszający się okręt? | ||
| - | * Jak złamać szyfr wroga? | ||
| - | |||
| - | Wychodząc z podobnego założenia chciałbym, umożliwić Ci w ramach przedmiotu "Programowanie komputerów" poćwiczyć pisanie programów służących czemuś bardziej praktycznemu niż wypisywanie ''"Hello world!"'' na ekran. | ||
| - | |||
| - | ===== Idea projektu ===== | ||
| - | |||
| - | Program powstały w ramach projektu //Fotoszop//, jak nazwa sugeruje, będzie służył do pracy z obrazami. W ramach kolejnych ćwiczeń laboratoryjnych zaimplementujesz((zobacz znaczenie w [[http://sjp.pwn.pl/poradnia/haslo/implementowac;9044.html|SJP PWN]])) fragmenty kodu służące do wczytywania/zapisu danych obrazu oraz do operowania na pikselach. Umożliwi Ci to wykonywanie takch operacji jak: rozmycie (zmniejszenie ostrości) obrazu, znajdowanie krawędzi na obrazie, tworzenie fraktali -- i co Ci jeszcze przyjdzie do głowy :-) | ||
| - | |||
| - | Podczas realizacji projektu zapoznasz się z różnymi problemami, które występują podczas pisania programu z prawdziwego zdarzenia. \\ | ||
| - | Będziesz pracować z rodzajem "dokumentacji", zawierającej wskazówki i wytyczne odnośnie wymaganej funkcjonalności. | ||
| - | |||
| - | Projekt będzie tworzony zgodnie z regułą [[https://pl.wikipedia.org/wiki/KISS_%28regu%C5%82a%29|KISS]], stąd: | ||
| - | * program będzie obsługiwał tylko obrazy w odcieniach szarości w 8-bitowej [[https://pl.wikipedia.org/wiki/G%C5%82%C4%99bia_koloru|głębi koloru]], zapisane w formacie [[https://pl.wikipedia.org/wiki/Windows_Bitmap|BMP]] | ||
| - | * pewna część funkcjonalności programu -- wymagająca wiedzy wykraczającej poza ramy przedmiotu -- zostanie dostarczona (przez prowadzącego) | ||
| - | |||
| - | Ograniczenie "obrazy w odcieniach szarości w 8-bitowej głębi koloru" pozwala na znaczne uproszczenie zadań -- dzięki temu obraz może być reprezentowany jako dwuwymiarowa tablica wartości z zakresu $[0,255]$. Wartości przykładowych kolorów ze skali szarości: \\ | ||
| - | {{:dydaktyka:cprog:2015:grayscale.png?nolink|}} | ||
| - | ===== Architektura programu ===== | ||
| - | |||
| - | Program korzysta z osobnej biblioteki służącej do odczytu i zapisu danych z pliku bitmapy((Autorem oryginalnego kodu biblioteki jest Michael Sweet. Kod ten można znaleźć na stronie [[http://paulbourke.net/dataformats/bmp/]])). W zależności od laboratorium biblioteka ta zawiera również pewne dodatkowe funkcje (np. służące do tworzenia nowego obrazu wewnątrz programu). | ||
| - | |||
| - | Aby móc używać tejże biblioteki, na początku kodu programu znajduje się linia: | ||
| - | <code c> | ||
| - | #include "bitmap.h" | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | Pliki bitmap, na których operuje program, powinny znajdować się w katalogu ''imgs''. \\ | ||
| - | Aby załadować inny obraz niż domyślny (''lena.bmp'') zmień odpowiednio pierwszy argument funkcji ''load_bitmap()''. \\ | ||
| - | Podobnie aby zapisać przetworzony obraz do innego pliku niż domyślny (''lena-out.bmp'') zmień odpowiednio pierwszy argument funkcji ''save_bitmap()''. | ||
| - | |||
| - | ==== Typ "byte" ==== | ||
| - | |||
| - | Ponieważ zgodnie z ograniczeniami wartość piksela zawiera się w przedziale $[0,255]$, do jego reprezentacji wystarczy jeden bajt -- można użyć więc typu ''unsigned char''. | ||
| - | |||
| - | Aby jednak intencja programisty była jasna -- że chodzi o piksel -- został zdefiniowany typ ''byte'' jako alias dla ''unsigned char''. Oznacza to, że zamiast pisać w każdym miejscu ''unsigned char'', można po prostu napisać ''byte'', natomiast dla kompilatora oznacza to dokładnie to samo (1-bajtowa liczba całkowita bez znaku). | ||
| - | |||
| - | Alias utworzono z użyciem instrukcji | ||
| - | <code c> | ||
| - | typedef unsigned char byte; | ||
| - | </code> | ||
| - | |||
| - | ===== Ćwiczenia ===== | ||
| - | |||
| - | - [[dydaktyka:cprog:2015:photoshop:exercises:filtering|Filtracja -- Rozmycie obrazu]] | ||
| - | |||
| - | ==== Umieszczanie bajtów obrazu w tablicy ==== | ||
| - | |||
| - | === Teoria === | ||
| - | |||
| - | Format graficzny BMP stosuje upakowanie pikseli obrazu wierszami, w "paczkach" o rozmiarze będącym wielokrotnością 4 bajtów. Stąd w naszym przypadku, jeśli szerokość obrazu nie jest wielokrotnością 4, dodana zostanie odpowiednia ilość bajtów wyrównania. Paczki te występują jedna po drugiej, w ciągu. | ||
| - | |||
| - | Rozmiar pojedynczej paczki wynosi | ||
| - | $$\mbox{RowSize} = \left\lfloor\frac { \mbox{BitsPerPixel} \cdot \mbox{ImageWidth} + 31 }{32} \right\rfloor \cdot 4$$ | ||
| - | przy czym w naszym przypadku $\mbox{BitsPerPixel} = 8$ (takie jest jedno z założeń projektowych). \\ | ||
| - | Zapis $\left\lfloor x \right\rfloor$ oznacza //podłogę// liczby $x$, czyli największą liczbę całkowitą nie większa od $x$. | ||
| - | |||
| - | Jak wspomniano przy okazji [[dydaktyka:cprog:2015:arrays#deklarowanie1|deklarowania tablic wielowymiarowych]], komputer przechowuje w pamięci tablicę dwuwymiarową (perspektywa tablicowa) w sposób liniowy -- jako kilka następujących po sobie tablic jednowymiarowych (perspektywa wskaźnikowa). | ||
| - | |||
| - | Oto przykład takiego wyrównania dla obrazu o wymiarach $h \times w = 3 \times 2$: \\ | ||
| - | {{:dydaktyka:cprog:2015:byte_packing.png?nolink|}} \\ | ||
| - | przy czym | ||
| - | $$\mbox{RowSize} = \left\lfloor\frac { \mbox{BitsPerPixel} \cdot \mbox{ImageWidth} + 31 }{32} \right\rfloor \cdot 4 = \left\lfloor\frac { 8 \cdot 2 + 31 }{32} \right\rfloor \cdot 4 = \left\lfloor 1,46875 \right\rfloor \cdot 4 = 1 \cdot 4 = 4$$ | ||
| - | |||
| - | === Zadanie PTR2MAT === | ||
| - | |||
| - | * Uzupełnij kod funkcji ''load_bitmap()'' tak, aby poprawnie przepisał wartości pikseli przechowywanych w miejscu wskazywanym przez ''bitmapBytes'' (zawierającej wyrównane dane) do tablicy ''image''. | ||
| - | |||
| - | * Uzupełnij kod funkcji ''save_bitmap()'' dokonując operacji odwrotnej -- przepisz wartości pikseli przechowywanych w tablicy ''image'' do miejsca wskazywanego przez ''bitmapBytes''. \\ Pamiętaj o nadaniu bajtom wyrównania wartości ''0''! | ||
| - | |||
| - | ==== Dynamiczna alokacja tablicy-obrazu ==== | ||
| - | |||
| - | W chwili pisania programu nie możemy przewidzieć, jakie rozmiary będzie miał wczytywany obraz. Oznacza to, że musimy skorzystać z [[dydaktyka:cprog:2015:dynamic_memory_allocation#alokacja_pamieci_dla_tablicy_dwuwymiarowej|dynamicznej alokacji pamięci]] w celu utworzenia tablicy o odpowiednim rozmiarze, w której następnie będziemy trzymać wartości pikseli wczytanego obrazu. | ||
| - | |||
| - | === Zadanie IMALLOC === | ||
| - | |||
| - | * Uzupełnij funkcję ''create_matrix()'' zgodnie z jej opisem w kodzie programu. | ||
| - | * Uzupełnij funkcję ''destroy_matrix()'' zgodnie z jej opisem w kodzie programu. | ||
dydaktyka/cprog/2015/photoshop.1448380889.txt.gz · Last modified: 2020/03/25 11:46 (external edit)
Page Tools
