Écrire une image

L'objectif ultime de ce projet est d'écrire une série de pixels (Couleurs) dans un fichier, par exemple un fichier PNG.

Nous pouvons modéliser un fichier comme une grille 2D de pixels ou de couleurs. En réalité, cette grille n'est qu'un long tableau de pixels largeur * hauteur.

Voici donc une façon de modéliser notre fichier image (dans src/rayimage/Image.hpp) :

#pragma once

#include <iostream>
#include "../raymath/Color.hpp"

class Image
{
private:
  unsigned int width = 0;
  unsigned int height = 0;
  std::vector<Color> buffer;
public:
  Image(unsigned int w, unsigned int h);
  Image(unsigned int w, unsigned int h, Color c);
  ~ Image();

  void SetPixel(unsigned int x, unsigned int y, Color color);
  Color GetPixel(unsigned int x, unsigned int y);

  void WriteFile(const char* filename);
};

Et voici l'implémentation (src/rayimage/Image.cpp) :

#include <iostream>
#include "Image.hpp"
#include "../lodepng/lodepng.h"


Image:: Image(unsigned int w, unsigned int h) : width(w), height(h)
{  
  buffer.resize(width * height);
  for (int i = 0; i < buffer.size(); ++i) {
    buffer[i] = Color();
  }
}

Image:: Image(unsigned int w, unsigned int h, Color c) : width(w), height(h)
{  
  buffer.resize(width * height);
  for (int i = 0; i < buffer.size(); ++i) {
    buffer[i] = c;
  }
}

Image::~ Image()
{
}

void Image::SetPixel(unsigned int x, unsigned int y, Color color) {
  unsigned int index = (y * width) + x;

  if (index >= buffer.size()) { throw std::invalid_argument("Image: Invalid index"); }
  buffer[index] = color;
}

Color Image::GetPixel(unsigned int x, unsigned int y) {
  unsigned int index = (y * width) + x;

  if (index >= buffer.size()) { throw std::invalid_argument("Image: Invalid index"); }
  return buffer[index];
}


void Image::WriteFile(const char * filename) {
  std::vector<unsigned char> image;
  image.resize(width * height * 4);
  for(unsigned index = 0; index < buffer.size(); index++) {
    Color pixel = buffer[index];
    int offset = index * 4;

    image[offset] = (unsigned int)floor(pixel.R() * 255); 
    image[offset + 1] = (unsigned int)floor(pixel.G() * 255); 
    image[offset + 2] = (unsigned int)floor(pixel.B() * 255); 
    image[offset + 3] = 255;      // Alpha
  }

  //Encode the image
  unsigned error = lodepng::encode(filename, image, width, height);

  //if there's an error, display it
  if(error) std::cout << "encoder error " << error << ": "<< lodepng_error_text(error) << std::endl;
}

Comment fonctionne ce code ?

1. Nous utilisons un constructeur qui réserve une liste d'objets Color. Le nombre d'éléments dans la liste correspond au nombre total de pixels dans l'image.

2. Nous pouvons définir des pixels spécifiques à partir des coordonnées x et y.

3. Nous pouvons sauvegarder cette grille dans une image. J'utilise l'outil lodepng que j'ai téléchargé et placé dans le répertoire src/lodepng.

Rappelez-vous qu'un fichier image n'est qu'une liste de pixels, et que chaque pixel n'est qu'une liste de 3 nombres (un octet chacun). Donc notre fonction write va juste boucler sur chaque Color, et pour chaque composante de la couleur, convertir la valeur float en une valeur byte et l'insérer dans le tableau de l'image finale. Un fichier PNG a une quatrième composante, alpha, que nous n'utilisons pas dans cet exemple, donc nous la fixons simplement à sa valeur maximale.

Je vous laisse le soin de configurer les fichiers CMakeLists.txt ! C'est le même processus que nous avons utilisé pour la classe Color.

Maintenant que nous avons notre outil d'image, testons-le en étendant notre main.cpp :

#include <iostream>
#include "Color.hpp"
#include "Image.hpp"

using namespace std;


int main()
{    
    Color red(1, 0, 0);
    Color green(0, 1, 0);
    Color black;

    cout << "Red : " << red << std::endl;
    cout << "Green : " << green << std::endl;
    cout << "Black : " << black << std::endl;

    Color yellow = red + green;

    cout << "Yellow : " << yellow << std::endl;

    // Create an image in memory, and fill it with yellow
    Image image(512, 512, yellow);

    // Make a red square on the top left of the image
    for (int y = 0; y < 100; y++) {
      for (int x = 0; x < 100; x++) {
        image.SetPixel(x, y, Color(1, 0, 0));
      }
    }

    image.WriteFile("test.png");
}