图象格式编程指南.docx-道客多多

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1、图象格式编程指南董士海郑全战徐曦佘晓萍编著清华大学出版社( 京 ) 新登字 158 号内容简介本书讲述了 PC 机环境下最常见的图象格式 , 如 GIF、 T IF F、 BMP、 PCX、 IMG 等 , 以及处理图象时需要涉及的 CGA、 EGA、 VGA、超级 VGA 显示卡的显示驱动 , PostScript 打印机 , 抖动技术和图象格式间的相互转换。本书在介绍图象格式时提供了大量的程序实

3、图象格式编程指南董士海郑全战徐曦佘晓萍编著清华大学出版社出版北京清华园国防工业出版社印刷厂印刷新华书店总店科技发行所发行开本 : 78 7 1 0 92 1/ 1 6 印张 : 1 8 .5 字数 : 4 3 8 千字1 9 94 年 4 月第 1 版 1 9 95 年 3 月第 3 次印刷印数 : 1000115000ISBN 7-302-01436-1/ TP561定价 : 15 .80 元前言计算机图象在计算机领域正占据越来

4、越重要的地位。高分辨率显示器、扫描仪、高档激光打印机为高质量图象的显示、输入和输出提供了硬件环境 , CorelDRAW 、 Micrografx Designer、 Microsoft PowerPoint、 Photostyler 等图形图象处理软件为图象的处理提供了很好的软件环境。正在兴起的多媒体技术 , 其中一个重要的内容就是对图象的支持。图象资源正变得越来越丰富。这

5、些资源能否为我所用 ? 当我们涉及这个问题时 , 就应该去了解各种各样的图象格式。本书讲述了 PC 机环境下最常见的几种图象格式 , 如 GIF、 T I FF、 BMP、 PCX、 IMG等 , 以及处理图象时需要涉及的 CGA、 EGA、 VGA、超级 VGA 显示卡的显示驱动 ,PostScrip t 打印机的图象输出 , 抖动技术和图象格式间的相互转换。本书具体章节安排如下 :第 1 章

6、总体上介绍了图象格式的解压缩、可能的文件头以及处理图象时需要注意的问题。第 2 至 7 章依次介绍 MacPain t、 IM G、 PCX、 BMP、 GIF、 T I FF 图象格式的解压缩以及生成过程 , 每章都有具体而丰富的程序实例。第 8 章与第 9 章分别介绍 CGA、 EGA、 VGA、超级 VGA 显示卡的单色与彩色显示驱动。第 10 章讲述 Pos tScript 打印机输出图象时的程

7、序驱动。第 11 章讲述图象处理中的重要技术抖动技术。第 12 章介绍图象格式间的相互转换。本书在介绍图象格式时提供了大量的程序实例 , 并全部上机调试通过 , 相信会对读者有所帮助。本书全部源程序可通过清华大学出版社软件部 ( 邮编 : 100084 ) 购取。本书由郑全战、徐曦、佘晓萍共同编写 , 由董士海、郑全战最后定稿。在录入时得到

8、了倪仲君的大力支持 , 在此致谢。由于编写者水平有限 , 书中错误在所难免 , 欢迎广大读者给予批评、指正。编者于北京大学计算机系 1993 年 6 月目录第 1 章有关图象的介绍 11 .1 图象文件结构 11 .2 更可行的方案 31 .3 有关 C 语言编程 41 .4 内存模式及其它注意事项 41 .5 包含文件 5第 2 章 MacPaint 图象文件 92 .1 文件头 92 .2 解压缩图象

9、数据 122 .3 解压缩整个图象 142 .4 充分利用 VGA 显示卡 182 .5 创建 MacPaint 图象文件 212 .6 文件头的秘密 25第 3 章 IMG 图象文件 283 .1 解压缩 IMG 文件 283 .2 解压缩整幅图象 313 .3 浏览大幅图象 413 .4 创建 IMG 图象文件 45第 4 章 PCX 图象文件 484 .1 PCX 图象文件格式 484 .2 解压缩 P CX 图象数据 504 .3 16 色 PCX 图象 544 .4 256

10、色 PCX 图象格式 584 .5 256 色调色板 58第 5 章 BMP 图象文件 625 .1 BMP 图象文件格式 625 .2 单色 BMP 显示 675 .3 16 色及 256 色 BM P 显示 70第 6 章 GIF 图象文件 77 6 .1 G IF 概述 776 .2 G IF 文件结构 786 .3 LZW 压缩算法剖析 826 .4 解开和生成 GI F 文件编程实例 86第 7 章 TIFF 图象文件 1017 .1 T I FF 概述 1017 .2 T I FF 文件结

11、构 1027 .3 域和标志 1057 .4 T I FF 显示 1127 .5 生成 T IFF 文件 126第 8 章高速单色显示驱动程序 1278 .1 单色显示卡 1278 .2 显示行的内存映射 1288 .3 查找表 1298 .4 线性显示内存 1298 .5 单色超级 VGA 驱动程序 1308 .6 驱动程序 1308 .7 C 语言调用程序 1378 .8 Hercules 显示卡特性 1438 .9 模式切换 1488 .10 用汇编语言改变模式

12、1528 .11 检测显示卡 1558 .12 自动模式选择 159第 9 章高速彩色显示驱动程序 1619 .1 EGA 显示 1619 .2 EGA 驱动程序 1629 .3 扫描行数据的位操作 1719 .4 256 色 VGA 显示 1729 .5 16 色 VGA 显示 1779 .6 超级 VGA 驱动程序 1989 .7 Paradise 超级 VGA 驱动程序 198第 10 章 PostScript 文件 20710 .1 三种基本的打印机类型 20710 .2 点阵打

13、印机 20810 .3 LaserJet 21210 .4 PostScript 21410 .5 用黑白表示彩色 21510 .6 EPS 预显示 21710 .7 Laser Jet 的中间色调 21810 .8 网屏和中间色调 21810 .9 图形目录 21910 .10 结束语 237 第 11 章抖动处理 23811 .1 抖动处理的基本概念 23911 .2 抖动处理的方法 23911 .3 抖动处理的算法 24111 .4 放大过的图象抖动处理 24311 .5 扩

14、展存储器的接口 24511 .6 扩充存储器的接口 25011 .7 虚拟存储器的使用 25511 .8 进一步学习建议 255第 12 章图象文件格式转换 25612 .1 单色文件格式转换 25612 .2 彩色文件格式转换 26712 .3 其它转换 286附录 Microsoft C 与 Turbo C 比较 287参考文献 289 第 1 章有关图象的介绍图象是一个古老的话题。在原始社会 , 我们的祖先就想到了

15、应该为后代留下点什么 , 亦或是为了 “流芳后世 ”, 他们开始用 “象形文字 ”记事 , 用一些能够描绘具体事物的符号来记录事情。随着人类社会的发展 , 信息量越来越大 , 人们再也无法用繁杂的 “象形文字 ”来记录事情了 , 于是出现了现代文字。现代文字简则简矣 , 却失去了一目了然的优点。计算机的发展 , 使人类 “ 返朴归真 ”的愿望成为现实。超

16、文本 ( H yper text ) 系统、多媒体 ( M ult imedia) 系统 , 图、文、声并茂 , 使人如临其境。图象在其中扮演着重要的角色。“一幅图胜似千言万语 ”。当我们说祖国山河如何美丽的时候 , 我们并没有确切的感受 , 而当我们看了一些照片 , 或者一组风景画的时候 , 我们才会真正领略到它们的无限风光。有必要提一下 , 图象并不是图形。计算机

17、图形通常指计算机所绘制 ( dr aw ) 的东西 , 像圆、矩形、图表等。本书所要论述的图象则是指由扫描仪、摄像机等输入设备输入并存储到计算机中的数字信息 , 它能够在计算机屏幕上再次显现出来。本书主要讲述的位图 ( bitmap ) , 是由数字阵列信息组成的。每一种图象软件几乎都用各自的方法处理图象 , 这也是图象处理中的最大问题 , 像

18、 M acPaint 、 PC Paint br ush , 就用不同的格式存储图象。如果你想利用现有的图象文件 , 或者在不同的软件中使用图象 , 就要注意图象格式的不同。可能需要进行必要的格式转换。如果你想欣赏一幅图象文件 , 你还需要有关显示卡的性能指标 , 如模式、分辨率等。如果想把图象打印出来 , 同样也需要知道打印机的各种参数。现在已有许多

19、不同的图象格式 , 并且继续有新的格式出现。但是 , 有几种图象格式是众所周知的 , 像 T IF F、 PCX、 BMP 等 , 新出现的图象软件都会支持它们 , 否则这样的软件也不会具有强大的生命力。本书着重介绍以下几种比较流行的图象格式 : M acPaint 、 PC P aintbur s h、 PCX、 M icr osoft Bitmap( BM P) 、 CompuSer ve GIF 以及 T IF F。本书

20、还介绍了一些有关显示卡和打印机进行图象处理的内容 , 并介绍了一种图象处理技术抖动 ( dither ing) , 最后介绍图象格式间的相互转换。1. 1 图象文件结构图象在计算机屏幕上显示时 , 我们才能知道它的内容。为了简单起见 , 我们先讨论一幅单色 ( 黑白 ) 图象 , 假设它的长宽为 64 480, 恰好为 VGA 显示卡的分辨率。这时如果用 E GA 、 CG

21、A 显示卡显示 , 则只能显示它的一部分。V GA 显示卡的分辨率水平方向为 640 个象素 , 垂直方向为 480 个象素 , 整屏共有 307200 个象素。显示在屏幕上的数据就存储在内存中 , 与存储其它程序代码和数据一样。位图 ( 黑白图象 ) 中的每一个象素只占一位 , 而一个字节包含八个象素 , 这样 , 上面的位图1存储在文件中只需要 38400 个字节。如果

22、知道 V GA 显示卡将位图存储在段值 A 000H 处 , 我们就可以很容易地将位图的38400 个字节保存到一个文件中。 C 语言代码如下 :F ILE * fp;if( fp = fopen( SCRVG A . BIN , wb ) ) ! = N U L L) fwrite( M K - F P ( 0xa000, 0) , 1, 38400, fp) ;fclos e( fp) ; elsepr intf( Cr eat ing file error ! ) ;在 T u rb o C 系列中 , 有

23、 MK - FP 宏 , 而在 M icrosoft C 语言中则没有 , 我们可如下定义 :# ifndef M K- F P# define M K - F P ( seg, ofs) ( ( void far * ) ( ( ( uns igned long) ( seg 64K; * LoadP tr - M acro t o load far addr es s into segment : regist er pair, or; * near addres s into regist er .; *; * P arams: s gm nt - Segment

24、t o be loaded w it h segment address; * r eg - Regist er t o be loaded w it h offset address; * pointer - Pointer to address5; *; * Show s : Ins tr uctions - lds les ; * Direct ives - M A CRO IF IF IDN I E LSE; *ELSE IF EN DIF . E RR E N DM; * Operators - ; ;L oadP t r M A CRO sgmnt , reg, point er

25、; ; M acro definit ionIF DataSize ; ; If far point er, andIF IDNI , ; ; if 1s t argument is DS,lds reg, point er ; ; load DS: reg w ith far addressEL SEIF IDN I , ; ; or if 1s t ar gument is E S,les r eg, pointer ; ; load ES : reg wit h far addressEL SE ; ; G enerat e err or if not DS or E S. ERR EN

26、 DIFE LSE ; ; If near pointer,IF IDN I , ; ; and if segment is ES ,push ds ; ; ensure ES point s t opop es ; ; s ame s egment as DSE NDIFmov reg, pointer ; ; T hen load reg with near addres s E N DIFE N DMP BY T E T Y P EDEF P T R BYT E ; T ype for pointer to byt es P WO RD T Y P EDEF P T R WORD ; T

27、 ype for pointer to wordsP SWO RD T Y P EDEF P T R SWORD ; T ype for pointer to int egersP DWO RD T Y P EDEF P T R DWORD ; T ype for pointer to int egersN P BYT E T Y P EDEF NE A R P T R BYT E ; T ype for near pointer t o bytesF P BY T E T Y P EDEF F AR P T R BYT E ; T ype for far point er t o bytes

28、F P V OID T Y P EDEF F AR P T R ; T ype for far point er t o voidP SE G T Y P EDEF WORD ; T ype for segment value; -; PRO T OT YP ES F OR CH AP T E R 8 -; in M ON O SCR. A SM ( f8-1. asm )U pdate P ROT O P A SCA L line: F P BY T E , linelengt h: SWO RD, linenumber: SW ORD DoT able P ROT O P A SCA L

29、cardno: SWO RD; in H ERCP AG E. A SM ( f8-6. asm )H ercP age PRO T O P ASCAL pageno: S WORD; in H ERCGRA F . A SM ( f8-8. asm)IsH ercG raf P ROT O P A SCA L; in CHN GM O DE . A SM ( f8-9. asm )G raphicsM ode P ROT O P A SCA L graphmode: SWORD T ext Mode PRO T O P ASCAL; common funct ions ( f9-1. as

30、m and f9-5. asm )G if2Ega P ROT O P A SCA L egaline: F P BY T E , gifline: F P BY T E , linelengt h: SW ORD T ext PRO T O P ASCAL; in EGA SCR . A SM ( f9-1. as m)6ChangeT oE gaP alet t e P ROT O P A SCA L egapalet te: F PBY T E , gifpalet te: F P BYT E, num ber: SWORDP alet t eE GA P ROT O P A SCA L

31、 palet t e: PBY T E , number : SWOR D E GA gr aphics P ROT O P A SCA LShowE GA P ROT O P A SCA L line: F P BY T E , linelengt h: SWO RD, linenumber: SW ORD; in VG A 16SCR . A SM ( f9-5. as m)ChangeT oV gaP alet te P ROT O P A SCA L egapalett e: F P BYT E, gifpalett e: F P BYT E, number: SWO RDP alet

32、 t eV GA 16 P ROT O P A SCA L palet t e: PBY T E , number : SWOR DV GA 16gr aphics P ROT O P A SCA LShowV GA 16 PRO T O PA SCAL line: F PBY T E , linelengt h: SWO RD, linenumber: SWORD; in VG ASCR. A SM ( f9-3. asm)Set VgaP alett e P ROT O P A SCA L palet t e: PBY T E , number : SWOR D V GA 256graph

33、ics P ROT O P A SCA LV GA T ext P RO T O PA SCA LShowV GA 256 P RO T O PA SCA L line: F P BY T E , linelengt h: SW ORD, linenumber : SWOR D F arM ove P RO T O PA SCA L dest : F P BY T E , src: F P BYT E , l: W ORD; in P A RSCR. ASM ( f9-7. asm )Set P arP alett e P ROT O P A SCA L palet t e: PBY T E

34、, number : SWOR D P A Rgr aphics P ROT O P A SCA LP A Rtext P ROT O P A SCA LShowP A R P ROT O P ASCA L line: F P BYT E, linelength : SWORD , linenumber: SWO RD图 1-2 A SM . INC 文件/ * -* G raphics mode for video cards* -* /# define CG A 1# define M CGA 2# define EG A 3# define H ERCMO NO 7# define P

35、 ARA DISE 0x59# define V GA M CGA/ * in M O NO SCR . ASM * /void - pascal U pdate( char far * line, int linelengt h, int linenumber) ; void - pascal DoT able( int cardno) ;/ * in H E RCP AG E . ASM * /void - pascal HercPage( int pageno) ;/ * in H E RCGRA F . A SM * /int - pascal Is HercGraf( ) ; / *

36、 if gr aphics m ode then return non- zero else return zer o * / * in CHN G MO DE. ASM * /void - pascal Graphics Mode( int graphmode) ; void - pascal T ext M ode( ) ;/ * in E GA SCR . AS M void - pascal T ext ( void) ;7/ * in E GA SCR . AS M * /void - pascal ChangeT oE gaP alet te( char far * egapale

37、tt e, char far * gifpalet te, int number) ; void - pascal Palett eEGA ( char * palett e, int number ) ;void - pascal EGA graphics ( void) ;void - pascal Show EGA ( char far * line, int linelengt h, int linenumber) ;/ * in V GA 16SCR . A SM * /void - pascal ChangeT oV gaP alet t e( char far * egapale

38、tt e, char far * gifpalet te, int number) ; void - pascal Palett eVG A 16( char * palet te, int number ) ;void - pascal VG A 16graphics ( void) ;void - pascal Show VG A 16( char far * line, int linelengt h, int linenumber) ;/ * in V GA SCR. A SM * /void - pascal Set V gaP alet te( char * palett e, i

39、nt number ) ; void - pascal VG A 256graphics ( void) ;void - pascal VG AT ext ( void) ;void - pascal Show VG A 256( char far * line, int linelengt h, int linenumber ) ; void - pascal F arM ove( char far * dest , char far * sr c, unsigned int l) ;/ * in P A RSCR . A SM * /void - pascal Set P arPalett

40、 e( char * palett e, int num ber) ; void - pascal PA Rgraphics ( void) ;void - pascal PA Rt ext ( void) ;void - pascal Show PA R( char far * line, int linelengt h, int linenumber) ;图 1-3 A SM . H 文件许多程序 , 像 FA ST PCX. C、 SH OWBM P. C 等程序 , 都要使用 A SM . H 文件。8第 2 章 M acP ain t 图象文件M acPa

41、int 图象文件不是 PC 机的产物 , 它来源于 Apple M acint os h。在 M acint os h 环境中 , 几乎所有的应用程序都采用这种图象格式 ; 而在 PC 环境中存在着种类繁多的图象格式。我国由于 M acint os h 机比较少 , M acPaint 格式的图象也见得比较少。而在美国 , 使用 M acintosh 机比使用 PC 机更普遍 , 因此 M acPaint 格式图象也非常多 , 从

42、电子布告板 ( bulletin- boar d) 上能够获取许多有趣的图象。与本书的其它图象格式相比 , M acPaint 图象格式比较简单。它多数是黑白的 , 并且具有固定的大小。无论一幅什么样的 M acPaint 图象 , 它的水平方向总是 576 个象素 , 垂直方向总是 720 个象素。在 M acP aint 图象中 , 带有 38 个图案 ( pat ter n) , 这与 P C 环境下的其它格

43、式的图象也不相同。这些图案类似于 PCX, BM P 等格式图象中的调色板。在 PC 环境下的 M acPaint 图象 , 其中的图案并无多大用处。在 M acin tos h 中 , 所有的文件都存储为两部分。一部分是数据 , 另一部分是资源 , 资源部分包含代码。 M acPaint 文件只包含数据部分 , 资源部分是空的。当 M acP aint 文件被应用到其它系统时 , 如 PC 系统

44、, 它形成一个单一的文件 , 这个文件包含数据和资源两部分 , 另外还要加上一个 M acBinar y 文件头。文件头的作用在于当M acPaint 文件又回到 M acint osh 系统时 , 解释如何将文件分割为数据和资源两部分。另外 , 文件头还记录文件的类型及原文件名。 M acint os h 文件名可长达 31 个字符。M acBinar y 文件头严格说来不是文件格式的

45、一部分。在 M acintosh 文档资料中根本不存在这一数据结构。不过在 PC 环境下 , 我们还是把它作为 M acPaint 文件的一部分。本章在最后一部分对这一结构有详细描述。M acPaint 文件中的图象数据位于 M acBinar y 文件头和图案数据之后 , 并且是经压缩存储的。2. 1 文件头在显示一幅图象之前 , 首先要确认一个文件是否是所需要的文件格式

46、; 另外还要知道图象的大小是否合乎要求。由于 M acPaint 图象都具有统一的大小 , 因此处理起来就比较方便。M acBinar y 文件头两个长整数 , 分别定义了 M acint os h 文件类型和文件创建者。每个文件中唯一的文件类型都是一个 4 字节代码。这个 4 字节代码既可看作 4 个字节 , 也可以看作一个长整数。 M acPaint 文件类型是 PNT G , 每个能产生文件的程序还有一个 4 字节标识 , 或称为创建者标志。如果文件来源于 M acPaint , 则创建者标识为 M PN T 。因为还9有许多 M acint os h 应用程序也能产生 M acPaint 文件 , 所以不能认为创建者标识一

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