C语言中将0到1000的浮点数用强制类型转换的方式生成一幅图像

浏览数：16 / 时间：2015年06月08日

搞过计算机图像的人都知道，图像中的每一个像素通常为一个整型数，它可以分成4个无符号的char类型，以表示其RGBA四个分量。一幅图像可以看做是一个二维整型数组。这里我会生成一个float数组，其数组大小为1000000，刚好1000*1000，数组内的浮点数的数值范围在0到1000.0之间，呈等差数组排列，相邻两数的差为0.001。然后将其每一个浮点数强制转化成一个整型数或三个unsigned char型，以决定像素的RGB三个通道分量，看看其生成的图像是什么样子。

前几天写了一篇文章是在C语言中使用异或运算交换两个任意类型变量，引来某人的质疑，说什么“指针的强制类型转换有一定限制，不是你想怎么转就怎么转的，结果可能会出错的”。用这种莫须有的话来否定我的代码。为嘲笑他的无知，我特意写出这种用强制指针类型转换生成图像的算法。

先上C代码：

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <cstdlib>

#define DIM 1000

void pixel_write(int,int);
FILE *fp;

int main()
{
    fp = fopen("image.ppm","wb");
    if (!fp)
    {
        return -1;
    }

    fprintf(fp, "P6\n%d %d\n255\n", DIM, DIM);
    for(int j=0;j<DIM;j++)
    {
        for(int i=0;i<DIM;i++)
        {
            pixel_write(i,j);
        }
    }
    fclose(fp);

    return 0;
}

void pixel_write(int i, int j)
{
    static unsigned char color[3];
    float t = j + i*0.001f;
    memcpy(color, &t, 3);
    fwrite(color, 1, 3, fp);

    // 其实更简单粗爆的方式是

     //fwrite(&t, 1, 3, fp);

代码运行后会生成一种PPM格式的图像,如下图所示：

图像多少有点分形的感觉。PPM格式的图像不太常见，它是一种非常简单的图像格式。在我写的软件Why数学图像生成工具中可以查看，当然我也将该图像的生成算法写到这个软件中，相关代码如下：

#ifndef _PixelFloatConvertInt_H_
#define _PixelFloatConvertInt_H_

// --------------------------------------------------------------------------------------

#include "IPixelEquation.h"

// --------------------------------------------------------------------------------------

class CPixelFloatConvertInt : public IPixelEquation
{
public:
    CPixelFloatConvertInt()
    {
        m_width = 1000;
        m_height = 1000;
    }

    const char*     GetName() const
    {
        return "Float Convert Int";
    }

    unsigned int    CalculatePixel(unsigned int x, unsigned int y)
    {
        float t = y + x*0.001f;
        unsigned int rst = *(unsigned int*)&t;
        rst |= 0xff000000;
        return rst;
    }
};

// --------------------------------------------------------------------------------------

#endif

使用Why数学图像生成工具可以查看该图像的红绿蓝三个分量：

R通道图：

G通道图：

B通道图：

代码稍做修改，分形效果更为明显：

    unsigned int    CalculatePixel(unsigned int x, unsigned int y)
    {
        float t = y/4+ x*0.001f;
        unsigned int rst = *(unsigned int*)&t;
        rst |= 0xff000000;
        return rst;
    }