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libpng使用

自己的实现

  1 unsigned int component(png_const_bytep row, png_uint_32 x, unsigned int c, unsigned int bit_depth, unsigned int channels) {
  2     png_uint_32 bit_offset_hi = bit_depth * ((x >> 6) * channels);
  3     png_uint_32 bit_offset_lo = bit_depth * ((x & 0x3f) * channels + c);
  4 
  5     row = (png_const_bytep)(((PNG_CONST png_byte(*)[8])row) + bit_offset_hi);
  6     row += bit_offset_lo >> 3;
  7     bit_offset_lo &= 0x07;
  8 
  9     switch (bit_depth) {
 10     case 1:
 11         return (row[0] >> (7 - bit_offset_lo)) & 0x01;
 12     case 2:
 13         return (row[0] >> (6 - bit_offset_lo)) & 0x03;
 14     case 4:
 15         return (row[0] >> (4 - bit_offset_lo)) & 0x0f;
 16     case 8:
 17         return row[0];
 18     case 16:
 19         return (row[0] << 8) + row[1];
 20     default:
 21         fprintf(stderr, "pixel_component: invalid bit depth %u
", bit_depth);
 22         return row[0];
 23     }
 24 }
 25 
 26 void readPixel(png_const_bytep row, png_uint_32 x, png_uint_32 bit_depth, png_uint_32 color_type, BitmapPixel *pPixel) {
 27     unsigned int channels = PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA ? 4 : 3;
 28     pPixel->r = component(row, x, 0, bit_depth, channels);
 29     pPixel->g = component(row, x, 1, bit_depth, channels);
 30     pPixel->b = component(row, x, 2, bit_depth, channels);
 31     pPixel->a = color_type == PNG_COLOR_TYPE_RGB_ALPHA ? component(row, x, 3, bit_depth, channels) : 0xFF;
 32 }
 33 
 34 BitmapData* PNG_ARGB8888(FILE *pngFile) {
 35     BitmapData *pData;
 36     png_structp png_ptr;
 37     png_infop info_ptr;
 38     png_bytepp pRow = NULL;
 39     png_uint_32 width, height, ystart, xstart, ystep, xstep, px, ppx, py, count;
 40     png_int_32 bit_depth, color_type, interlace_method, passes, pass;
 41 
 42     if (!pngFile) {
 43         return NULL;
 44     }
 45     if (!(png_ptr = png_create_read_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING, NULL, NULL, NULL))) {
 46         LETV_LOGE("ERROR PNG_ARGB8888: out of memory allocating png_struct!
");
 47         return NULL;
 48     }
 49     if (!(info_ptr = png_create_info_struct(png_ptr))) {
 50         LETV_LOGE("ERROR PNG_ARGB8888: out of memory allocating png_info!
");
 51         png_destroy_read_struct(&png_ptr, NULL, NULL);
 52         return NULL;
 53     }
 54     if (setjmp(png_jmpbuf(png_ptr))) {
 55         LETV_LOGE("ERROR PNG_ARGB8888: setjmp png_ptr failed!
");
 56         png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, NULL);
 57         return NULL;
 58     }
 59     png_init_io(png_ptr, pngFile);
 60     png_read_png(png_ptr, info_ptr, PNG_TRANSFORM_EXPAND, 0);
 61     color_type = png_get_color_type(png_ptr, info_ptr);
 62     if (!(color_type & PNG_COLOR_TYPE_RGB)) {
 63         LETV_LOGE("ERROR PNG_ARGB8888: PNG_COLOR_TYPE unsupported!
");
 64         png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, NULL);
 65         return NULL;
 66     }
 67     interlace_method = png_get_interlace_type(png_ptr, info_ptr);
 68     switch (interlace_method) {
 69     case PNG_INTERLACE_NONE:
 70         passes = 1;
 71         break;
 72     case PNG_INTERLACE_ADAM7:
 73         passes = PNG_INTERLACE_ADAM7_PASSES;
 74         break;
 75     default:
 76         LETV_LOGE("ERROR PNG_ARGB8888: png unknown interlace!
");
 77         png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, NULL);
 78         return NULL;
 79     }
 80 
 81     pData = (BitmapData*)LETV_MEM_MALLOC(sizeof(BitmapData));
 82     if (!pData) {
 83         LETV_LOGE("ERROR PNG_ARGB8888: allocate memory for bitmap data failed!
");
 84         png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, NULL);
 85         return NULL;
 86     }
 87 
 88     width = png_get_image_width(png_ptr, info_ptr);
 89     height = png_get_image_height(png_ptr, info_ptr);
 90     bit_depth = png_get_bit_depth(png_ptr, info_ptr);
 91     pRow = png_get_rows(png_ptr, info_ptr);
 92     for (pass = 0; pass < passes; ++pass) {
 93         if (interlace_method == PNG_INTERLACE_ADAM7) {
 94             if (PNG_PASS_COLS(width, pass) == 0)
 95                 continue;
 96 
 97             xstart = PNG_PASS_START_COL(pass);
 98             ystart = PNG_PASS_START_ROW(pass);
 99             xstep = PNG_PASS_COL_OFFSET(pass);
100             ystep = PNG_PASS_ROW_OFFSET(pass);
101         } else {
102             ystart = xstart = 0;
103             ystep = xstep = 1;
104         }
105 
106         pData->infoHeader.width = width / xstep;
107         pData->infoHeader.height = height / ystep;
108         pData->fileHeader.size = sizeof(BitmapPixel) * pData->infoHeader.width * pData->infoHeader.height;
109         pData->pPixels = (BitmapPixel*)LETV_MEM_MALLOC(pData->fileHeader.size);
110         if (!pData->pPixels) {
111             LETV_LOGE("ERROR PNG_ARGB8888: allocate memory for bitmap pixels failed!
");
112             break;
113         }
114 
115         count = 0;
116         for (py = ystart; py < ystart + height; py += ystep) {
117             for (px = xstart, ppx = 0; px < xstart + width; px += xstep, ppx++) {
118                 readPixel(*(pRow + py), ppx, bit_depth, color_type, pData->pPixels + count);
119                 count++;
120             }
121         }
122         break;
123     }
124     png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, NULL);
125     return pData;
126 }

转自：https://www.0xaa55.com/forum.php?mod=viewthread&tid=425&extra=page%3D1&page=1

我要讲的三个大部分分别是：
1、libpng是什么，能做什么？
2、怎样让自己的程序可以使用libpng库？
3、怎样借助libpng读写PNG文件

1、libpng是什么？
libpng是一款C语言编写的比较底层的读写PNG文件的跨平台的库。借助它，你可以轻松读写PNG文件的每一行像素。
因为PNG文件是经过压缩而且格式复杂的图形文件（有的PNG文件甚至像GIF文件一样带动画效果）
而且PNG可以是带透明通道的真彩色图像、不带透明通道的真彩色图像、索引颜色、灰度颜色等各种格式，如果大家都自己写程序分析PNG文件就会显得很麻烦、很累。因此，通过使用libpng你就能直接使用现成的函数、程序来读写PNG文件了。
注：libpng的官网说，“PNG”这个词的发音是“拼”（ping），而不是“批恩鸡”（pee en gee，也就是直接读字母），也不是其它的单词发音（什么pinj、pig之类的发音）。
但是如果你不是以英语为母语的话（咱都是中国人呢~~）你就不必蛋疼地在意这个发音的问题，直接见人就说“批恩鸡”就行啦。（当我没说）

2、怎样让自己的程序可以使用libpng库？
有很多种方法。
方法1：上网下载libpng的DLL、LIB文件以及头文件，然后在自己的程序里，包含png.h，链接libpng.lib，就可以了。但是这样的话你的程序需要libpng.dll才能运行，而libpng使用了zlib所以可能你还需要zlib.dll才能运行。因此你还需要下载zlib的头文件、lib、DLL。
方法2：直接下载libpng的源码和zlib的源码，然后把.c文件和.h文件都加入到自己的工程里面。这招最好使因为这样便于调试。只是你的程序会很大因为你的程序直接集成了libpng和zlib。
方法3：下载libpng的源码和zlib的源码，自己将其编译为DLL或LIB，然后包含png.h，链接LIB文件，就能使用。不过你如果没编译好也可能会出问题。

3、怎样借助libpng读写PNG文件
首先来讲如何写入PNG文件。
第一步：初始化libpng库。
当你需要读一个PNG文件或者写一个PNG文件的时候，你需要先定义两个结构体指针：

1 png_structp png_ptr=NULL;//libpng的结构体
2 png_infop   info_ptr=NULL;//libpng的信息

你可以把上面的结构体指针定义为全局变量使用。
每这两个结构体对应一个PNG文件。因此当你要同时操作多个PNG文件的时候，你就需要定义多个png_structp和png_infop来处理这些PNG文件了。
因为是要写文件，所以要这样初始化：

 1 int iRetVal;
 2 png_ptr=png_create_write_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING,NULL,NULL,NULL);
 3 if(!png_ptr)
 4     goto 错误处理;
 5 info_ptr=png_create_info_struct(png_ptr);
 6 if(!info_ptr)
 7 {
 8     png_destroy_write_struct(&png_ptr,NULL);
 9     goto 错误处理;
10 }
11 iRetVal=setjmp(png_jmpbuf(png_ptr));//安装错误处理跳转点
12 //当libpng内部出现错误的时候，libpng会调用longjmp直接跳转到这里运行。
13 if(iRetVal)//setjmp的返回值就是libpng跳转后提供的错误代码（貌似总是1，但是还是请大家看libpng的官方文档）
14 {
15     fprintf(stderr,"错误码：%d
",iRetVal);
16     goto 错误处理;
17 }

只要最后png_ptr和info_ptr都不是NULL就行了。否则就算是出错了。
这里可以看到libpng使用了setjmp来做错误处理。有关setjmp的信息请点这里进去看。
这两个结构体有对应的释放函数：png_destroy_write_struct
结束对一个PNG的访问之后，你只需像这样调用这个函数：

1 png_destroy_write_struct(&png_ptr,&info_ptr);

就可以了。
接下来打开文件准备写文件。还是大家熟悉的C语言文件流。

1 FILE*fp=fopen("C:\TEST.PNG","wb");
2 if(!fp)
3     goto 错误处理;

打开了文件以后，你要让libpng和这个文件流绑定起来，因此你需要调用png_init_io来完成绑定。

1 png_init_io(png_ptr,fp);

接下来就是关键的部分了：设置PNG文件的属性、写入PNG文件头、写入PNG文件。

 1 //设置PNG文件头
 2 png_set_IHDR(png_ptr,info_ptr,
 3     图像宽度,图像高度,//尺寸
 4     8,//颜色深度，也就是每个颜色成分占用位数（8表示8位红8位绿8位蓝，如果有透明通道则还会有8位不透明度）
 5     PNG_COLOR_TYPE_RGB,//颜色类型，PNG_COLOR_TYPE_RGB表示24位真彩深色，PNG_COLOR_TYPE_RGBA表示32位带透明通道真彩色
 6     PNG_INTERLACE_NONE,//不交错。PNG_INTERLACE_ADAM7表示这个PNG文件是交错格式。交错格式的PNG文件在网络传输的时候能以最快速度显示出图像的大致样子。
 7     PNG_COMPRESSION_TYPE_BASE,//压缩方式
 8     PNG_FILTER_TYPE_BASE);//这个不知道，总之填写PNG_FILTER_TYPE_BASE即可。
 9 png_set_packing(png_ptr);//设置打包信息
10 png_write_info(png_ptr,info_ptr);//写入文件头

执行完这些语句以后，你会发现libpng已经通过文件流指针fp写入了PNG的文件头。
接下来要做的就是写入PNG的图像信息。其实就是把颜色保存到PNG。
不像恶心的BMP居然有“底到上型”和“顶到下型”之分，PNG只有“顶到下型”，因此你不需要考虑行序。
写图的方法之一是调用png_write_image(png_ptr,行指针数组的指针);这个你不需要考虑交错文件的写入的遍数。
而如果你需要手动写入每一行的数据，你需要调用png_write_row(png_ptr,一行像素的指针);来进行逐行的像素值写入。
如果你设置了交错格式的PNG，你需要多写入几遍图形数据，你需要调用png_set_interlace_handling(png_ptr);来得知你需要写入的遍数。如果你没有设置交错格式的PNG，你只需要写入一遍。

以下文本写给小白。高手请略过。
这里需要详细说明图像是怎么写入的。首先说明一下什么是图像。一个图像，是由一个一个的正方形的小像素点组成的。
每个像素点都有自己的颜色值，用三个字节来表示红色、绿色、蓝色的分量。所有的颜色都是用红绿蓝三基色混合搭配调出来的颜色。
然后对于libpng，图像是一行一行写入到文件的。这里所说的“行”和“列”指的是排列起来的像素点。比如一个图像的宽度是1024像素，高度是768像素，那么这个图像就有768行，每行有1024个像素点。
假设你设置的颜色深度是8，颜色类型是PNG_COLOR_TYPE_RGB，那么你的每个像素点都是由三个字节组成的，这三个字节分别是红色、绿色和蓝色的分量。
而如果颜色类型是PNG_COLOR_TYPE_RGBA，那么你的每个像素点都是由四个字节组成的，这四个字节分别是红色、绿色和蓝色的分量和不透明度。这样的图像才支持透明颜色的显示。
调用png_write_row的方法很简单，就是把一行的像素点的颜色设置好，然后调用它：png_write_row(png_ptr,这行像素的第一个像素在内存中的位置);就可以写入一行。
而调用png_write_image你需要把每一行的像素颜色都设置好，然后建立一个指针数组，这个指针数组的每一个指针都指向每一行的像素。明白吧？

写入好像素以后，调用png_write_end(png_ptr,info_ptr);把文件的结尾写入。
调用png_destroy_write_struct(&png_ptr,&info_ptr);结束对这个PNG文件的访问。
最后fclose(fp);关闭文件。这个时候你会发现，你已经成功地产生了一个PNG文件！而且可以用PS打开了。

读取PNG文件也是类似的步骤，首先你需要初始化libpng库。
你需要先定义两个结构体指针：

1 png_structp png_ptr=NULL;//libpng的结构体
2 png_infop   info_ptr=NULL;//libpng的信息

你可以把上面的结构体指针定义为全局变量使用。

每这两个结构体对应一个PNG文件。因此当你要同时操作多个PNG文件的时候，你就需要定义多个png_structp和png_infop来处理这些PNG文件了。
因为是要读文件，所以要这样初始化：

 1 int iRetVal;
 2 png_ptr=png_create_read_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING,NULL,NULL,NULL);
 3 if(!png_ptr)
 4     goto 错误处理;
 5 info_ptr=png_create_info_struct(png_ptr);
 6 if(!info_ptr)
 7 {
 8     png_destroy_read_struct(&png_ptr,NULL,NULL);
 9     goto 错误处理;
10 }
11 iRetVal=setjmp(png_jmpbuf(png_ptr));//安装错误处理跳转点
12 //当libpng内部出现错误的时候，libpng会调用longjmp直接跳转到这里运行。
13 if(iRetVal)//setjmp的返回值就是libpng跳转后提供的错误代码（貌似总是1，但是还是请大家看libpng的官方文档）
14 {
15     fprintf(stderr,"错误码：%d
",iRetVal);
16     goto 错误处理;
17 }

只要最后png_ptr和info_ptr都不是NULL就行了。否则就算是出错了。
这两个结构体有对应的释放函数：png_destroy_read_struct
结束对一个PNG的访问之后，你只需像这样调用这个函数：

1 png_destroy_read_struct(&png_ptr,&info_ptr,NULL);

就可以了。
接下来打开文件准备读文件。还是大家熟悉的C语言文件流。

1 FILE*fp=fopen("C:\TEST.PNG","rb");
2 if(!fp)
3     goto 错误处理;

打开了文件以后，你要让libpng和这个文件流绑定起来，因此你需要调用png_init_io来完成绑定。绑定之后，你还需要获取PNG的文件头信息。因此你需要调用png_read_info(png_ptr, info_ptr);

1 png_init_io(png_ptr,fp);
2 png_read_info(png_ptr, info_ptr);

读取了文件头，你就能获取文件头的信息。比如文件尺寸、位深度等。代码如下：

1 png_get_IHDR(png_ptr,info_ptr,&width,&height,&bit_depth,&color_type,NULL,NULL,NULL);

有些PNG文件是有背景色的，因此你需要处理这些背景色信息。我们可以用png_get_valid来判断这个PNG是否有背景色信息。png_get_valid(png_ptr,info_ptr,PNG_INFO_bKGD)返回0表示没有背景色信息，返回非零表示有背景色信息。然后我们调用png_get_bKGD来读取背景色。

1 png_color_16p pBackground;
2 png_get_bKGD(png_ptr,info_ptr,&pBackground);

大家可以看看png_color_16p的原型：

1 typedef struct png_color_16_struct
2 {
3     png_byte index;
4     png_uint_16 red;
5     png_uint_16 green;
6     png_uint_16 blue;
7     png_uint_16 gray;
8 } png_color_16;

如果这个PNG是调色板颜色的位图，那么index表示背景色的调色板颜色序号。
red、green、blue表示背景色的颜色值。如果png_get_IHDR返回的位深度（bit_depth）是16，那么red、green、blue就是16位的颜色值，范围0～65535。（瞬间觉得PNG高大上啊！16+16+16=48，这个比真彩色还要真彩色！屌！）
而如果png_get_IHDR返回的位深度（bit_depth）是8，那么red、green、blue其实都是8位的颜色值，范围0～255，也就是24位真彩色。
接下来就是关键的步骤了，读取颜色数据。
因为有些PNG是灰度色，有些PNG是索引颜色，有些PNG是48位色，总之各种奇葩。为了便于读取，我们应该先规范一下格式。

 1 if(colortype==PNG_COLOR_TYPE_PALETTE)
 2     png_set_palette_to_rgb(png_ptr);//要求转换索引颜色到RGB
 3 if(colortype==PNG_COLOR_TYPE_GRAY && bit_depth<8)
 4     png_set_expand_gray_1_2_4_to_8(png_ptr);//要求位深度强制8bit
 5 if(bit_depth==16)
 6     png_set_strip_16(png_ptr);//要求位深度强制8bit
 7 if(png_get_valid(png_ptr,info_ptr,PNG_INFO_tRNS))
 8     png_set_tRNS_to_alpha(png_ptr);
 9 if(colortype == PNG_COLOR_TYPE_GRAY || colortype == PNG_COLOR_TYPE_GRAY_ALPHA)
10     png_set_gray_to_rgb(png_ptr);//灰度必须转换成RGB

经过这些设定以后，我们读取的PNG就一律是R8:G8:B8:A8的4字节格式了（红绿蓝透明均为8位，每像素4字节）
然后准备读取PNG。首先分配一个足够大的内存来存储颜色数据，然后分配一个内存来存储颜色数据每行的指针。
因为颜色已经被规范为32位了所以我们可以直接把每个像素当做一个COLORREF变量。

1 ppLinePtrs=(COLORREF**)malloc(g_dwHeight*sizeof(COLORREF*));//列指针
2 if(!ppLinePtrs)
3     goto Error;
4 i=g_dwHeight;
5 y=0;
6 while(i--)//逆行序读取，因为位图是底到上型
7     ppLinePtrs[y++]=(COLORREF*)&g_pBits[i*g_dwWidth];

这个时候就是万事俱备的时候，只需要调用png_read_image(png_ptr,(png_bytepp)ppLinePtrs);就能完成读取。
读取完以后，调用png_read_end(png_ptr,info_ptr);结束读取，调用png_destroy_read_struct(&png_ptr,&info_ptr,NULL);销毁结构体，然后fclose(fp);就算一切都搞定了。

接下来我会放上两份源码，一份把BMP转换成PNG（支持把两个BMP合体转换成带透明通道的PNG）
而另一份是结合了分层窗体的技术，把PNG当做分层窗体的界面来显示的源码。
效果不错。发张图晒晒。
<ignore_js_op>

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