XPM: растровое изображение своими руками

Возьмём какую-нибудь тему из школьной информатики. Например, изучение растровой графики.

О чём по этой теме стоит разговаривать?

Ставить точки руками или обрабатывать области магией?

Среди этих тем некоторые — явно выше того, что можно в школе объяснить до конца (та же упаковка с потерями, например). Некоторые темы можно осветить только поверхностно. Можно запустить любой приличный редактор растровой графики и показать диалог выбора цвета в различных цветовых пространствах — какой при изменении параметров получается в результате цвет. Однако объяснять, почему цветовые пространства именно такие, придётся всё равно «на пальцах» (колбочки, палочки, складывание цветов, вычитание, а на освещённости/светлоте начинается уже математика).

Геометрические преобразования стоит исследовать уже после близкого знакомства с предыдущими темами.

А вот теме «матричное представление изображения», как это ни странно, не хватает программной наглядности. С одной стороны, имеется растровый редактор, в котором всё вполне наглядно, своими руками делается. А с другой стороны, со стороны программиста — разнообразные прекрасные библиотеки для работы с разнообразными прекрасными растровыми форматами.

И вот эта пропасть слабо преодолима. Потому что библиотеки, в конечном счёте, описывают совсем не то, что человек делает в простейшем растровом редакторе, а если описывают, то в очень общем, действительно сложном изводе. Для короткого, но познавательного изучения растровых форматов на занятиях по программированию большинство библиотек непригодны — получится изучение самих библиотек.

Байты и договоренности

Чего не хватает — это наглядного представления изображения в виде двумерного массива байтов и сопутствующей информации. Например, в «проекте рисования графика» мы использовал для этой цели… двумерный массив байтов! Более точно — массив строк, каждый символ которых соответствует отдельной точке «экрана». Обновление такого «экрана» — просто вывод всех строк на текстовый терминал.

Довольно интересный компромисс в этом плане — формат X Pixmap.

Вот, например, маленькая картинка в формате xpm: rbomb.png А вот тот же самый файл непосредственно:

   1 /* XPM */
   2 static char * rbomb_xpm[] = {
   3 /* width height ncolors chars_per_pixel */
   4 "32 32 5 1",
   5 /* colors */
   6 "       c None  s Transparent",
   7 "o      c gray50",
   8 "O      c black",
   9 "$      c red",
  10 "%      c #B0B0B0",
  11 /* pixels */
  12 "                                ",
  13 "                                ",
  14 "                                ",
  15 "                                ",
  16 "                                ",
  17 "                                ",
  18 "                                ",
  19 "                                ",
  20 "           oOoOo                ",
  21 "          O     Oo              ",
  22 "         o        O             ",
  23 "         O        o             ",
  24 "       OOOOO       O            ",
  25 "       OOOOO       o            ",
  26 "      OOOOOOO       O           ",
  27 "    oOOOOOOOOOo     o  $       $",
  28 "   oOOOOOOOOOOOo    O      $  $ ",
  29 "  oOOOOOOOOOOOOOo    o  $       ",
  30 "  OOOOOOOO%ooOOOO    O   $  $   ",
  31 " oOOOOOOOOO%ooOOOo    o   $ $   ",
  32 " OOOOOOOOOOOOOOOOO     OoO $ $ $",
  33 " OOOOOOOOOOO%ooOOO        $$    ",
  34 " OOOOOOOOOOO%ooOOO      $   $   ",
  35 " OOOOOOOOOOO%ooOOO        $  $  ",
  36 " OOOOOOOOOOOOOOOOO     $        ",
  37 " oOOOOOOOOOOOOOOOo    $   $    $",
  38 "  OOOOOOOOOOOOOOO               ",
  39 "  oOOOOOOOOOOOOOo         $     ",
  40 "   oOOOOOOOOOOOo                ",
  41 "    oOOOOOOOOOo                 ",
  42 "      oOOOOOo                   ",
  43 "                                "};

То есть сам формат — строго текстовый. Зная структуру XPM-файла, его несложно создать, и ещё проще — редактировать в произвольном текстовом редакторе.

TODO X Pixmap

Что в итоге

При всё своей «игрушечности» формат XPM: