如何在 C 中以 90 度的增量旋转 bmp 图像？答案

【问题标题】：How to rotate a bmp image in increments of 90 degrees in C?如何在 C 中以 90 度的增量旋转 bmp 图像？
【发布时间】：2013-10-29 04:34:06
【问题描述】：

我正在尝试编写这个在 C 中处理 bmp 图像的程序，到目前为止，我已经设法将其旋转：

 for (row=0; row < rows; row++)
      for (col=0; col < cols; col++) 
        {
          (*new) + rows*col + (rows - row -1) = original + row*cols + col;
        }

其中：Original = 原始 bmp，new = 新 bmp 的大小取决于我要应用的旋转量。两者都是指向 bmp 的指针，而 new 是指向指针的指针。我已经做了几次数学运算，当它实际上应该顺时针旋转时它会逆时针旋转。这是一个问题，但我想我可以逆时针翻转它足够的时间让它看起来顺时针旋转。我的问题是：我将如何从原始 bmp 图像进行多次旋转，并使其最终出现在我正在创建的新 bmp 图像上。也就是说，我怎样才能多次执行上述操作而仍然只有 1 个正确大小的输入和 1 个输出文件。我想用指针来做这件事，因为它会让我更容易在其他过程中操作输出。我希望这是足够的细节。

谢谢。

【问题讨论】：

我建议你在方格纸上做一个简单的矩形，并用唯一的数字填充矩形中的正方形。然后你“旋转”那个矩形。这样你会发现其实很简单。
对，我已经做到了，我了解了旋转的工作原理。我的问题实际上不是旋转它，而是如何多次旋转。我必须为每次迭代创建新指针，而且我不确定如何多次执行，如果我想实现，我必须多次为原始指针和新指针创建一个新指针，比如说， 270 度旋转。
是一样的。例如，旋转 180 度实际上比旋转 90 度更简单。因此，对于 270 度旋转，执行 180 度和 90 度。您只需要两个“指针”，即源位图和目标位图，它们都将同样大（除了 90 度和 270 度的宽度和高度切换位置）。
我想我只是不明白，我不知道如何在 1 次坐姿中进行多次旋转，因为我有原始 bmp，输出 bmp，这是 2 差异.内存中的位置。我必须再次应用旋转，但我不能从原始图像中执行此操作，我必须从输出中执行此操作，否则它只会再次旋转原始图像。因此，我需要内存中的第三个位置来存储新输出，然后将已经转换的图像再次旋转到新输出中。我有原始文件、90 度的输出和下一个输出。下面继续..
是的，我可以通过将 90 和 180 的旋转相加来完成所有旋转，但是我仍然需要在内存中排名第三。我真的没有看到任何其他解决方法，并且有些事情告诉我这是低效的。

标签： c rotation

【解决方案1】：

使用矩阵。伪代码：

class Matrix {
    double m11,m12,m21,m22;
};

dest.x = matrix.m11*src.x + matrix.m12*src.y;
dest.y = matrix.m21*src.x + matrix.m22*src.y;

在哪里x = x - image.width/2 and y = y - image.height/2

http://en.wikipedia.org/wiki/Rotation_matrix#Common_rotations

【讨论】：

【解决方案2】：

简化代码的一种方法是定义您将沿着循环行走的两个 2D 基：

原始基础：

x0 = 0
y0 = 0
dx = 1
dy = cols

新基地

x0 = 行 - 1
y0 = 0
dx = 行
dy = -1

用这些重写你的代码应该会容易得多。它还具有从内部循环中删除乘法的好处。

PIXEL *source = original;
PIXEL *target = new + (rows - 1) + (0 * cols);

int source_di = 1;
int source_dj = cols;

int target_di = rows;
int target_dj = -1;

for (int j = 0; j < rows; ++j) {
    int saved_source = source;
    int saved_target = target;

    for (int i = 0; i < cols; ++i) {
        *target = *source;
        source += source_di;
        target += target_di;
    }

    source = saved_source + source_dj;
    target = saved_target + target_dj;
}

【讨论】：

【解决方案3】：

下面的代码演示了将浮点数组旋转 90 度的倍数。后来我将浮点数组转换为字节数组，这样我就可以生成测试图像来验证结果；我没有包含那部分代码，因为它只会混淆要点，并不是你真正要问的。如果您需要该部分，请告诉我，我会发布它。

请注意，我是“就地”而不是“就地”进行轮换的。我相信后者是你真正感兴趣的，但即便如此，下面的方法对你来说应该是一个好的开始。关于就地转换的其他讨论可以是found here，它围绕使用转置类型操作（内存交换），但我没有时间整理所有这些细节，我把那部分留给你。

回想一下，对于 n*90 度的逆时针旋转，变换由下式给出：

那么当然：

但在实际代码中，您需要将 row' 和 col' 分别转换为 imageHeight/2 和 imageWidth/2，如下面的代码所示，以避免将负索引传递给您的数组。

将row_p和col_p分别表示为row'和col'，代码如下：

// Note:  nX = pixels wide, nY = pixels tall
float *dataVector = // some data source, arbitrary

// Setup the array for the out-of-place transformation:
float *dataVector2 = new float[nX*nY]; 

int n = -2;  // Example: set n = -2 to rotate counter-clockwise 180 deg
for (int row = 0; row < nY; row++) {
    for (int col = 0; col < nX; col++) {
        int row_p = cosf(n*M_PI_2)*(row-nY/2) - sinf(n*M_PI_2)*(col-nX/2) + nY/2;
        int col_p = sinf(n*M_PI_2)*(row-nY/2) + cosf(n*M_PI_2)*(col-nX/2) + nX/2;
        dataVector2[row*nX + col] = dataVector[row_p*nX + col_p];
    }
}

// Later convert float array to image ...

请注意，在上面的代码中，我使用旋转坐标来访问原始数组的元素，然后将这些值映射回原始行，col 坐标：

dataVector2[row*nX + col] = dataVector[row_p*nX + col_p];

这样做的结果是 +n 值给出顺时针旋转；如果您想要逆时针旋转，只需将 n 的负值（即 -n）传递给您的代码，如上面的示例所示。这样做的效果是只是改变了上述旋转矩阵的非对角项的符号。

希望这会有所帮助。

【讨论】：