移位和按位和运算符在查找像素颜色中的意义/功能是什么？答案

【问题标题】：What is the significance/function of bit shifting and the bitwise and operator in finding pixel colors?移位和按位和运算符在查找像素颜色中的意义/功能是什么？
【发布时间】：2021-04-02 03:44:38
【问题描述】：

我在试图弄清楚如何获取特定像素的颜色时遇到了以下代码：

fn findRed(pointer: UInt32) (UInt8) {
    return UInt8((pixelData >> 16) & 255)
}

fn findGreen(pointer: UInt32) (UInt8) {
    return UInt8((pixelData >> 8) & 255)
}

fn findBlue(pointer: UInt32) (UInt8) {
    return UInt8((pixelData >> 0) & 255)
}

我知道在 RGB 世界中，RGB 中的每种颜色都是在 0 到 255 的范围内测量的，但是这里的位和运算符 (& 255) 对此有何作用？

更进一步，在这种情况下移位是做什么的？为什么它会移动 8 的倍数？需要明确的是，这是处理 8 位彩色图像，但我似乎无法弄清楚它是如何完成“查找”的

【问题讨论】：

这是从 4 字节的 uint32 中提取单个字节，尽管代码看起来不像 C。
255 是 0xff。也就是说，它设置了所有低 8 位。当用作掩码时，它只提取低 8 位，所有高位被屏蔽为 0。这正是您提取单个 8 位 RGB 分量值所需的内容。

标签： c pointers colors pixel

【解决方案1】：

这些函数将表示为 RGB = 256² R + 256 G + B 的 32 位 UInt32 颜色解压缩为单独的 8 位组件 R = (RGB / 256²) % 256、G = (RGB / 256) % 256、B = RGB % 256。

位操作利用了以下事实：对于两个N = 2ⁿ 的幂，以下等效于无符号整数：

a << n ⟺ a * 2ⁿ
a >> n ⟺ a / 2ⁿ 其中/ 是整数除法= floor(a / 2ⁿ)
a & (2ⁿ - 1) ⟺ a % 2ⁿ 其中% 是除法的余数，也就是模运算符

对于n = 8，2ⁿ = 256 例如(RGB >> 8) & 255 == (RGB / 256) % 256 == G。

【讨论】：

【解决方案2】：

使用 8 位，您可以覆盖 [0..255] 的范围。

十进制：255
十六进制：0xFF（或只是FF）
二进制：11 11 11 11

封装在 UInt32 中的像素 (RGB) 如下所示：0x00RRGGBB

如果你想提取单个组件，你必须移动位并将其屏蔽掉。

面具：

0x000000FF (binary: 00000000 00000000 00000000 11111111)

蓝色：

0x00RRGGBB & Mask => 0x000000BB

绿色：我们必须向右移动 8 位（1 个字节）

(0x00RRGGBB >> 8) & Mask => 0x0000RRGG & Mask => 0x000000GG

红色：我们必须向右移动 16 位（2 个字节）

(0x00RRGGBB >> 16) & Mask => 0x000000RR & Mask => 0x000000RR

关于位运算符的 wiki 页面可能感兴趣：Bitwise operation - AND

【讨论】：