AProg/2017/ex07B の履歴(No.1)

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応用プログラミング及び実習 2017年度 第7回 課題B†

画像処理プログラムの作成

他人が作ったプログラムを利用して，画像処理をするプログラムを作ってみよう．

画像の用意†

この課題のプログラムでは，アスキー形式（テキスト形式）のPPM画像（カラー）を扱う．まずは，のちの動作確認用に，適当な画像をアスキーPPM形式に変換したものを用意しよう．

1. 適当なカラー画像を入手．ブラウザでダウンロードするなりしてお好きなものをどうぞ．ここでは hoge.jpg という名前だったとする．
2. 画像の形式を変換．次のようにコマンドを実行すると，hoge.jpg から hoge.ppm というアスキーPPM 画像のファイルを作成できる．

   $ convert  hoge.jpg  ppm:-  |  pnmtoplainpnm  >  hoge.ppm

   • ここでは入力として，拡張子に .jpg とついた JPEG 画像を想定している．しかし，ここで使っている ImageMagick の convert コマンドは，JPEGの他にも様々な画像形式に対応しているので，PNG 画像等でも問題なく変換できる．
   • 上記のようにコマンドを実行すると，入力がグレイスケール画像でも，カラー画像に変換して保存することになる．
   • commandA | commandB のように2つのコマンドを "|" でつないで実行すると，commandAの標準出力をcommandBの標準入力に「接続して」両者を実行することになる．このような実行の仕組みを「パイプ」という．

プログラムの入手†

この課題で利用するプログラムを入手しよう．課題Aで zipsearch.c 等をコピーしたのと同じディレクトリに，以下に示す3つのファイルがある．これらを自分の aprog2015 ディレクトリにコピーすればよい．

hogeimage.c

画像処理の関数群を定義したソースファイル．

hogeimage.h

上記を利用する際にインクルードすべきヘッダファイル．

ex07image.c

それらを使ったプログラムのサンプル．

プログラムの作成†

ex07image.c を修正して（他の2つは修正不要），第5回課題D のようにメニューで処理を選択できるプログラムを作ろう．ただし...

• ↓に hogeimage.c で用意された関数の仕様があるので，参考にしよう．
• 第5回課題Dのメニュー項目を次のように一つ増やし，そのメニューを選択した場合にはうずまき半径と回転角の最大値も scanf するようにしよう．

  次のことができるよ: [1] 画素値反転  [2] 左右反転  [3] 上下反転  [4] うずまき  [99] ファイルに書き出す
  どうする？:   
  

• hogeimage.c では数学関数を使っているので，コンパイルの際には，リンク時に -lm オプションを付ける必要があることに注意．

  $ cc  hogeimage.o  ex07image.o  -lm  -o  ex07image

いきなり完成形を考えるのは難しいかもしれない．次のように段階を追って修正していったらよい．

1. 入手したファイルをそのままコンパイルして実行してみる
2. メニューで処理を選択できるようにするのは後回しにして，ex07image.c で hogeFip を呼んでいるところの書き方と↓の仕様を参考に，hogeNegate や hogeUzumaki を呼ぶようにして動作を確認する．hogeUzumaki の引数については，radius は画像からはみ出さないくらい，thetamax は 3.14 / 2 くらいでまず試して，そこからいろいろ変えてみたらよい．
3. メニュー形式で処理を選択できるようにする

関数の仕様など†

hogeimage.h と hogeimage.c で定義されたもののうち，外部から呼び出して使うことを想定して作られたものについて，その仕様（引数と戻り値の意味や使い方の説明）を以下に記す．

Image型

一つの画像の情報をひとまとめに扱うための構造体．各メンバの意味は hogeimage.h 参照．

Image *hogeCreateImage(int width, int height, int maxp)

Image型の変数を生成して初期化する関数．今回の課題ではこの関数を自分で呼び出す必要はない．

• width: 画像の幅
• height: 画像の高さ
• maxp: 画素値の最大値
• 戻り値: 幅 width， 高さ height，画素値の最大 maxp の画像を表す変数へのポインタ

Image *hogeReadPPM(char filename[])

引数で指定されたファイル名のファイルからPPM画像を読み込む関数．

• filename: ファイル名
• 戻り値: 読み込みに成功した場合は，その画像の情報を格納したImage型変数へのポインタ．失敗した場合は 0．

Image *hogeWritePPM(char filename[], Image *img)

引数で指定されたファイル名のファイルにPPM画像を書き出す関数．

• filename: ファイル名
• img: 画像
• 戻り値: 書き出しに成功した場合は，引数 img と同じ値．失敗した場合は 0．

void hogeNegate(Image *img)

画素値を反転する関数．

• img: 画像

void hogeFlip(Image *img, int flipMethod)

画像を上下左右に反転させる関数．

• img: 画像
• flipMethod: 0以上なら左右反転，0以下なら上下反転（つまり 0 のときは両方反転）

void hogeUzumaki(Image *img, int radius, double thetamax)

画像に「ぐるぐるうずまき」効果を付加する関数．画像の中心から半径 radius の円内の領域を，最大で thetamax だけ回転させる．

• img: 画像
• radius: うずまきの半径
• thetamax: うずまき回転角の最大値（ラジアン）