PPM圖片格式及其C讀寫代碼

PPM圖像格式介紹

PPM圖像格式是由Jef Poskanzer 大叔，在我出生那一年，也就是1991年所創造的，碰巧的是PPM也是天蠍座。
PPM（Portable Pixmap Format）還有兩位兄長，大哥名叫「PBM」，二哥人稱「PGM」，他們三兄弟各有所長，下面為你們一一介紹：

• PBM 是位圖（bitmap），僅有黑與白，沒有灰
• PGM 是灰度圖（grayscale）
• PPM 是通過RGB三種顏色顯現的圖像（pixmaps）

每個圖像文件的開頭都通過2個字節「magic number」來表明文件格式的類型（PBM, PGM, PPM），以及編碼方式（ASCII 或 Binary），magic number分別為P1、P2、P3、P4、P5、P6。

Magic Number	Type	Encoding
P1	Bitmap	ASCII
P2	Graymap	ASCII
P3	Pixmap	ASCII
P4	Bitmap	Binary
P5	Graymap	Binary
P6	Pixmap	Binary

編碼方式

ASCII格式適合人類閱讀理解，可以用文本編輯器打開，讀取對應圖像的數據（比如PPM格式的RGB值）。 Binary格式適合機器閱讀，按照二進制形式，順序存儲圖像信息，不用空格分隔，所以圖像處理起來更有效率，占用空間容量更少（由於缺少空格）。

下面着重講解PPM格式：
PPM圖像格式分為兩部分，分別為頭部分和圖像數據部分。
頭部分：由3部分組成，通過換行或空格進行分割，一般PPM的標准是空格。
第1部分：P3或P6，指明PPM的編碼格式，
第2部分：圖像的寬度和高度，通過ASCII表示，
第3部分：最大像素值，0-255字節表示。
在這三部分中，可能會有注釋。注釋以#開頭，例如:# CREATOR: GIMP PNM Filter Version 1.1。

圖像數據部分：
ASCII格式：按RGB的順序排列，RGB中間用空格隔開，圖片每一行用回車隔開。
Binary格式：PPM用24bits代表每一個像素，紅綠藍分別占用8bits。

舉例：

P3 3 2 255
255 0 0 0 255 0 0 0 255 255 255 0 255 255 255 0 0 0

• P3: PPM編碼格式為ASCII
• 3: 3列像素
• 2: 2行像素
• 255: 最大像素值

C語言讀寫代碼

// 從文件讀取PPM圖片
void ppm_load(char* filename, unsigned char* out_data, int* w, int* h)
{
    char header[1024];
    FILE* fp = NULL;
    int line = 0;

    fp = fopen(filename, "rb");

    // 讀取圖片格式(例如:"P6")
    // 高寬在第二行非注釋數據
    while(line < 2){    
        fgets(header, 1024, fp);
        if(header[0] != '#'){
            ++line;
        }
    }
    // 讀取寬高
    sscanf(header,"%d %d\n", w, h);

    // 獲取最大像素值
    fgets(header, 20, fp);

    // get rgb data
    fread(*data, (*w)*(*h)*3, 1, fp);

    fclose(fp);
}

// 寫ppm圖像到文件
void ppm_save(char* filename, unsigned char* data, int w, int h)
{
    FILE* fp;
    char header[20];

    fp = fopen(filename, "wb");

    // 寫圖片格式、寬高、最大像素值
    fprintf(fp,"P6\n%d %d\n255\n",w,h);

    // 寫RGB數據
    fwrite(data, w*h*3, 1, fp);

    fclose(fp);
}