PPM图片格式及其C读写代码

PPM图像格式介绍

PPM图像格式是由Jef Poskanzer 大叔，在我出生那一年，也就是1991年所创造的，碰巧的是PPM也是天蝎座。

PPM（Portable Pixmap Format）还有两位兄长，大哥名叫「PBM」，二哥人称「PGM」，他们三兄弟各有所长，下面为你们一一介绍：

• PBM 是位图（bitmap），仅有黑与白，没有灰
• PGM 是灰度图（grayscale）
• PPM 是通过RGB三种颜色显现的图像（pixmaps）

每个图像文件的开头都通过2个字节「magic number」来表明文件格式的类型（PBM, PGM, PPM），以及编码方式（ASCII 或 Binary），magic number分别为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

编码方式

ASCII格式适合人类阅读理解，可以用文本编辑器打开，读取对应图像的数据（比如PPM格式的RGB值）。 Binary格式适合机器阅读，按照二进制形式，顺序存储图像信息，不用空格分隔，所以图像处理起来更有效率，占用空间容量更少（由于缺少空格）。

下面着重讲解PPM格式：

PPM图像格式分为两部分，分别为头部分和图像数据部分。

头部分：由3部分组成，通过换行或空格进行分割，一般PPM的标准是空格。

第1部分：P3或P6，指明PPM的编码格式，

第2部分：图像的宽度和高度，通过ASCII表示，

第3部分：最大像素值，0-255字节表示。

在这三部分中，可能会有注释。注释以#开头，例如:# CREATOR: GIMP PNM Filter Version 1.1。

图像数据部分：

ASCII格式：按RGB的顺序排列，RGB中间用空格隔开，图片每一行用回车隔开。

Binary格式：PPM用24bits代表每一个像素，红绿蓝分别占用8bits。

举例：

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

• P3: PPM编码格式为ASCII
• 3: 3列像素
• 2: 2行像素
• 255: 最大像素值

C语言读写代码

// 从文件读取PPM图片
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");

    // 读取图片格式(例如:"P6")
    // 高宽在第二行非注释数据
    while(line < 2){
        fgets(header, 1024, fp);
        if(header[0] != '#'){
            ++line;
        }
    }
    // 读取宽高
    sscanf(header,"%d %d\n", w, h);

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

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

    fclose(fp);
}

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

    fp = fopen(filename, "wb");

    // 写图片格式、宽高、最大像素值
    fprintf(fp,"P6\n%d %d\n255\n",w,h);

    // 写RGB数据
    fwrite(data, w*h*3, 1, fp);

    fclose(fp);
}