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在本文中，我们将了解 PPM 文件并使用 C++ 读取它们。

我们将首先讨论并了解 PPM 文件格式。 稍后，我们将学习用 C++ 读取 PPM 文件的分步过程。

PPM文件

每个图像文件都有一个附加到图像数据的标头/元数据。 标头包含有关图像和文件的不同信息。

在每个图像文件的开头，都存在文件格式的标识。 例如，BM被写在每个BMP文件的开头。

标头的其余部分包含宽度、高度、颜色数量、图像类型（二进制、灰度、16 色、256 色、24 位颜色）、压缩、偏移等信息。

可移植像素图（PPM）格式是一种格式相对简单的彩色图像。 PPM 有两种变体：一种是 P3，另一种是 P6。

P3是ASCII格式，而P6是二进制格式； ASCII 格式通常比二进制格式占用更多空间。 大多数图像都包含大量数据； 因此，空间至关重要。

例如，100x100 的小图像有 10000 个像素。 对于24位彩色图像，每个像素占用3个字节； 因此，需要 30000 字节来存储图像。

在本教程中，我们将讨论 P6 格式。 P3相对来说比较容易阅读和理解； 但是，学习 P6 格式后，您会变得更容易。

P6 是 24 位彩色图像。 P6的表头相对来说更简单； 您可以将其与 BMP 格式进行比较。

PPM 文件格式有 3 个标题行，占用 15 个字节的空间。 第一行具有 PPM 的标识符/签名（P3 或 P6）。

第二行有图像的宽度和空间（用空格分隔）信息，第三行有最大颜色值信息（例如15或255）。

P6
111 132
255
U`6Xe8Xk8Ul9Tg:Ve<Wd7Wd5Td5N_0MY/NZ3P^5Ub5Wc4T`2R`4T`4[d6Yd7NY1CM,@J-FQ/O\2Vg8Ra5FW.?O+@M,BQ/:F-0:**5)*1(6@-CQ5=H1;H-

如前所述，前三行包含标题信息。 第一行的P6标识图像的类型。

程序员可以检查标识符并根据格式读取图像。

第二行将宽度描述为 111，高度描述为 132。第三行将 255 描述为最大颜色值。

从第四行开始，我们以二进制格式存储图像数据（以字符的形式呈现在屏幕上，其中一些可以识别，但不是全部）。

用 C++ 读取 PPM 文件 要读取PPM文件，首先，我们必须读取其文件头以获取有关宽度和高度的信息。 这很重要，因为我们必须相应地声明动态内存并读取图像的数据。

P6是二进制格式； 因此，我们必须以二进制格式打开图像并进行相应的读取：

FILE *read;
read = fopen("west_1.ppm","rb");

在第一行中，声明 FILE 指针以存储第二行中的文件的处理程序。 注意 fopen 函数中的第二个参数是 rb，其中 r 表示读取，b 表示二进制（即文件的二进制读取模式）。

如果您对二进制存储不满意，请阅读这篇有关二进制文件的文章。 打开文件后，您必须读取文件头。

这是代码：

unsigned char header[15];
fread( header , 15,  1, read);

成功读取标头后，下一步就是提取宽度和高度信息以进一步进行。 由于这些信息是以字符形式存储的，我们可以通过以下代码将字符信息一一读取并转换为整数值（也可以使用atoi函数）：

int x=0;
for (pos=3 ;header[pos]!='\n' && header[pos]!=' ';pos++)
    x = x * 10 + (header[pos] - '0');

如前所述，标头的前两个字节包含 P6 值，第三个字节是下一行的分隔符。 因此，我们将从第 4 个元素开始，该元素从索引 3 开始。

我们逐个字符地读取以完成一个整数值（由空格字符或换行字符分隔）。 对于每个字符，我们必须减去 ASCII 值 0，因为数字的 ASCII 值从 48 或 32 十六进制（ASCII 值 0）开始。

例如，6的ASCII值换算为十进制为54； 因此，如果我们从 54 中减去 48，我们将得到 6。利用这个事实，我们可以从字符数组中获取整数值。

请参阅一个将字符数组 135 转换为等效整数的小示例。

integer x = 0 //initial integer value
x = x * 10 + 1 = 1
x = x * 10 + 3 = 13 //find out 10s by
x = x * 10 + 5 = 135 //find out 100s and x will have final integer value

获取宽度和高度信息后，我们将声明一个大小为宽 x 高 x 3 的动态数组，因为图像中有宽 x 高像素，每个图像有 3 个字节（红、绿、蓝，称为 RGB）。

unsigned char *image;
image = new unsigned char [width * height * 3];

我们使用 unsigned char 而不是 char，因为在简单 char 类型中，第一位用于符号（0 表示正数，1 表示负数）。

对于char来说，正值的最大范围是0到127，而我们要读取的信息是0到255。因此，我们需要一个unsigned char。

最后一步是读取图像，这非常简单。 只需将 fread 函数调用为：

fread( image , size,  1, file);//where size is width x height x 3

同样，第一个参数是一个用于存储图像数据的 char 数组，其大小已经很好地解释了。

可变图像具有所有像素 - 红色、绿色和蓝色值。 我们可以声明三个大小为宽 x 高的单独数组，或者我们可以通过记住第一个值是红色、第二个值是绿色、第三个值是蓝色来处理操作。

例如，如果我们想从图像中删除红色分量，我们必须在所有像素的第一个索引中分配0。

我们可以这样做：

for (i=0;i<size;i=i+3){
    image[i] = 0;

请注意 for 循环中的增量步骤，其中我们将 i 增加了 3 而不是 1。这是因为第二个和第三个值是绿色和蓝色，我们不想更改绿色和蓝色值。

我们希望您对阅读 PPM 文件有完整的了解。 最后，让我们看一个完整的C++程序来读取、修改和写入PPM文件：

#include <iostream>
#include <cstdio>

using namespace std;

void readPPMHeader(FILE *file, unsigned char *header){
    fread( header , 15,  1, file);
}
void readPPMImage(FILE *file, unsigned char *image, int size){
    fread( image , size,  1, file);
}
void writePPM(FILE *file, unsigned char *header, unsigned char *image, int size){
    fwrite( header , 15,  1, file);//writing header information
    fwrite( image , size,  1, file);//writing image information
}
void removeRed(unsigned char *image, unsigned char *withoutredimage, int size){
    int i;
    for (i=0;i<size;i=i+3){
        withoutredimage[i]=0;//red component is set to 0
        withoutredimage[i+1]=image[i+1];
        withoutredimage[i+2]=image[i+2];
    }
}
void removeGreen(unsigned char *image, unsigned char *withoutgreenimage, int size){
    int i;
    for (i=0;i<size;i=i+3){
        withoutgreenimage[i]=image[i];
        withoutgreenimage[i+1]=0;//green component is set to 0
        withoutgreenimage[i+2]=image[i+2];
    }
}
void removeBlue(unsigned char *image, unsigned char *withoutblueimage, int size){
    int i;
    for (i=0;i<size;i=i+3){
        withoutblueimage[i]=image[i];
        withoutblueimage[i+1]=image[i+1];
        withoutblueimage[i+2]=0;//blue component is set to 0
    }
}
//To extract width & height from header
int getDimension(unsigned char *header, int &pos){
    int dim=0;
    for ( ;header[pos]!='\n' && header[pos]!=' ';pos++)
        dim = dim * 10 + (header[pos] - '0');
    return dim;
}
int main(){
    FILE *read, *write1, *write2, *write3;
    read = fopen("west_1.ppm","rb");
    unsigned char header[15], *image;
    readPPMHeader(read, header);
    if (header[0]!='P' || header[1]!='6'){
        cout << "Wrong file format\n";
        return 0;
    }
    write1 = fopen("west_1_without_red.ppm","wb");
    write2 = fopen("west_1_without_green.ppm","wb");
    write3 = fopen("west_1_without_blue.ppm","wb");
    int width, height, clrs, pos = 3;
    width = getDimension(header, pos);
    pos++;
    height = getDimension(header, pos);
    cout << "Width:" << width << "\tHeight:" << height << '\n';
    image = new unsigned char [width * height * 3];
    unsigned char *withoutredimage, *withoutgreenimage, *withoutblueimage;
    withoutredimage  = new unsigned char [width * height * 3];
    withoutgreenimage  = new unsigned char [width * height * 3];
    withoutblueimage  = new unsigned char [width * height * 3];
    readPPMImage(read, image, width*height*3);
    removeRed(image, withoutredimage, width*height*3);
    writePPM(write1, header, withoutredimage, width * height * 3);
    removeGreen(image, withoutgreenimage, width*height*3);
    writePPM(write2, header, withoutgreenimage, width * height * 3);
    removeBlue(image, withoutblueimage, width*height*3);
    writePPM(write3, header, withoutblueimage, width * height * 3);
    fclose(read);
    fclose(write1);
    fclose(write2);
    fclose(write3);
    return 0;
}

在这个程序中，我们读取了1个PPM文件，修改后写入了3个PPM文件。