1. Введение

Цель работы:

Научиться работать файлами в формате BMP, реализовать функционал поиска максимального белого прямоугольника и вывода заданных условием вершин.

Задачи работы:

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

• Создать структуры BitMapFileHeader, BitMapInfoHeader , RGB для считывания и работы с BMP-файлом и структуры Point, Vector и BmpBasket для эффективного хранения и передачи информации между функциями ;

• Создать функции search_tops для поиска вершин фигуры и функцию rectangle, которая проверяет является ли фигура монотонным прямоугольником.

• Осуществить проверку на наличие BMP-файла;

• Произвести считывание файла и запустить проверки;

• Вывести результат.

2. 1.Краткое описание кода

1.1 Структура BitMapFileHeader

Здесь и далее для корректного размера структур используется директива #pragma pack(push, 1) #pragma pack(pop) . Это необходимо, чтобы поля структуры не выравнивались до кратного четырем числа байт, а оставались заданного размера. Эта структура предназначена для хранения общей информации о файле. Данная структура содержит следующие поля:

• uint16_t bfType - тип файла;

• uint32_t bfSize - размер файла в байтах;

• uint16_t bfReserved1 - резервное поле;

• uint16_t bfReserved2 - резервное поле;

• uint32_t bfOffsetBits – сдвиг битового массива относительно начала файла;

typedef struct BitMapFileHeader{

    uint16_t bfType;

    uint32_t bfSize;

    uint16_t bfReserved1;

    uint16_t bfReserved2;

    uint32_t bfOffsetBits;

} BitMapFileHeader;

1.2. Структура BitMapInfoHeader.

Эта структура содержит информацию о параметрах файла, его высоте, ширине и так далее. Она состоит из следующих полей:

1. uint32_t biSize - размер данной структуры;

2. uint32_t biWidth - ширина изображения в пикселях;

3. uint32_t biHeight - высота изображения в пикселях;

4. uint16_t biPlanes - количество плоскостей;

5. uint16_t biBitCount - количество бит на пиксель;

6. uint32_t biCompression - тип сжатия;

7. uint32_t biSizeImage - размер изображения в байтах;

8. uint32_t biXpenlsPerMeter- горизонтальное разрешение в пикселях на метр;

9. uint32_t biYpenlsPerMeter - вертикальное разрешение в пикселях на метр;

10. uint32_t biColorUsed - количество используемых цветов из таблицы. Если это значение равно нулю, то в растре используется максимально возможное количество цветов, которые разрешены значением biBitCount;

11. uint32_t biColorsImportant;- это количество важных цветов. Определяет число цветов, которые необходимы для того, чтобы изобразить рисунок. Если это значение равно 0 (как это обычно и бывает), то все цвета считаются важными.

typedef struct BitMapInfoHeader{

    uint32_t biSize;

    uint32_t biWidth;

    uint32_t biHeight;

    uint16_t biPlanes;

    uint16_t biBitCount;

    uint32_t biCompression;

    uint32_t biSizeImage;

    uint32_t biXpenlsPerMeter;

    uint32_t biYpenlsPerMeter;

    uint32_t biColorUsed;

    uint32_t biColorsImportant;

} BitMapInfoHeader;

1.3. Структура RGB.

Необходима для считывания одного пикселя изображения. Содержит информацию о красной, желтой и синей составляющей цвета пикселя.

typedef struct RGB{

    uint8_t blue;

    uint8_t green;

    uint8_t red;

} RGB;

1.4. Структура Point.

Служит для описания точки на плоскости.

typedef struct Point{

    uint32_t X;

    uint32_t Y;

} Point;

1.5. Структура Vector.

Служит для описания вектора на плоскости.

typedef struct Vector{

    int32_t X;

    int32_t Y;

} Vector;

1.6. Структура BmpBasket.

Служит обёрткой для данных: координат вершин и размеров плоскости.

typedef struct BmpBasket{

    uint32_t width;

    uint32_t height;

    Point top1;

    Point top2;

    Point top3;

    Point top4;

} BmpBasket;

1.7. Функция rectangle.

Принимает на вход структуру с данными BmpBasket и массив с данными arr[][]. На основе вершин строятся векторы структуры Vector, сравниваются их длины с погрешностью ERROR (значение по умолчанию 0.06 ) и угол между векторами. После проводиться проверка на монотонность фигуры и в случае успеха возвращается площадь фигуры. В случае неудачи -1.

int rectangle(BmpBasket* basket, uint8_t arr[basket->height][basket->width]){

    Vector vector1_2 = {basket->top2.X-basket->top1.X,basket->top2.Y-basket->top1.Y},

         vector2_3 = {basket->top3.X-basket->top2.X,basket->top3.Y-basket->top2.Y},

         vector3_4 = {basket->top4.X-basket->top3.X,basket->top4.Y-basket->top3.Y},

         vector4_1 = {basket->top1.X-basket->top4.X,basket->top1.Y-basket->top4.Y};

        

    double v1_len = sqrt(pow(vector1_2.X,2) + pow(vector1_2.Y,2));

    double v2_len = sqrt(pow(vector2_3.X,2) + pow(vector2_3.Y,2));

    double v3_len = sqrt(pow(vector3_4.X,2) + pow(vector3_4.Y,2));

    double v4_len = sqrt(pow(vector4_1.X,2) + pow(vector4_1.Y,2));

        

    int vector_work = vector1_2.X * vector2_3.X + vector1_2.Y*vector2_3.Y;

    if(vector_work < 0)

        vector_work *= -1;

    int vector_multiply = v1_len * v2_len;

    

    if((v1_len - v3_len) <= ERROR && (v2_len - v4_len) <= ERROR && vector_multiply != 0

        && (vector_work/vector_multiply) <= ERROR){ 

            for(uint32_t i = basket->top4.Y; i < basket->top1.Y; i++)

                for (uint32_t j = basket->top4.X; j < basket->top3.X; j++)

                    if(arr[i][j] != 2)

                        return -1;

        return v1_len * v2_len;

    }

    return -1;

}