Tga图片格式分析以及程序实现 -一个渣渣

本文转自本人Blog: Singlerblog.mblogger.cn

继位图之后，我们来看看Tga图片的格式，以及程序实现。

一、文件格式

Tga常见的格式有非压缩RGB和压缩RGB两种格式，其他格式的我们在这里不做讲述。文件的第三个Byte位作为标记：2为非压缩RGB格式，10为压缩RGB格式。它们的具体格式如下：

1、非压缩格式

图片类型：2-非压缩RGB格式

名称		偏移	长度	说明
图像信息字段长度		0	1	本字段是 1 字节无符号整型，指出图像信息字段（见本子表的后面）长度，其取值范围是 0 到 255 ，当它为 0 时表示没有图像的信息字段。
颜色表类型		1	1	0 表示没有颜色表，1 表示颜色表存在。由于本格式是无颜色表的，因此此项通常被忽略。
图像类型码		2	1	该字段总为 2 ，这也是此类型为格式 2 的原因。
颜色表规格字段	颜色表首址	3	2	颜色表首的入口索引，整型（低位-高位）	如果颜色表字段为0，则忽略该字段
	颜色表的长度	5	2	颜色表的表项总数，整型（低位-高位）
	颜色表项位数	7	1	位数（bit），16 代表 16 位 TGA ，24 代表 24 位 TGA ，32 代表 32 位 TGA
图像规格字段	图像 X 坐标起始位置	8	2	图像左下角 X坐标的整型（低位-高位）值
	图像 Y 坐标起始位置	10	2	图像左下角 Y坐标的整型（低位-高位）值
	图像宽度	12	2	以像素为单位，图像宽度的整型（低位-高位）
	图像高度	14	2	以像素为单位，图像宽度的整型（低位-高位）
	图像每像素存储占用位数	16	2	它的值为16，24 或 32 等等。决定了该图像是 TGA 16，TGA24,TGA 32 等等。
	图像描述符字节	17	1	bits 3-0 - 每像素对应的属性位的位数；对于TGA 16，该值为 0 或 1，对于 TGA 24，该值为 0，对于 TGA 32，该值为 8。 bit 4 - 保留，必须为 0 bit 5 - 屏幕起始位置标志 0 = 原点在左下角 1 = 原点在左上角对于 truevision 图像必须为 0 bits 7-6 - 交叉数据存储标志 00 = 无交叉 01 = 两路奇/偶交叉 10 = 四路交叉 11 = 保留
图像信息字段		18	可变	包含一个自由格式的，长度是图像由“图像信息字段”指定。它常常被忽略（即偏移 0 处值为 0 ），注意其最大可以含有 255 个字符。如果需要存储更多信息，可以放在图像数据之后。
颜色表数据		可变	可变	如果颜色表类型为 0，则该域不存在，否则越过该域直接读取图像颜色表规格中描述了每项的字节数，为 2，3，4 之一。
图像数据		可变	可变	RGB颜色数据，存放顺序为：BBB GGG RRR (AAA)

2、压缩格式

图片类型：10-压缩RGB格式

名称		偏移	长度	说明
图像信息字段长度		0	1	本字段是 1 字节无符号整型，指出图像信息字段（见本子表的后面）长度，其取值范围是 0 到 255 ，当它为 0 时表示没有图像的信息字段。
颜色表类型		1	1	0 表示没有颜色表，1 表示颜色表存在。由于本格式是无颜色表的，因此此项通常被忽略。
图像类型码		2	1	该字段总为 10 ，这也是此类型为格式 10 的原因。
颜色表规格字段	颜色表首址	3	2	颜色表首的入口索引，整型（低位-高位）	如果颜色表字段为0，则忽略该字段
	颜色表的长度	5	2	颜色表的表项总数，整型（低位-高位）
	颜色表项位数	7	1	位数（bit），16 代表 16 位 TGA ，24 代表 24 位 TGA ，32 代表 32 位 TGA
图像规格字段	图像 X 坐标起始位置	8	2	图像左下角 X坐标的整型（低位-高位）值
	图像 Y 坐标起始位置	10	2	图像左下角 Y坐标的整型（低位-高位）值
	图像宽度	12	2	以像素为单位，图像宽度的整型（低位-高位）
	图像高度	14	2	以像素为单位，图像宽度的整型（低位-高位）
	图像每像素存储占用位数	16	2	它的值为16，24 或 32 等等。决定了该图像是 TGA 16，TGA24,TGA 32 等等。
	图像描述符字节	17	1	bits 3-0 - 每像素对应的属性位的位数；对于TGA 16，该值为 0 或 1，对于 TGA 24，该值为 0，对于 TGA 32，该值为 8。 bit 4 - 保留，必须为 0 bit 5 - 屏幕起始位置标志 0 = 原点在左下角 1 = 原点在左上角对于 truevision 图像必须为 0 bits 7-6 - 交叉数据存储标志 00 = 无交叉 01 = 两路奇/偶交叉 10 = 四路交叉 11 = 保留
图像信息字段		18	可变	包含一个自由格式的，长度是图像由“图像信息字段”指定。它常常被忽略（即偏移 0 处值为 0 ），注意其最大可以含有 255 个字符。如果需要存储更多信息，可以放在图像数据之后。
颜色表数据		可变	可变	如果颜色表类型为 0，则该域不存在，否则越过该域直接读取图像颜色表规格中描述了每项的字节数，为 2，3，4 之一。
图像数据		可变	可变	采用RLE压缩后的RGB颜色数据。

Tga的压缩算法采用了RLE算法，RLE算法的基本思想是将数据分为两大类：

A：连续的不重复字节

B：连续的重复字节

RLE算法应用于RGB格式的图片压缩中，则把数据分为：

A：连续的不重复像素颜色值

B：连续的重复像素颜色值

然后将数据按这两类数据分成若干长度不相等数据块，每个数据块的开始都是一个1个字节长度的header（RLE在纯数据压缩中header位2个字节16位），后面紧跟着data数据块，如下。

Header（1个字节）

Data（变长）

每个header的第一位作为标记：0表示A类颜色数据，1表示B类颜色数据。剩下的7位意义如下：

对于A类数据：表示data有多少个像素的RGB颜色值。取值0-127，0表示1个像素，所以最多为128个像素，data块则为这些不重复的像素RGB颜色值。

对于B类数据：表示有多少个像素具有相同的RGB颜色值。取值0-127，0表示1个像素，所以最多为128个像素，data仅包含一个像素的颜色值，即为重复的那个颜色值。

关于RLE代码的实现，可以参考本文后面的“程序实现”部分的代码。

二、程序实现

好了，弄清楚了文件格式后，编写程序就不是个难事清了。为了读取方便，我定义了结构体来表示Tga文件头：

//------------------------------------------------

// Name:TgaHeader

// Introduce:The tga header information in file

//------------------------------------------------

typedef struct tagTgaHeader

{

BYTE ubImageInfoByteCnt; //The image information length, in byte

BYTE ubColorTableExist; //0-have not color table,1-have

BYTE ubImageType; //Image type,2-uncompare RGB image,10-compare RGB image

BYTE ubColorTableInfo[5]; //Color table information

BYTE ubImageInfo[10]; //Image information

}TgaHeader, *LPTGAHEADER;

//------------------------------------------------

1、文件头信息

//Load the file header

TgaHeader header;

memset(&header, 0, sizeof(header));

is.read((char*)&header, sizeof(header));

if(header.ubImageType != 2 && header.ubImageType != 10)

return false;

2、获取图像规格信息

//Get image size

m_iImageWidth = (header.ubImageInfo[5]<<8) + header.ubImageInfo[4];

m_iImageHeight = (header.ubImageInfo[7]<<8) + header.ubImageInfo[6];

m_iBitsPerPixel = header.ubImageInfo[8];

if( m_iImageWidth <=0 || m_iImageHeight <= 0 ||

(m_iBitsPerPixel != 24 && m_iBitsPerPixel != 32))

return false;

m_iImageDataSize = m_iImageWidth * m_iImageHeight * m_iBitsPerPixel/8;

3、读取图片信息字段

//Load the image information

char info[255] = {'/0'};

is.read(info, header.ubImageInfoByteCnt);

4、读取图片数据

对于非压缩格式（header.ubImageType = 2），我们可以直接读取：

//Load image data

if(m_pImageData) delete []m_pImageData;

m_pImageData = new unsigned char[m_iImageDataSize];

is.read((char*)m_pImageData, m_iImageDataSize);

对于压缩格式（header.ubImageType = 10），我们要按照RLE算法解码：

if(m_pImageData) delete []m_pImageData;

m_pImageData = new unsigned char[m_iImageDataSize];

int iBytePerPixel = m_iBitsPerPixel/8;

int iPixelCnt = m_iImageWidth * m_iImageHeight;

int iCurPixel = 0;

unsigned char ucColorBuffer[4] = {'/0'};

do{

BYTE chunkheader = 0;

is.read((char*)&chunkheader, sizeof(BYTE));

//run length data

if(chunkheader & 0x80)

{

int iCnt = (chunkheader & 0x7f) + 1;

is.read((char*)ucColorBuffer, iBytePerPixel);

for(int i = 0; i < iCnt; i++)

{

m_pImageData[iCurPixel*iBytePerPixel + 0] = ucColorBuffer[0];

m_pImageData[iCurPixel*iBytePerPixel + 1] = ucColorBuffer[1];

m_pImageData[iCurPixel*iBytePerPixel + 2] = ucColorBuffer[2];

if(m_iBitsPerPixel == 32)

{

m_pImageData[iCurPixel*iBytePerPixel + 3] = ucColorBuffer[3];

}

iCurPixel++;

if(iCurPixel > iPixelCnt)

return false;

}

//no processed data

else

{

int iCnt = chunkheader + 1;

for(int i = 0; i < iCnt; i++)

{

is.read((char*)ucColorBuffer, iBytePerPixel);

m_pImageData[iCurPixel*iBytePerPixel + 0] = ucColorBuffer[0];

m_pImageData[iCurPixel*iBytePerPixel + 1] = ucColorBuffer[1];

m_pImageData[iCurPixel*iBytePerPixel + 2] = ucColorBuffer[2];

if(m_iBitsPerPixel == 32)

{

m_pImageData[iCurPixel*iBytePerPixel + 3] = ucColorBuffer[3];

}

iCurPixel++;

if(iCurPixel > iPixelCnt)

return false;

}

}while(iCurPixel < iPixelCnt);

5、注意事项

行对齐：

同位图一样，如果想把tga用于GDI，需要做行对齐处理，而却Tga文件里的数据是没有行对齐的，所以加载必须程序进行行对齐。行对齐的方法如下：

A：计算图片行对齐前每行的字节数：

iRowDataLenOld = m_iImageWidth * m_iImageHeight * m_iBitsPerPixel/8;

B：计算行对齐后的字节数：

iRowDataLenNew= (((m_iImageWidth*m_iBitsPerPixel) + 31) >> 5) << 2;

C：如果iRowDataLenOld＝iRowDataLenNew则不需要对齐

D：否则在每行的后面添加iRowDataLenNew－iRowDataLenOld个字节，并以0填充。

BGR->RGB转换：

Tga文件存储颜色数据的格式为BGR(A)，如果需要得到RGB(A)格式的数据（如OpenGL中）需要做BGR->RGB转换。

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