第５章 画像変形

【リスト5-1】 型紙によるトリミング
#include "myWin.h"
#include "math.h"
#define XST 420
#define YST 10
#define GWIDTH 400
#define GHIGHT 400
#define RED(X) (X & 0xFF)
#define GREEN(X) ((X>>8) & 0xFF)
#define BLUE(X) ((X>>16) & 0xFF)
static HBITMAP hBM[2];static HDC hBuff[2]; 
static BITMAP bM[2];
void clearBitmap(int i){//ビットマップのクリア
	SelectObject(hBuff[i], GetStockObject(NULL_PEN));
	PatBlt(hBuff[i], 0,0,GWIDTH,GHIGHT,WHITENESS);//黒塗り
}
void createBitmap(HWND hw){//ビットマップの設定
	HDC hdc=GetDC(hw);
	for(int i=0;i<2;i++){
		hBM[i]=CreateCompatibleBitmap(hdc,GWIDTH,GHIGHT);
		hBuff[i]=CreateCompatibleDC(hdc); SelectObject(hBuff[i], hBM[i]);
		clearBitmap(i);
	}
}
int pixel(int i, int j){//画像1からピクセルを取り出す
	return GetPixel(hBuff[1], i,j);
}
void setPixel(int i, int j, COLORREF C){//画像0にピクセルを設定する
	SetPixel(hBuff[0], i,j, C);
}
void procPolygon(){
	int NUMPOLY=5;
	POINT poly[]={{200,10},{390,150},{300,350}, {100,350},{19,150}};	PatBlt(hBuff[0], 0,0,GWIDTH,GHIGHT,BLACKNESS);//黒塗り
	HPEN hpen=CreatePen(PS_NULL,1,0xFFFFFF);SelectObject(hBuff[0], hpen);
	HBRUSH brush=CreateSolidBrush(0xFFFFFF); SelectObject(hBuff[0], brush);
	Polygon(hBuff[0],poly,NUMPOLY);//型紙の描画
	BitBlt(hBuff[0],0,0,GWIDTH, GHIGHT, hBuff[1], 0,0,SRCAND);
	DeleteObject(hpen);DeleteObject(hpen);	
}
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
    procPolygon();
	InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}
void procRButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
	clearBitmap(0);//画像0をクリア
    InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}
void procCreate(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){//初期処理
	createBitmap(hw);MoveWindow(hw,0,0,850,460,TRUE);
	hBM[1]=LoadBitmap(hInstance, TEXT("suzume"));//画像1に表示
	GetObject(hBM[1],sizeof(BITMAP), &bM[1]);
    InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}
void procPaint(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){//画面表示
	PAINTSTRUCT ps;	
	HDC hdc  = BeginPaint(hw,&ps);
	SelectObject(hBuff[0],hBM[0]);SelectObject(hBuff[1],hBM[1]);
	BitBlt(hdc,10,YST,GWIDTH, GHIGHT, hBuff[0], 0,0,SRCCOPY);
	BitBlt(hdc,XST,YST,GWIDTH, GHIGHT, hBuff[1], 0,0,SRCCOPY);
	EndPaint(hw,&ps);
}
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hw, UINT msg, WPARAM wp,LPARAM lp){
	switch(msg){
 	case WM_DESTROY : PostQuitMessage(0)  ; return 0;
	case WM_CREATE  : procCreate(hw,wp,lp); return 0;
	case WM_LBUTTONDOWN  : procLButtonDown(hw,wp,lp); return 0;
	case WM_RBUTTONDOWN  : procRButtonDown(hw,wp,lp); return 0;
	case WM_PAINT   : procPaint (hw,wp,lp); return 0;
	}
	return DefWindowProc(hw,msg,wp,lp);
}

(ANDによる描画ができない言語の場合)
   
   ---(前略)---

	Polygon(hBuff[0],poly,NUMPOLY);
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++)for(int j=0;j<GHIGHT;j++)
		if(GetPixel(hBuff[0],i,j))	setPixel(i,j,pixel(i,j));
	
    ---(後略)---
  
【リスト5-2】 境界と内部の判定
void procPolygon2(){
	int NUMPOLY=5;
	POINT poly[]={{200,10},{390,150},{300,350}, {100,350},{19,150}};
	PatBlt(hBuff[0], 0,0,GWIDTH,GHIGHT,BLACKNESS);//黒塗り
	HPEN hpen=CreatePen(PS_SOLID,2,0xFF);SelectObject(hBuff[0], hpen);
	HBRUSH brush=CreateSolidBrush(0xFFFFFF);SelectObject(hBuff[0], hpen);
	Polygon(hBuff[0],poly,NUMPOLY);
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++)for(int j=0;j<GHIGHT;j++){
		COLORREF C=GetPixel(hBuff[0],i,j);
		if(C==0xFF) setPixel(i,j,0xFF);      //線上なら赤色
		else if(C)  setPixel(i,j,pixel(i,j));//内部なら画素移動
	}
		DeleteObject(hpen);DeleteObject(hpen);	
}

【リスト5-3】 文字列の型紙
void procStrintPat(){
	PatBlt(hBuff[0], 0,0,GWIDTH,GHIGHT,BLACKNESS);//黒塗り
	LPTSTR lptstr = TEXT("ABC");
	HFONT hF =CreateFont(
		150, 0, 0, 0, FW_BOLD, TRUE, TRUE, FALSE, SHIFTJIS_CHARSET,
		OUT_DEFAULT_PRECIS, CLIP_DEFAULT_PRECIS, DEFAULT_QUALITY,
		VARIABLE_PITCH | FF_ROMAN,NULL);
	SelectObject(hBuff[0], hF);	SetBkMode(hBuff[0],TRANSPARENT);
	SetTextColor(hBuff[0],0xFFFFFF);
	TextOut(hBuff[0],50,100,lptstr,lstrlen(lptstr));
	BitBlt(hBuff[0],0,0,GWIDTH, GHIGHT, hBuff[1], 0,0,SRCAND);
}

【リスト5-4】 アフィン変換による変形
void revAffine(double X, double Y, double a[2][3], double *x, double *y){
	double D=a[0][0]*a[1][1]-a[0][1]*a[1][0];
	*x=( a[1][1]*X-a[0][1]*Y+a[1][2]*a[0][1]-a[1][1]*a[0][2])/D;
	*y=(-a[1][0]*X+a[0][0]*Y+a[0][2]*a[1][1]-a[0][0]*a[1][0])/D;
}
#define PI 3.14159265358979
void setAffinMat(double affine[2][3]){
	double TH=PI/6.0, cosTH=cos(TH),sinTH=sin(TH);
	double A=1.0, B=1.0;
	affine[0][0]=cosTH*A; affine[0][1]=-sinTH*A; affine[0][2]=100;
	affine[1][0]=sinTH*B; affine[1][1]= cosTH*B; affine[1][2]=100;
}
void affineTransformation(){
	double affine[2][3]; setAffinMat(affine);
	double X, Y;COLORREF C;
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++)for(int j=0;j<GHIGHT;j++){
		revAffine((double)i,(double)j, affine, &X, &Y);
		int IX,IY;
		IX=(int)(X+0.5); IY=(int)(Y+0.5);
		if(IX<0 || IX>=GWIDTH || IY<0 || IY>=GHIGHT) C=0;
		else C=pixel(IX,IY);
		setPixel(i,j,C);
	}
}
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
   affineTransformation();
	InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}

【リスト5-5】 バイリニア補間法
COLORREF mixColor(int C1, int C2,double Alfa){
	return (COLORREF) ((double)C1*(1-Alfa)+(double)C2*Alfa);
}
COLORREF mixColor24(COLORREF C1,COLORREF C2, double DX){
	COLORREF R1,G1,B1, R2,G2,B2;
	R1=RED(C1);G1=GREEN(C1); B1=BLUE(C1);
	R2=RED(C2);G2=GREEN(C2); B2=BLUE(C2);
	R1=mixColor(R1,R2,DX);G1=mixColor(G1,G2,DX);B1=mixColor(B1,B2,DX);
	return RGB(R1,G1, B1);
}
COLORREF bilinear(double X,double Y){
	int IX,IY, JX, JY;double DX1, DY1;
	IX=(int)X; IY=(int)Y;
	if(IX<0 || IX>=GWIDTH || IY<0 || IY>=GHIGHT) return 0;
	if(IX==(GWIDTH-1) && IY>=(GHIGHT-1))return pixel(GWIDTH-1, GHIGHT-1);
	if(IX==(GWIDTH-1))return pixel(GWIDTH-1, IY);
	if(IY>=(GHIGHT-1))return pixel(IX, GHIGHT-1);
	JX=IX+1; JY=IY+1;
	DX1=X-(double)IX; DY1=Y-(double)IY;  
	COLORREF C1=mixColor24(pixel(IX,IY),pixel(JX,IY), DX1);
	COLORREF C2=mixColor24(pixel(IX,JY),pixel(JX,JY), DX1);
	return mixColor24(C1, C2, DY1);
}
  
【リスト5-6】 バイキュービック補間法
#define BIQA  -1.0
double biParam[] = {BIQA+3.0, BIQA+2.0, - (BIQA*4.0), BIQA*8.0, BIQA*5.0}; 
COLORREF bicubic(double X,double Y){
	int IX,IY;double Eps=0.001;IX=(int)X; IY=(int)Y;
	if(IX<0 || IX>=GWIDTH || IY<0 || IY>=GHIGHT) return 0;
	if(IX==(GWIDTH-1) && IY>=(GHIGHT-1))return pixel(GWIDTH-1, GHIGHT-1);
	if(IX==(GWIDTH-1))return pixel(GWIDTH-1, IY);
	if(IY>=(GHIGHT-1))return pixel(IX, GHIGHT-1);
	if(IX==0 || IY==0 || IX>(GWIDTH-3) || IY>(GHIGHT-3)){
		IX=(int)(X+0.5); IY=(int)(Y+0.5); return pixel(IX,IY);
	}
	double CL[3]; CL[0]=CL[1]=CL[2]=0;
	for(int i=-1;i<3;i++)for(int j=-1;j<3;j++){
		int XC=IX+i, YC=IY+j;
		double DX=abs(XC-X), DY=abs(YC-Y), WGT=0.0;
		int iflag=true;
		if(DX<=1.0)WGT=1.0-biParam[0]*DX*DX+biParam[1]*DX*DX*DX;
		else if(DX<=2.0)	
				WGT=biParam[2]+biParam[3]*DX-biParam[4]*DX*DX+BIQA*DX*DX*DX;
		else iflag=false;
		if(iflag){
			if(DY<=1.0)WGT*=1.0-biParam[0]*DY*DY+biParam[1]*DY*DY*DY;
			else if(DY<=2.0)
				WGT*=biParam[2]+biParam[3]*DY-biParam[4]*DY*DY+BIQA*DY*DY*DY;
			else iflag=false;
		}
		if(iflag){
			int C=pixel(XC,YC);
			CL[0]+= RED(C)*WGT;CL[1]+= GREEN(C)*WGT;CL[2]+= BLUE(C)*WGT;
		}
	}
	if(CL[0]>255) CL[0]=255;if(CL[0]<0)CL[0]=0;
	if(CL[1]>255) CL[1]=255;if(CL[1]<0)CL[1]=0;
	if(CL[2]>255) CL[2]=255;if(CL[2]<0)CL[2]=0;
	return RGB((int)CL[0],(int)CL[1],(int)CL[2]);
}
   
【リスト5-7】 アフィン変換以外の変換(その1)
void otherTrans(){
	double X, Y;COLORREF C;
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++)for(int j=0;j<GHIGHT;j++){
		X=(double)i/(double)j *800-400;Y=j;
		int IX,IY;
		IX=(int)(X+0.5); IY=(int)(Y+0.5);
		if(IX<0 || IX>=GWIDTH || IY<0 || IY>=GHIGHT) C=0;
		else C=pixel(IX,IY);
		setPixel(i,j,C);
	}
}
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
     otherTrans();
	 InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}

【リスト5-8】 アフィン変換以外の変換(その2)
void otherTrans(){
	double X, Y;COLORREF C;
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++)for(int j=0;j<GHIGHT;j++){
		double DX=(double)(i-200), DY=(double)(j-200);
		X=abs(DX*DY/80); Y=j;
		int IX,IY; IX=(int)(X+0.5); IY=(int)(Y+0.5);
		if(IX<0 || IX>=GWIDTH || IY<0 || IY>=GHIGHT) C=0;
		else C=pixel(IX,IY);
		setPixel(i,j,C);
	}
}

【リスト5-9】 アフィン変換以外の変換(その3)
void otherTrans(){
	double X, Y;COLORREF C;
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++)for(int j=0;j<GHIGHT;j++){
		double DX=(double)(i-200)/5, DY=(double)(j-200)/5;
		X=sqrt(DX*DX+DY*DY)*10-120;	Y=j;
		int IX,IY; IX=(int)(X+0.5); IY=(int)(Y+0.5);
		if(IX<0 || IX>=GWIDTH || IY<0 || IY>=GHIGHT) C=0;
		else C=pixel(IX,IY);
		setPixel(i,j,C);
	}
}

【リスト5-10】 歪んだ四角形
void drawImage(double X1, double Y1, double X2, double Y2, double X3, double Y3, double X4, double Y4){
	int iw=GWIDTH, ih=GHIGHT;
	double w=(double)iw, h=(double)ih;
	double sDY1=Y3-Y1, sDY2=Y4-Y2, sDX1=X3-X1, sDX2=X4-X2, ST=abs(sDY1);
	if(abs(sDY2)>ST)ST=abs(sDY2);
	if(abs(sDX1)>ST)ST=abs(sDX1);
	if(abs(sDX2)>ST)ST=abs(sDX2);
	ST*=2;sDY1/=ST; sDY2/=ST; sDX1/=ST; sDX2/=ST;
	double YY1=Y1, YY2=Y2, XX1=X1, XX2=X2;
	int jed=(int)(ST+0.5);
	for(int j=0; j<jed; j++, YY1+=sDY1, YY2+=sDY2, XX1+=sDX1, XX2+=sDX2){
		int py=(int)((double)j*h/ST);
		double DX=XX2-XX1, DY=YY2-YY1, ST2=abs(DX);
		if(abs(DY)>ST2)ST2=abs(DY);
		ST2*=2; DX/=ST2; DY/=ST2; int ked=(int)(ST2+0.5); double X=XX1,Y=YY1;
		for(int k=0; k<ked; k++,X+=DX, Y+=DY ){
			int px=(int)((double)k*w/ST2), C=pixel(px, py); 
			setPixel((int)(X), (int)(Y), C);
		}
	}
} 
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
	drawImage(200, 50, 350, 150, 50,200,300,300);
	InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}

【リスト5-11】 type 1による画像
void trimCircle(){
	int LX=GWIDTH/2, LY=GHIGHT/2, LLX=LX*LX;
	for(int j=0;j<GHIGHT;j++)setPixel(LX,j,pixel(LX,j));
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++)setPixel(i,LY,pixel(i,LY));
	for(int j=1;j<LY;j++){
		int JJ=j*j;
		for(int i=1;i<LX;i++){
			if((JJ+i*i)>LLX)break;
			double c=(double)j/(double)i;if(i<j) c = 1.0/c;
			double D=sqrt(1+c*c);
			int ii=(int)((double)i*D+0.5);//if(ii>=LX)ii=LX-1;
			int jj=(int)((double)j*D+0.5);//if(jj>=LY)jj=LY-1;
			if(ii<LX && jj<LY) {
				setPixel(LX+i,LY+j,pixel(LX+ii,LY+jj));
				setPixel(LX-i,LY-j,pixel(LX-ii,LY-jj));
		    		setPixel(LX-i,LY+j,pixel(LX-ii,LY+jj));
				setPixel(LX+i,LY-j,pixel(LX+ii,LY-jj));
			}
		}
	}
}

【リスト5-12】 type 2による画像
void trimCircle(){
	int LX=GWIDTH/2, LY=GHIGHT/2, LLX=LX*LX;
	for(int j=0;j<GHIGHT;j++)setPixel(LX,j,pixel(LX,j));
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++)setPixel(i,LY,pixel(i,LY));
	for(int j=1;j<LY;j++){
		int JJ=j*j;
		for(int i=1;i<LX;i++){
			if((JJ+i*i)>LLX)break;
			double r=(double)j/(LY-1);	r=sqrt(1-r*r);
			int ii=(int)((double)i/r+0.5);if(ii>=LX)ii=LX-1;
			int jj=j;
			setPixel(LX+i,LY+j,pixel(LX+ii,LY+jj));
			setPixel(LX-i,LY-j,pixel(LX-ii,LY-jj));
			setPixel(LX-i,LY+j,pixel(LX-ii,LY+jj));
			setPixel(LX+i,LY-j,pixel(LX+ii,LY-jj));
		}
	}
}

【リスト5-13】 XY座標の対応表作成
int xTab[GWIDTH][GHIGHT], yTab[GWIDTH][GHIGHT];
void genXTab(){
	for(int j=0;j<GHIGHT;j++){
		int NumP=0;
		for(int i=0;i<GWIDTH;i++) if(GetPixel(hBuff[0],i,j)) NumP++;
		if(NumP){//横幅を横方向内部ドット数で除した値で比例配分
			double DP=(double)GWIDTH/(double)NumP;	double DI=0;
			for(int i=0;i<GWIDTH;i++){ 
				if(GetPixel(hBuff[0],i,j)){
					xTab[i][j]=(int)(DI+0.5);  DI+=DP;
				}
				else xTab[i][j]=-1;
			}
		}
		else for(int i=0;i<GWIDTH;i++) xTab[i][j]=-1;
	}
}
void genYTab(){
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++){
		int NumP=0;
		for(int j=0;j<GHIGHT;j++) if(GetPixel(hBuff[0],i,j)) NumP++;
		if(NumP){//縦の高さを縦方向内部ドット数で除した値で比例配分
			double DP=(double)GHIGHT/(double)NumP;	double DI=0;
			for(int j=0;j<GHIGHT;j++){ 
				if(GetPixel(hBuff[0],i,j)){
					yTab[i][j]=(int)(DI+0.5); DI+=DP;
				}
				else yTab[i][j]=-1;
			}
		}
		else for(int j=0;j<GHIGHT;j++) yTab[i][j]=-1;
	}
}

【リスト5-14】 一般図形への画像詰込み
void drawPolygon(){
	int NUMPOLY=5;
	POINT poly[]={{200,10},{390,150},{300,350}, {100,350},{19,150}};
	PatBlt(hBuff[0], 0,0,GWIDTH,GHIGHT,BLACKNESS);//黒塗り
	HPEN hpen=CreatePen(PS_NULL,1,0xFFFFFF);SelectObject(hBuff[0], hpen);
	HBRUSH brush=CreateSolidBrush(0xFF00FF);SelectObject(hBuff[0], brush);
	Polygon(hBuff[0],poly,NUMPOLY);
	DeleteObject(hpen);DeleteObject(hpen);	
}
void paintPolygon(){
	drawPolygon();genXTab();genYTab();
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++)for(int j=0;j<GHIGHT;j++)
		if(xTab[i][j]>=0) setPixel(i,j, pixel(xTab[i][j],yTab[i][j])) ;
}

【リスト5-15】 一般図形への画像詰込み
void drawPolygon(){
	int NUMPOLY=5;
	POINT poly[]={{200,10},{390,150},{300,350}, {100,350},{19,150}};
	PatBlt(hBuff[0], 0,0,GWIDTH,GHIGHT,BLACKNESS);//黒塗り
	HPEN hpen=CreatePen(PS_NULL,1,0xFFFFFF);SelectObject(hBuff[0], hpen);
	HBRUSH brush=CreateSolidBrush(0xFF00FF);SelectObject(hBuff[0], brush);
	Ellipse(hBuff[0],0,0,400,300);
	Polygon(hBuff[0],poly,NUMPOLY);
	DeleteObject(hpen);DeleteObject(hpen);	
}

【リスト5-16】 最大・最小で比例配分
void genXTab2(){
	int maxX=0,minX=GWIDTH;
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++)for(int j=0;j<GHIGHT;j++){
		if(GetPixel(hBuff[0],i,j)){
			if(i>maxX)maxX=i;	if(i<minX)minX=i;
		}
	}
	if(maxX<minX) maxX=minX+GHIGHT;
	double DP=(double)GWIDTH/(maxX-minX);
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++)for(int j=0;j<GHIGHT;j++) 
		if(GetPixel(hBuff[0],i,j)) xTab[i][j]=(int)((i-minX)*DP+0.5);
		else xTab[i][j]=-1;
}
void genYTab2(){
	int maxY=0,minY=GHIGHT;
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++)for(int j=0;j<GHIGHT;j++){
		if(GetPixel(hBuff[0],i,j)){
			if(j>maxY)maxY=j;	if(j<minY)minY=j;
		}
	}
	if(maxY<minY) maxY=minY+GHIGHT;
	double DP=(double)GHIGHT/(maxY-minY);
	for(int i=0;i<GWIDTH;i++)for(int j=0;j<GHIGHT;j++) 
		if(GetPixel(hBuff[0],i,j)) yTab[i][j]=(int)((j-minY)*DP+0.5);
		else yTab[i][j]=-1;
}