# LodePNG
D1285223 賴嘉安 D1285195 陳均睿

# **用途介紹**
1.用於C語言 PNG 圖像解碼和編碼。
2.完全開源，可以在 GitHub 上找到相關代碼。
# LodePNG是做什麼的？
1.圖片解碼： LODEPNG 可以用於將 PNG 格式的圖片文件解碼為內存中的像素數據。這使得開發者可以在程序中輕鬆地讀取和操作 PNG 圖片。

2.圖片編碼： LODEPNG 允許開發者將內存中的像素數據編碼為 PNG 格式的圖片文件。這使得用戶可以生成 PNG 圖片，例如，用於保存程式生成的圖形或遊戲中的紋理。

3.與其他庫集成：LODEPNG 可以方便地與其他庫和框架集成。例如，可以將其與 OpenGL、SDL 或其他圖形庫一起使用，以實現更複雜的圖形應用。

4.跨平台應用： LODEPNG 的 C 和 C++ 支持使其能夠在各種平台上使用。這使得它成為跨平台應用開發中處理 PNG 圖片的一個選擇。

5.嵌入式系統應用：LODEPNG適用於一些資源有限的嵌入式系統，例如嵌入式設備或 IoT 設備，用於處理 PNG 圖片。
# LodePNG的特色
1.輕量且無依賴性： LodePNG 是一個輕量級的 PNG 圖片編碼和解碼庫，並且不需要依賴其他庫，如 zlib 或 libpng。這使得它使用上變得更加簡單，這也有助於簡化項目的構建和部署。

2.簡單易用： LodePNG 提供了簡單且易於使用的介面，讓開發者可以輕鬆地進行 PNG 圖片的編碼和解碼。

3.支持C 和 C++： LodePNG 支持 C 和 C++，同時提供了 C++ 的方便包裝器。這使得它在各種項目中都能夠方便地使用。

4.開放源碼： LodePNG 是開放源碼項目，允許開發者檢視、修改和自由使用代碼，以滿足其特定需求。
# LodePNG範例程式碼 1

#include "lodepng.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void decodeOneStep(const char* filename) {
  unsigned error;
  unsigned char* image = 0;
  unsigned width, height;

  error = lodepng_decode32_file(&image, &width, &height, filename);
  if(error) printf("error %u: %s\n", error, lodepng_error_text(error));
  free(image);
}

void decodeTwoSteps(const char* filename) {
  unsigned error;
  unsigned char* image = 0;
  unsigned width, height;
  unsigned char* png = 0;
  size_t pngsize;
  error = lodepng_load_file(&png, &pngsize, filename);
  if(!error) error = lodepng_decode32(&image, &width, &height, png, pngsize);
  if(error) printf("error %u: %s\n", error, lodepng_error_text(error));
  free(png);
  free(image);
}

int main(int argc, char *argv[]) {
  const char* filename = argc > 1 ? argv[1] : "test.png";
  decodeOneStep(filename);
  return 0;
}

# 程式碼講解

void decodeOneStep(const char* filename) {
  unsigned error;
  unsigned char* image = 0;  // 儲存解碼後的像素數據
  unsigned width, height;    // 圖片的寬度和高度

  // 使用 LodePNG 解碼指定的 PNG 檔案
  error = lodepng_decode32_file(&image, &width, &height, filename);

  // 如果有錯誤，顯示錯誤訊息
  if(error) 
    printf("error %u: %s\n", error, lodepng_error_text(error));

  // 釋放解碼後的像素數據的內存
  free(image);
}

使用 lodepng_decode32_file 函數，從文件中解碼PNG圖像，並將結果存儲在 image 中。

void decodeTwoSteps(const char* filename) {
  unsigned error;
  unsigned char* image = 0;  // 儲存解碼後的像素數據
  unsigned width, height;    // 圖片的寬度和高度
  unsigned char* png = 0;    // 儲存讀取的 PNG 檔案數據
  size_t pngsize;             // 儲存 PNG 檔案大小

  // 讀取 PNG 檔案到內存
  error = lodepng_load_file(&png, &pngsize, filename);

  // 如果沒有錯誤，使用 LodePNG 解碼 PNG 檔案
  if(!error) 
    error = lodepng_decode32(&image, &width, &height, png, pngsize);

  // 如果有錯誤，顯示錯誤訊息
  if(error) 
    printf("error %u: %s\n", error, lodepng_error_text(error));

  // 釋放讀取的 PNG 檔案數據的內存
  free(png);

  // 釋放解碼後的像素數據的內存
  free(image);
}

使用 lodepng_load_file 函數將PNG文件從磁盤加載到內存，然後使用 lodepng_decode32 函數在內存中進行解碼。

# LodePNG範例程式碼 2

#include "lodepng.h"

#include <SDL2/SDL.h>

int show(const char* filename) {
  unsigned error;
  unsigned char* image;
  unsigned w, h, x, y;
  int done;
  size_t jump = 1;
  SDL_Window* sdl_window;
  SDL_Renderer* sdl_renderer;
  SDL_Texture* sdl_texture;
  SDL_Event sdl_event;
  size_t screenw, screenh, pitch;
  Uint32* sdl_pixels;

  printf("showing %s\n", filename);

  error = lodepng_decode32_file(&image, &w, &h, filename);

  if(error) {
    printf("decoder error %u: %s\n", error, lodepng_error_text(error));
    return 0;
  }

  if(w / 1024 >= jump) jump = w / 1024 + 1;
  if(h / 1024 >= jump) jump = h / 1024 + 1;

  screenw = w / jump;
  screenh = h / jump;
  pitch = screenw * sizeof(Uint32);
  SDL_CreateWindowAndRenderer(screenw, screenh, SDL_WINDOW_OPENGL, &sdl_window, &sdl_renderer);
  SDL_SetWindowTitle(sdl_window, filename);
  if(!sdl_window) {
    printf("Error, no SDL screen\n");
    return 0;
  }
  sdl_texture = SDL_CreateTexture(sdl_renderer, SDL_PIXELFORMAT_ARGB8888,
                                  SDL_TEXTUREACCESS_STREAMING, screenw, screenh);
  sdl_pixels = (Uint32*)malloc(screenw * screenh * sizeof(Uint32));
  if(!sdl_pixels) {
    printf("Failed to allocate pixels\n");
    return 0;
  }

  for(y = 0; y + jump - 1 < h; y += jump)
  for(x = 0; x + jump - 1 < w; x += jump) {
    Uint32 r = image[4 * y * w + 4 * x + 0];
    Uint32 g = image[4 * y * w + 4 * x + 1];
    Uint32 b = image[4 * y * w + 4 * x + 2];
    Uint32 a = image[4 * y * w + 4 * x + 3];

    int checkerColor = 191 + 64 * (((x / 16) % 2) == ((y / 16) % 2));
    r = (a * r + (255 - a) * checkerColor) / 255;
    g = (a * g + (255 - a) * checkerColor) / 255;
    b = (a * b + (255 - a) * checkerColor) / 255;


    sdl_pixels[(y * screenw + x) / jump] = 65536 * r + 256 * g + b;
  }


  SDL_UpdateTexture(sdl_texture, NULL, sdl_pixels, pitch);
  SDL_RenderClear(sdl_renderer);
  SDL_RenderCopy(sdl_renderer, sdl_texture, NULL, NULL);
  SDL_RenderPresent(sdl_renderer);


  done = 0;
  while(done == 0) {
    while(SDL_PollEvent(&sdl_event)) {
      if(sdl_event.type == SDL_QUIT) done = 2;
      else if(SDL_GetKeyboardState(NULL)[SDLK_ESCAPE]) done = 2;
      else if(sdl_event.type == SDL_KEYDOWN) done = 1;
    }
    SDL_Delay(5); 
  }

  SDL_Quit();
  free(sdl_pixels);
  return done == 2 ? 1 : 0;
}

int main(int argc, char* argv[]) {
  int i;

  if(argc <= 1) printf("Please enter PNG file name(s) to display\n");;

  for(i = 1; i < argc; i++) {
    if(show(argv[i])) return 0;
  }
  return 0;
}

# 解釋

int show(const char* filename) {
  unsigned error;
  unsigned char* image;
  unsigned w, h, x, y;
  int done;
  size_t jump = 1;
  SDL_Window* sdl_window;
  SDL_Renderer* sdl_renderer;
  SDL_Texture* sdl_texture;
  SDL_Event sdl_event;
  size_t screenw, screenh, pitch;
  Uint32* sdl_pixels;

  printf("showing %s\n", filename);

這裡開始定義了 show 函數，該函數用於展示PNG圖像。它聲明了一些變量用於處理圖像數據和SDL窗口

error = lodepng_decode32_file(&image, &w, &h, filename);

/*stop if there is an error*/
if(error) {
  printf("decoder error %u: %s\n", error, lodepng_error_text(error));
  return 0;
}

這裡使用 lodepng_decode32_file 函數解碼PNG文件，將其讀入 image 中。如果解碼出現錯誤，會打印相應的錯誤信息並返回0。

if(w / 1024 >= jump) jump = w / 1024 + 1;
if(h / 1024 >= jump) jump = h / 1024 + 1;

screenw = w / jump;
screenh = h / jump;
pitch = screenw * sizeof(Uint32);
/* init SDL */
SDL_CreateWindowAndRenderer(screenw, screenh, SDL_WINDOW_OPENGL, &sdl_window, &sdl_renderer);
SDL_SetWindowTitle(sdl_window, filename);
if(!sdl_window) {
  printf("Error, no SDL screen\n");
  return 0;
}
sdl_texture = SDL_CreateTexture(sdl_renderer, SDL_PIXELFORMAT_ARGB8888,
                                SDL_TEXTUREACCESS_STREAMING, screenw, screenh);
sdl_pixels = (Uint32*)malloc(screenw * screenh * sizeof(Uint32));
if(!sdl_pixels) {
  printf("Failed to allocate pixels\n");
  return 0;
}

這裡計算圖像的顯示尺寸，初始化SDL窗口和渲染器，並創建用於顯示圖像的紋理（texture）和像素數組。

for(y = 0; y + jump - 1 < h; y += jump)
  for(x = 0; x + jump - 1 < w; x += jump) {
    /* get RGBA components */
    Uint32 r = image[4 * y * w + 4 * x + 0]; /* red */
    Uint32 g = image[4 * y * w + 4 * x + 1]; /* green */
    Uint32 b = image[4 * y * w + 4 * x + 2]; /* blue */
    Uint32 a = image[4 * y * w + 4 * x + 3]; /* alpha */

    /* make translucency visible by placing checkerboard pattern behind image */
    int checkerColor = 191 + 64 * (((x / 16) % 2) == ((y / 16) % 2));
    r = (a * r + (255 - a) * checkerColor) / 255;
    g = (a * g + (255 - a) * checkerColor) / 255;
    b = (a * b + (255 - a) * checkerColor) / 255;

    /* give the color value to the pixel of the screenbuffer */
    sdl_pixels[(y * screenw + x) / jump] = 65536 * r + 256 * g + b;
  }

這裡處理圖像數據，為每個像素計算RGBA（紅綠藍透明度）分量，並根據透明度在圖像後面放置了棋盤格紋理模擬透明效果。

SDL_UpdateTexture(sdl_texture, NULL, sdl_pixels, pitch);
SDL_RenderClear(sdl_renderer);
SDL_RenderCopy(sdl_renderer, sdl_texture, NULL, NULL);
SDL_RenderPresent(sdl_renderer);

這一段代碼將處理後的像素數據更新到SDL紋理中，然後將紋理渲染到窗口上，實現圖像的顯示。

while(done == 0) {
  while(SDL_PollEvent(&sdl_event)) {
    if(sdl_event.type == SDL_QUIT) done = 2;
    else if(SDL_GetKeyboardState(NULL)[SDLK_ESCAPE]) done = 2;
    else if(sdl_event.type == SDL_KEYDOWN) done = 1;
  }
  SDL_Delay(5);
}

SDL_Quit();
free(sdl_pixels);
return done == 2 ? 1 : 0;

這裡使用SDL等待用戶輸入，如果檢測到退出信號或者按下任意鍵，就會退出或者顯示下一張圖片。

int main(int argc, char* argv[]) {
  int i;

  if(argc <= 1) printf("Please enter PNG file name(s) to display\n");

  for(i = 1; i < argc; i++) {
    if(show(argv[i])) return 0;
  }
  return 0;
}

main 函數處理命令行參數，調用 show 函數來顯示每個命令行傳入的PNG文件。