C++による画像生成技術

さまざまな分野でコンピュータビジョンや画像処理の人気が高まるにつれ、画像生成技術に対する需要もますます高まっています。 C は、画像処理やコンピュータ ビジョンの分野で広く使用されているプログラミング言語として、画像生成でも広く使用されています。この記事では、コードによって実装されるフラクタル生成、グラデーションカラー生成、テクスチャ画像生成など、C で一般的に使用される画像生成テクノロジを紹介します。

1. フラクタルの生成

フラクタルとは、自己相似性を持つ幾何学的図形を指します。その実装には再帰と反復が含まれます。 C では、再帰を使用してフラクタル生成を実現できます。一般的なフラクタル グラフィックスには、コッホ雪片、三角形フラクタル、フラクタル ツリーなどが含まれます。

コッホの雪の結晶を例に挙げると、エッジを 3 つの等しい部分に分割し、中央の部分を削除して 2 つのエッジに置き換えるという生成プロセスが行われます。このサイクルは、所定のレイヤー数に達するまで再帰的に生成されます。に達しました。以下は簡単なコード実装です:

void DrawKoch( int n, POINT a, POINT b ) {
    if (n == 0) {
        line(a.x, a.y, b.x, b.y);
    }
    else
    {
        POINT offset = { (b.x - a.x) / 3, (b.y - a.y) / 3 };
        POINT p1 = { a.x + offset.x, a.y + offset.y };
        POINT p2 = { b.x - offset.x, b.y - offset.y };
        POINT p3 = { (int)(0.5*(a.x + b.x) - sqrt(3) / 6 * (b.y - a.y)), 
                     (int)(0.5*(a.y + b.y) + sqrt(3) / 6 * (b.x - a.x)) };
        DrawKoch(n - 1, a, p1);
        DrawKoch(n - 1, p1, p3);
        DrawKoch(n - 1, p3, p2);
        DrawKoch(n - 1, p2, b);
    }
}

2. グラデーション カラーの生成

グラデーション カラーとは、ある色から別の色へのグラデーションのプロセスを指します。 C では、各ピクセルの RGB 値を計算することで自然なグラデーション カラーを生成できます。一般的なグラデーション カラーには、放射状グラデーションと線形グラデーションが含まれます。

線形グラデーションを例にとると、画像内の位置に応じて各ピクセルの色の RGB 値を計算し、対応するピクセル位置にそれを埋めることができます。以下は簡単なコード実装です:

for (int i = 0; i < height; i++) {
    for (int j = 0; j < width; j++) {
        float ratio_x = (float)j / width;
        float ratio_y = (float)i / height;
        int r = ratio_x * start_r + (1 - ratio_x) * end_r;
        int g = ratio_x * start_g + (1 - ratio_x) * end_g;
        int b = ratio_x * start_b + (1 - ratio_x) * end_b;
        int c = RGB(r, g, b);
        image.setPixel(j, i, c);
    }
}

3. テクスチャ画像の生成

テクスチャ画像とは、優れた視覚効果を得るために画像上にさまざまなパターン、色などを貼り付けることを指します。 C では、さまざまな関数を使用してさまざまなテクスチャ イメージを生成できます。一般的なテクスチャ画像には、ノイズ画像、木目画像、紙画像などが含まれます。

ノイズ画像を例に挙げると、ノイズ画像とはランダムな性質を持つ画像のことで、テキスト、Web ページの背景、ゲームなどの分野で広く使用されています。パーリン ノイズまたは単純なノイズ関数を使用して画像の各ピクセルの RGB 値を生成することで、ランダムな特性を持つノイズ画像を取得できます。以下は簡単なコード実装です:

for (int i = 0; i < height; i++) {
    for (int j = 0; j < width; j++) {
        float ratio_x = (float)j / width;
        float ratio_y = (float)i / height;
        int r = (int)((1.0 - ratio_x) * (1.0 - ratio_y) * 255.0);
        int g = (int)(ratio_x * (1.0 - ratio_y) * 255.0);
        int b = (int)(ratio_x * ratio_y * 255.0);
        int c = RGB(r, g, b);
        image.setPixel(j, i, c);
    }
}

要約すると、C での画像生成テクノロジには、主にフラクタル生成、グラデーション カラー生成、テクスチャ イメージ生成などが含まれます。これらのテクノロジを応用すると、画像処理とコンピュータ ビジョンの適用範囲が大幅に広がるだけでなく、開発者にとってもより高い要件が求められます。

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