Library/src/main/java/org/example/BMPImage.java - master - Dixix404/Image_Compression

Library/src/main/java/org/example/BMPImage.java
186 строк7 KB
Dixix404
Algorithm RLE
15 дек 2025, 23:40
15 дек 2025, 23:404cb9d66
package org.example;

import java.io.*;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;

public class BMPImage {

    private byte[] fileHeader;    // 14 байт
    private byte[] infoHeader;    // 40 байт (BITMAPINFOHEADER)
    private int width;
    private int height;
    private byte[][] pixels;      // [height][width * 3] - BGR данные

    /**
     * Читает BMP файл.
     *
     * @param filename путь к BMP файлу
     * @throws IOException при ошибках чтения или неверном формате
     */
    public void read(String filename) throws IOException {
        try (DataInputStream dis = new DataInputStream(
                new BufferedInputStream(new FileInputStream(filename)))) {

            // Читаем File Header (14 байт)
            fileHeader = new byte[14];
            dis.readFully(fileHeader);

            // Проверяем сигнатуру BMP ("BM")
            if (fileHeader[0] != 'B' || fileHeader[1] != 'M') {
                throw new IOException("Не BMP файл (неверная сигнатура)");
            }

            // Читаем Info Header (40 байт)
            infoHeader = new byte[40];
            dis.readFully(infoHeader);

            // Извлекаем ширину и высоту
            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(infoHeader).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
            width = buffer.getInt(4);   // Offset 4 в Info Header
            height = buffer.getInt(8);  // Offset 8 в Info Header

            short bitsPerPixel = buffer.getShort(14);
            if (bitsPerPixel != 24) {
                throw new IOException("Поддерживаются только 24-битные BMP (BGR)");
            }

            // Вычисляем размер строки с выравниванием
            int rowSize = ((width * 3 + 3) / 4) * 4;
            int padding = rowSize - width * 3;

            // Читаем пиксельные данные (снизу вверх)
            pixels = new byte[Math.abs(height)][width * 3];

            for (int y = Math.abs(height) - 1; y >= 0; y--) {
                dis.readFully(pixels[y]);
                dis.skipBytes(padding);
            }
        }
    }

    /**
     * Записывает BMP файл.
     *
     * @param filename путь к выходному BMP файлу
     * @throws IOException при ошибках записи
     */
    public void write(String filename) throws IOException {
        int absHeight = Math.abs(height);
        int rowSize = ((width * 3 + 3) / 4) * 4;
        int padding = rowSize - width * 3;
        int pixelDataSize = rowSize * absHeight;
        int fileSize = 54 + pixelDataSize; // 14 (File Header) + 40 (Info Header) + Pixel Data

        // Создаём новый File Header
        byte[] newFileHeader = new byte[14];
        newFileHeader[0] = 'B';
        newFileHeader[1] = 'M';
        // Размер файла (little-endian)
        newFileHeader[2] = (byte) (fileSize & 0xFF);
        newFileHeader[3] = (byte) ((fileSize >> 8) & 0xFF);
        newFileHeader[4] = (byte) ((fileSize >> 16) & 0xFF);
        newFileHeader[5] = (byte) ((fileSize >> 24) & 0xFF);
        // Зарезервированные байты
        newFileHeader[6] = 0;
        newFileHeader[7] = 0;
        newFileHeader[8] = 0;
        newFileHeader[9] = 0;
        // Смещение до пиксельных данных (всегда 54 для 24-бит BMP без палитры)
        newFileHeader[10] = 54;
        newFileHeader[11] = 0;
        newFileHeader[12] = 0;
        newFileHeader[13] = 0;

        // Создаём новый Info Header
        byte[] newInfoHeader = new byte[40];
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(newInfoHeader).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
        buffer.putInt(0, 40);                    // Размер Info Header
        buffer.putInt(4, width);                 // Ширина
        buffer.putInt(8, absHeight);             // Высота (положительная - снизу вверх)
        buffer.putShort(12, (short) 1);          // Planes (всегда 1)
        buffer.putShort(14, (short) 24);         // Bits per pixel
        buffer.putInt(16, 0);                    // Compression (0 = none)
        buffer.putInt(20, pixelDataSize);        // Image Size
        buffer.putInt(24, 2835);                 // X pixels per meter (72 DPI)
        buffer.putInt(28, 2835);                 // Y pixels per meter (72 DPI)
        buffer.putInt(32, 0);                    // Colors used (0 = all)
        buffer.putInt(36, 0);                    // Important colors (0 = all)

        try (DataOutputStream dos = new DataOutputStream(
                new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(filename)))) {

            // Записываем заголовки
            dos.write(newFileHeader);
            dos.write(newInfoHeader);

            // Padding байты
            byte[] paddingBytes = new byte[padding];

            // Записываем пиксельные данные (снизу вверх)
            for (int y = absHeight - 1; y >= 0; y--) {
                dos.write(pixels[y]);
                if (padding > 0) {
                    dos.write(paddingBytes);
                }
            }
        }
    }

    /**
     * @return ширина изображения в пикселях
     */
    public int getWidth() {
        return width;
    }

    /**
     * @return высота изображения в пикселях
     */
    public int getHeight() {
        return Math.abs(height);
    }

    /**
     * @return массив пикселей [height][width * 3] в формате BGR
     */
    public byte[][] getPixels() {
        return pixels;
    }

    /**
     * @param pixels массив [height][width * 3] в формате BGR
     */
    public void setPixels(byte[][] pixels) {
        this.pixels = pixels;
    }

    /**
     * @return копия File Header (14 байт)
     */
    public byte[] getFileHeader() {
        return fileHeader.clone();
    }

    /**
     * @return копия Info Header (40 байт)
     */
    public byte[] getInfoHeader() {
        return infoHeader.clone();
    }

    /**
     * Устанавливает заголовки BMP.
     *
     * @param fileHeader File Header (14 байт)
     * @param infoHeader Info Header (40 байт)
     * @param width ширина изображения
     * @param height высота изображения
     */
    public void setHeaders(byte[] fileHeader, byte[] infoHeader, int width, int height) {
        this.fileHeader = fileHeader;
        this.infoHeader = infoHeader;
        this.width = width;
        this.height = height;
    }
}