编程实现根据指定文本生成电子印章（hnust）
编程实现根据指定文本生成电子印章（hnust）
题目描述
题目1：先为自己的名字制作一个汉字点阵txt文件，然后编程，通过程序读取汉字点阵txt文件中的信息，根据点阵信息决定向BMP文件中写入红点或白点数据，从而制作出自己的一枚电子印章。
编程前准备：利用隶书56点阵汉字字库文本文件LiShu56.txt（在老师提供的软件包中）制作印章字库文本文件XXX.txt（用记事本软件即可制作完成），要求与印章的摆放顺序一致。其中XXX指自定义的任意名称。如图2所示，是编者自己制作的字库文件文件xds.txt。
编程时的注意事项：
-
建立存储印章的文件XXX.bmp，然后按照BMP文件的格式往XXX.bmp文件中写入文件头、信息头。
-
然后根据XXX.txt文件中的内容确定颜色数据写入XXX.bmp文件中。XXX.txt文件中的一个字符对应于XXX.bmp文件中一个彩色点的数据（包括蓝、绿、红三个字节数据，若是红色点，一般置B＝0、G＝0，R＝255）。构成字形的数据对应写入红色点数据，未构成字形的数据对应写入白色点数据。
-
检查文件头、信息头、彩色数据是否符合BMP文件的格式规范，若规范，则在windows环境下可以正常浏览和使用该电子印章图片了。
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印章字库文本文件XXX.txt和生成的印章文件XXX.bmp通过命令行参数给定。假如程序编译连接后生成的可执行文件名为mySeal.exe，则用xds.txt制作印章xds.bmp的命令为：mySeal xds.txt xds.bmp。由图2生成的印章如图3所示。
4.5 关键问题释疑
4.5.1 彩色图像的显示原理
对于彩色图像，它的显示必须从三原色RGB概念说起。众所周知，自然界中的所有颜色都可以由红（R）、绿（G）、蓝（B）三原色组合而成。有的颜色含有红色成分多一些，其它成分少一些。针对含有红色成分的多少，可以人为地分成0到255共256个等级，0级表示不含红色成分，255级表示含有100%的红色成分。同样，绿色和蓝色也可以被分成256级。这样，根据红、绿、蓝各种不同的组合我们就能表示出256×256×256（约1600万）种颜色。表1是常见的一些颜色的RGB组合值。当一幅图中每个像素被赋予不同的RGB值时，就能呈现出五彩缤纷的颜色了，这就形成了彩色图像。
真彩色图像（又称24位色图像）的颜色种类高达256×256×256＝224＝16777216种，也就是包含上述提到的R、G、B颜色表示方法中所有的颜色。真彩色图像是说它具有显示所有颜色的能力，即最多可以包含所有的颜色。通常，在表示真彩色图时，每个像素直接用R、G、B这3个分量字节来表示，而不采用调色板技术。原因很简单：如果使用调色板，表示一个像素颜色在调色板中的索引要用24位（因为共有224种颜色，即调色板有224行），这和直接用R、G、B这3个分量表示用的字节数一样，不但没有节省任何空间，还要加上一个256×256×256×3＝3×224字节的大调色板。所以真彩色图直接用R、G、B这3个分量表示。
表1 常见颜色的RGB组合
4.5.2 BMP彩色图像的文件格式
BMP图像文件格式，是微软公司为其WINDOWS环境设置的标准图像格式，并且内含了一套图像处理的API函数。随着WINDOWS在世界范围内的普及，BMP文件格式越来越多地被各种应用软件所支持。BMP图像文件是位图文件，位图表示的是将一幅图像分割成栅格，栅格的每一点称为像素，每一个像素具有自己的RGB值，即一幅位图是由一系列像素点构成的点阵。一个BMP文件包括位图文件头BITMAPFILEHEADER、位图信息头BITMAPINFOHEADER、调色板PALETTE和位图像素数据4个部分，如图5所示。其中，前面3部分的结构在windows.h中进行了定义。下面对它们进行详细说明。
一、位图文件头
位图文件头结构BITMAPFILEHEADER包含位图文件的类型大小信息和版面信息。结构如下：
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER // bmfh
{
WORD bfType;
DWORD bfSize;
WORD bfReserved1;
WORD bfReserved2;
DWORD bfOffBits;
} BITMAPFILEHEADER;
这个结构的长度是固定的，为14个字节，各个域的说明如下：
bfType：指定文件类型，必须是0x4D42，即字符串"BM"。也就是说所有BMP文件的头两个字节都是"BM"。
bfSize：指定整个文件的大小（以字节为单位）。
bfReserved1：保留，一般为0。
bfReserved2：保留，一般为0。
bfOffBits：指定从文件头到实际的位图像素数据首部的字节偏移量。即图5中前3个部分的长度之和。
二、位图信息头
位图信息头结构BITMAPINFOHEADER包含图像本身的属性。其定义如下：
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER // bmih
{
DWORD biSize;
LONG biWidth;
LONG biHeight;
WORD biPlanes;
WORD biBitCount
DWORD biCompression;
DWORD biSizeImage;
LONG biXPelsPerMeter;
LONG biYPelsPerMeter;
DWORD biClrUsed;
DWORD biClrImportant;
} BITMAPINFOHEADER;
这个结构的长度是固定的，为40个字节，各个域的说明如下：
biSize：指定 BITMAPINFOHEADER 结构的长度，为40个字节。
biWidth：指定位图的宽度（以象素为单位）。
biHeight：指定位图的高度（以象素为单位）。
biPlanes：指定目标设备的位面数。这个成员变量的值必须为1。
biBitCount：指定每个象素的位数。常用的值为1（黑白二色图）、4（16色图）、8（256色图）、24（真彩色图）。
biCompression：指定压缩位图的压缩类型。有效的值为BI_RGB(0), BI_RLE8(1), BI_RLE4(2), BI_BITFIELDS(3)。用得不多，在24位格式中，该变量被设置为0。
biSizeImage：指定图像的大小（以字节为单位）。如果位图的格式是BI_RGB，则将此成员变量设置为0是有效的。该值可以根据biWidth’和biHeight的乘积计算出来。要注意的是：上述公式中的biWidth’必须是4的整倍数（所以计算乘积时写的是biWidth’，表示大于或等于biWidth的、离4最近的整倍数。例如，若biWidth=240，则biWidth’=240；若biWidth=241，则biWidth’=244）。
biXPelsPerMeter：为位图指定目标设备的水平分辨率（以"象素/米"为单位）。
biYPelsPerMeter：为位图指定目标设备的垂直分辨率（以"象素/米"为单位）。
biClrUsed：指定位图实际用到的颜色数。如果该值为0，则用到的颜色数为2的biBitCount次方。
biClrImportant：指定对位图的显示有重要影响的颜色数。如果此值为0，则所有颜色都很重要。
三、调色板（注意：印章要求采用24位色，不需要调色板）
对于2色、16色和256色位图，需要调色板。调色板中的各个元素规定了第4部分（实际位图数据）对应的颜色值。对于24位色的真彩色图，不需要调色板，第2部分（信息头BITMAPINFOHEADER）后直接是位图数据。
调色板实际上是一个数组，共有biClrUsed个元素（如果此值为0，则有2的biBitCount次方个元素）。数组中每个元素的类型是一个RGBQUAD结构（4个字节），定义如下：
typedef struct tagRGBQUAD
{
BYTE rgbBlue; //该颜色的蓝色分量
BYTE rgbGreen; //该颜色的绿色分量
BYTE rgbRed; //该颜色的红色分量
BYTE rgbReserved; //保留值
} RGBQUAD;
四、图像数据
对于用到调色板的位图，图像数据就是该像素值在调色板中的索引值，对于24位色的真彩色图，图像数据就是实际的R、G、B值。下面对2色、16色、256色位图和真彩色位图分别加以介绍。
对于2色位图，用1位就可以表示该像素的颜色（一般0表示黑，1表示白），所以1个字节可以表示8个像素。
对于16色位图，用4位表示1个像素的颜色，所以1个字节可以表示2个像素。
对于256色位图，1个字节刚好可以表示1个像素。
对于24位色真彩色图（无调色板），3个字节才表示1个像素。
注意：
(1) BMP文件按从下到上，从左到右的顺序存储图像数据。即从文件中最先读到的是图像最下面一行的左边第一个像素，然后是左边第二个像素……接下来是倒数第二行左边第一个像素，左边第二个像素……依次类推，最后得到的是最上面一行的最右一个像素。
(2) 对于24位色真彩色位图而言，数据的排列顺序以图像的左下角为起点，从左到右、从下到上，每连续3个字节便描述图像一个像素点的颜色信息，这三个字节分别代表蓝、绿、红三基色在此像素中的亮度，若某连续三个字节为：00H，00H，FFH，则表示该像素的颜色为红色。24位真彩色位图中每个像素的RGB数据可以定义成如下结构：
typedef struct tagRGBDATA{
BYTE rgbBlue;
BYTE rgbGreen;
BYTE rgbRed;
} RGBDATA;
五、BMP文件示例
24位色真彩色位图文件组成。用编辑软件（HEdit，老师的软件包中也会提供）查看24位色真彩色位图文件Lena.bmp的组成，有如下3部分：
1．24位色真彩色位图的文件头。如图6深色部分所示，从文件存放首地址0x0000开始，共14个字节。
2．24位色真彩色位图的信息头。如图7深色部分所示，从文件存放地址0x000E开始，共40个字节。
3．24位色真彩色位图的实际像素数据。如图8深色部分所示，从文件存放地址0x0036开始，共512×512×3＝786432个字节。
通过以上实例，我们熟悉了BMP彩色图像的格式，然后我们按格式创建BMP文件，并将印章点阵数据写入，则可制作出自己的印章BMP图像。
4.5.3 如何制作BMP文件
制作一个可在windows中正常浏览和使用的BMP文件，主要包括如下四个步骤：
第一步：用命令行中给出的文件名新建一BMP文件，此时还是一个空文件；
第二步：置文件头数据并写入BMP文件；
第三步：置信息头数据并写入BMP文件；
第四步：置图像RGB数据并写入BMP文件。
/****************************************************************************
**** FileName: demo.c
**** Function: 真彩色bmp图片文件的创建
**** Usage: demo xxxx.bmp
*****************************************************************************/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned short WORD;
typedef unsigned long DWORD;
/**** The file header of bmp file 文件头*****/
#include
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
WORD bfType;
DWORD bfSize;
WORD bfReserved1;
WORD bfReserved2;
DWORD bfoffBits;
} BITMAPFILEHEADER;
#include
/**** The information header of bmp file 信息头*****/
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER {
DWORD biSize;
DWORD biWidth;
DWORD biHeight;
WORD biPlanes;
WORD biBitCount;
DWORD biCompress;
DWORD biSizeImage;
DWORD biXPeIsPerMeter;
DWORD biYPeIsPerMeter;
DWORD biCIrUsed;
DWORD biClrImprotant;
} BITMAPINFOHEADER;
/**** The RGB data of bmp file 图像RGB数据*****/
typedef struct tagRGBDATA{
BYTE rgbBlue;
BYTE rgbGreen;
BYTE rgbRed;
} RGBDATA;
int main(int argc, char *argv[])
{
RGBDATA *bmpData=NULL; //图像数据指针
FILE fp; //BMP文件指针
long i,j,k;
long width=300; //图像宽度
long height=300; //图像高度
long dataSize=widthheight;
BITMAPFILEHEADER bmfHeader;
BITMAPINFOHEADER bmiHeader;
if(argc<2)
{
printf("\n 请指定您要生成的BMP文件名！\n");
printf("\n 方法1：在cmd窗口输入： demo xxxx.bmp 后回车执行！\n");
printf("\n 方法2：在VC的工程设置中添加参数： xxxx.bmp 后编译运行！\n");
printf("\n 功能： 根据设定红绿蓝三色分量的值，控制显示不同的彩色条纹！\n\n");
exit(0);
}
printf("\n ******************************************************************\n");
printf("\n 感谢您使用BMP图片文件制作DEMO程序 \n");
printf("\n 作者：向德生 \n");
printf("\n 日期：2010年5月12日 \n");
printf("\n 目的：编制印章生成程序时，供参考！ \n");
printf("\n 功能：根据设定红绿蓝三色分量的值，控制显示不同的彩色条纹！\n\n");
printf("\n ****************************************************************\n\n");
//第一步：用命令行中给出的文件名新建一BMP文件，此时还是一个空文件
if((fp=fopen(argv[1], “wb+”))==NULL)
{
printf(“Cannot open BMP file!”);
exit(0);
}
//第二步：置文件头数据并写入BMP文件
bmfHeader.bfType=0x4d42;
bmfHeader.bfSize=14+40+widthheight3;
bmfHeader.bfReserved1=0;
bmfHeader.bfReserved2=0;
bmfHeader.bfoffBits=0x36;
fwrite(&bmfHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, fp);
//第三步：置信息头数据并写入BMP文件
bmiHeader.biSize=40;
bmiHeader.biWidth=width;
bmiHeader.biHeight=height;
bmiHeader.biPlanes=1;
bmiHeader.biBitCount=24;
bmiHeader.biCompress=0;
bmiHeader.biSizeImage=widthheight3;
bmiHeader.biXPeIsPerMeter=0;
bmiHeader.biYPeIsPerMeter=0;
bmiHeader.biCIrUsed=0;
bmiHeader.biClrImprotant=0;
fwrite(&bmiHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fp);
//第四步：置图像数据并写入BMP文件
//分配足够内存，让bmpData指向这块内存，用于存放图像各象素点的RGB分量值
if((bmpData=(RGBDATA*)malloc(widthheight3))==NULL)
{
printf(“bmpData memory malloc error!”);
}
//先在bmpData所指内存中置图像RGB数据，然后将所有数据写入BMP文件
for(i=0;i
for(j=0;j
k=(height-i-1)*width + j;//计算第i行第j列图像数据在bmpData[]数组中的位置
if(i<100)//上100行只置红色分量值，显示为红色
{
bmpData[k].rgbBlue=0;
bmpData[k].rgbGreen=0;
bmpData[k].rgbRed=255;//红色分量值为：255
}
else
if(i<200)//中100行只置绿色分量值，显示为绿色
{
bmpData[k].rgbBlue=0;
bmpData[k].rgbGreen=255;//绿色分量值为：255
bmpData[k].rgbRed=0;
}
else
if(i<300)//下100行只置蓝色分量值，显示为蓝色
{
bmpData[k].rgbBlue=255;//蓝色分量值为：255
bmpData[k].rgbGreen=0;
bmpData[k].rgbRed=0;
}
}
}
fwrite(bmpData,sizeof(RGBDATA),dataSize,fp);//将bmpData所指的RGB数据一次性写入BMP文件
printf("\n 恭喜您！BMP文件已经成功生成！\n");
printf("\n 请在当前目录下查看生成的BMP文件%s\n\n",argv[1]);
free(bmpData); //释放bmpData所指的内存空间
bmpData=NULL; //置bmpData为空指针
fclose(fp); //关闭fp所指文件
}
该程序生成的大小为300×300的BMP图片，可在运行本程序的目录下查看。
重要提示：任务2的编程与本示例编程的不同主要是在第四步。
4.5.4 如何根据输入的汉字确定其编码
我们看到屏幕上显示的汉字的字型有两种表达方式：一种称为矢量方式，一种称为点阵方式。其中的点阵方式较为简单，其原理就是好比：铺地砖。有的铺为白色，有的铺为黑色，只要精心安排，就会组成我们希望的图案，当然也可以是汉字。
瓷砖越多，铺出的图案效果越细腻，这就是点阵的规模。56点阵汉字用56 x 56 = 3136个像素点来描绘。
当我们需要记录一个汉字信息的时候，当然不是存储汉字的字型，而是存储它的编码。汉字可以有多种编码的规则，其中GB2312的编码规则是：一个汉字用两个字节表示，前一个字节表示区号，后一个表示区中的偏移序号。
每个区有94个汉字。区号和序号的编码都是从 0xA1开始（为了避免和西文冲突）。已知某个汉字的GB2312编码，就可以计算出它在二进制字模文件中所在的绝对位置。我们在本次课程设计中，不用二进制字模文件。而是用文本文件LiShu56.txt，因为其中的点阵信息非常形象直观，适合我们这些C的初学者。
下面程序能从键盘获得一个或多个汉字的编码，如输入“向”，则其编码为CF F2，有了这个编码，我们就可以在LiShu56.txt文件中查找其点阵信息。
#include
int main(void)
{
int i, len;
unsigned char BM[100];
printf(“请输入一个或多个汉字：”);
scanf("%s",BM);
for(len=0;BM[len]!=’\0’;len++);
for(i=0;i
return 0;
}
4.5.5 如何将编码变成字符串？
我们知道，“向”的编码为2个字节，分别是CF和 F2，如何将其变成字符串（包括字符’C’、’F’、’F’、’2’，占4个字节）存入字符数组中，以便于在LiShu56.txt文件中查找其点阵信息。
#include
int main(void)
{
int i, len;
unsigned char BM[100];
char str[200];
printf(“请输入一个或多个汉字：”);
scanf("%s",BM);
for(len=0;BM[len]!=’\0’;len++);
for(i=0;i
printf(“将编码转换成字符并显示：”);
for(i=0;i
for(i=0;i<2len;i++)
printf("%c ",str[i]);
return 0;
}
例如，我想制作自己的印章，先输入4个印章上显示的汉字“向德生印”，通过上面的程序就可以得到相应的编码（十六进制表示）。其中，“向”字的编码为cff2，“德”字的编码为b5c2，“生”字的编码为c9fa，“印”字的编码为“d3a1”。然后将这4个汉字的十六进制编码转换成对应的字符“c f f 2”、“b 5 c 2”、“c 9 f a”、“d 3 a 1”。执行效果如下图所示。
当我们输入要生成印章的汉字后，首先将编码转换成“字符”，然后就可以利用这些字符在LiShu56.txt文件中查找匹配其点阵信息。原理就是：利用这些字符，在文本文件LiShu56.txt中搜索，有匹配的编码，就将其后的点阵信息读出并写入图像文件，则可生成印章图片。
注意：4个汉字处在图片的不同位置，在将各个汉字的点阵信息写入图像文件中时，要通过适当的算法对各汉字的位置进行调整。
解题过程如下：
1.在desktop（桌面）上开了一个名为bmp的文件夹，
2. 然后把代码所生成的exe文件与含有名字的txt文件放进了这个文件夹（文件在软件包内找）
3. 利用cmd指令（win+R）先输入cd desktop（桌面）回车
再输入cd bmp（找你桌面叫bmp的文件）回车
再输入demo xxx. bmp（给bmp图片命名）
输入所给的图片名（01.bmp）查看代码所生成的图片
理解之后接下来修改第四步代码，找到你所制作的txt文件，放入建立的桌面bmp文件中，（可直接放老师的文件xds2.txt），那四个字是由“X”和“_”组成的,只要把是X的上红色，上白色就可以达到题意，然后还有一个问题怎么让你的程序知道哪里是x哪里是 ：读入文件，定义一个二维数组，将文件内容写入二维数组。
解题代码如下：
/*********************************************************************************
**** FileName: demo.c
**** Function: 真彩色bmp图片文件的创建
**** Usage: demo xxxx.bmp
**** Author: xiangdesheng
**** Date: 2010-05-12
*********************************************************************************/
#include 在cmd中运行得到图片如下：
完成任务，科大学子加油噢！！！
以下是在同学那里要到的编码，可以生成自己的名字，完成任务三的题目二
#include 看图
感谢这位同学无私提供代码供我们学习，加油！！！！