将 16 位颜色转换为 32 位

Question

我有一个 16 位位图图像，每种颜色表示为一个短（2 个字节），我需要在 32 位位图上下文中显示它。 如何在 C++ 中将 2 字节颜色转换为 4 字节颜色？

输入格式在单个短（2 个字节）中包含每种颜色。

输出格式为 32 位 RGB。 这意味着我相信每个像素有 3 个字节？

我需要将短值转换为 RGB 颜色。

请原谅我对颜色的了解不足，这是我第一次进入图形编程世界。

Answer 1

通常一个 16 位像素是 5 位红色、6 位绿色和 5 位蓝色数据。 最小误差解决方案（即，保证输出颜色与输入颜色最接近）是：

red8bit   = (red5bit << 3) | (red5bit >> 2);
green8bit = (green6bit << 2) | (green6bit >> 4);
blue8bit  = (blue5bit << 3) | (blue5bit >> 2);

要了解此解决方案为何有效，让我们看一下红色像素。 我们的 5 位红色是某个分数fivebit/31 。 我们想把它转换成一个新的分数eightbit/255 。 一些简单的算术：

     fivebit   eightbit
     ------- = --------
        31        255

产量：

     eightbit = fivebit * 8.226

或者接近（注意波浪线 ≈）：

     eightbit ≈ (fivebit * 8) + (fivebit * 0.25)

该操作是乘以 8 和除以 4。Owch - 这两个操作可能会在您的硬件上永远运行。 幸运的是，它们都是 2 的幂，可以转换为移位操作：

     eightbit = (fivebit << 3) | (fivebit >> 2);

相同的步骤适用于每像素 6 位的绿色，但您当然会得到相应不同的答案！ 记住解决方案的快速方法是您从“短”像素中取出最高位并将它们添加到底部以制作“长”像素。 此方法同样适用于您需要映射到更高分辨率空间的任何数据集。 几个快速示例：

    five bit space         eight bit space        error
    00000                  00000000                 0%
    11111                  11111111                 0%
    10101                  10101010                0.02%
    00111                  00111001               -1.01%

Answer 2

常见的格式包括 BGR0、RGB0、0RGB、0BGR。 在下面的代码中，我假设了 0RGB。 改变这很容易，只需修改最后一行中的移位量。

unsigned long rgb16_to_rgb32(unsigned short a)
{
/* 1. Extract the red, green and blue values */

/* from rrrr rggg gggb bbbb */
unsigned long r = (a & 0xF800) >11;
unsigned long g = (a & 0x07E0) >5;
unsigned long b = (a & 0x001F);

/* 2. Convert them to 0-255 range:
There is more than one way. You can just shift them left:
to 00000000 rrrrr000 gggggg00 bbbbb000
r <<= 3;
g <<= 2;
b <<= 3;
But that means your image will be slightly dark and
off-colour as white 0xFFFF will convert to F8,FC,F8
So instead you can scale by multiply and divide: */

r = r * 255 / 31;
g = g * 255 / 63;
b = b * 255 / 31;
/* This ensures 31/31 converts to 255/255 */

/* 3. Construct your 32-bit format (this is 0RGB): */
return (r << 16) | (g << 8) | b;

/* Or for BGR0:
return (r << 8) | (g << 16) | (b << 24);
*/
}

Answer 3

将三个（四个，当你有一个 alpha 层）值乘以 16 - 就是这样:)

您有 16 位颜色并希望将其设为 32 位颜色。 这为您提供了四乘以四位，您希望将其转换为四乘以八位。 您正在添加四位，但您应该将它们添加到值的右侧。 为此，将它们移位 4 位（乘以 16）。 此外，您可以通过添加 8 来补偿不准确度（您添加了 4 位，其值为 0-15，您可以取 8 的平均值来补偿）

更新这仅适用于每个通道使用 4 位并具有 Alpha 通道的颜色。

Answer 4

我在这里打多久，但我实际上有与ARGB颜色相同的问题，而是和没有一个答案是真正正确的：请记住，这个答案让我们想这样做一个稍微不同的情况的响应转换：

AAAARRRRGGGGBBBB >>= AAAAAAAARRRRRRRRGGGGGGGGBBBBBBBB

如果您想保持相同的颜色比例，您只需进行交叉乘法：您想将 0 到 15 之间的值x转换为 0 到 255 之间的值：因此您想要： y = 255 * x / 15 。

然而，255 = 15 * 17，它本身就是 16 + 1：你现在有y = 16 * x + x这实际上与对位向左移动然后再次添加值（或更直观，复制值： 0b1101变为0b11011101 ）。

现在你有了这个，你可以通过执行以下操作来计算你的整数：

  a = v & 0b1111000000000000
  r = v & 0b111100000000
  g = v & 0b11110000
  b = v & 0b1111
  return b | b << 4 | g << 4 | g << 8 | r << 8 | r << 12 | a << 12 | a << 16

此外，由于较低的位不会对最终颜色产生太大影响，而且如果不需要精确，您只需将每个分量乘以 16 即可获得一些性能：

  return b << 4 | g << 8 | r << 12 | a << 16

（所有的左移值都很奇怪，因为我们之前没有费心做右移）

Answer 5

有一些关于模型的问题，比如它是 HSV 还是 RGB？ 如果你想准备好，开火，瞄准，我会先试试这个。

#include <stdint.h>

uint32_t convert(uint16_t _pixel) 
{
    uint32_t pixel;
    pixel = (uint32_t)_pixel;
    return ((pixel & 0xF000) << 16)
         | ((pixel & 0x0F00) << 12)
         | ((pixel & 0x00F0) << 8)
         | ((pixel & 0x000F) << 4);
}

这会映射 0xRGBA -> 0xRRGGBBAA，或者可能是 0xHSVA -> 0xHHSSVVAA，但它不会映射 0xHSVA -> 0xRRGGBBAA。