027_UIImage_in_Matlab图形界面开发中的图片
Matlab眼中的图形
图形在计算科学中扮演重要角色,毕竟,人人都和赌毒不共戴天。
在Matlab中,图形不过是一个平凡无奇的矩阵。大部分时候,图形都描述为
M
×
N
×
3
M \times N \times 3
M×N×3的矩阵,其中
M
M
M和
N
N
N分别是图形的高和宽,3代表RGB三个通道。这种表示方法在Matlab中被称为uint8
类型的图形。
% 生成一个随机图形
img = randi([0, 255], 100, 100, 3, 'uint8');
imshow(img);
% 保存图形为PNG格式
exportgraphics(gca, '../matlab-img/rand-img.png');
这里,我们看到每一个位置(也就是像素点)对应一个长度为3的向量,这三个数字代表了这个像素点的颜色。
Matlab提供了一堆函数来处理这样一个特殊的矩阵。
- imread:从文件中读取图形
- colormap:设置图形的颜色映射,这个函数确定Matlab如何将图形的数值映射到颜色
- imwrite:将图形保存到文件
- imshow:显示图形,通过
gcf
和gca
获取当前的图形和坐标轴 - imagesc: 显示图形,但是不会自动调整坐标轴
- imfinfo: 获取图形的信息
UIImage
在基于uifigure
和App Designer的Matlab图形界面开发中,UIImage
是一个常用的控件,用于显示图形。
% 创建一个uifigure
fig = uifigure;
% 创建一个UIImage
img = imread('../matlab-img/rand-img.png');
uiimg = uiimage(fig, 'ImageSource', img);
% 输出图形界面元素到文件
exportapp(fig, '../matlab-img/app-rand-img.png')
如果我们在这里把img
存成一个mat
文件。
save('../matlab-img/rand-img.mat', 'img');
然后在App Designer中加载这个mat
文件。
% 创建一个uifigure
fig = uifigure;
% 从mat文件中加载图形
load('../matlab-img/rand-img.mat', 'img');
% 做一点小小的处理, 改变颜色
img = img * 0.5;
%
uiimg = uiimage(fig, 'ImageSource', img);
% 输出图形界面元素到文件
exportapp(fig, '../matlab-img/app-rand-img-mat.png')
颜色变深了好多。
就是这样做受益不太大,因为,mat
文件的大小稍微会大一点。
-rw-r--r-- 1 qchen qchen 83629 Oct 26 09:38 static/matlab-img/rand-img.mat
-rw-r--r-- 1 qchen qchen 52028 Oct 26 09:26 static/matlab-img/rand-img.png
还可以把图形存成文本文件。
writematrix(img, '../matlab-img/rand-img.txt');
再读取。
img = readmatrix('../matlab-img/rand-img.txt');
这玩意就有点大的过分了……而且,读出来之后,还得转形状,因为3维数组在文本文件中是没法直接支持的。
-rw-r--r-- 1 qchen qchen 83629 Oct 26 09:38 static/matlab-img/rand-img.mat
-rw-r--r-- 1 qchen qchen 52028 Oct 26 09:26 static/matlab-img/rand-img.png
-rw-r--r-- 1 qchen qchen 2785443 Oct 26 09:42 static/matlab-img/rand-img.txt
实在在无聊的话,那就再搞点压缩算法,把这个数组好好压缩一下吧……
ASCII编码图形
还有个用Base64编码的方法,这个方法在网络传输中很常见,因为Base64编码的数据是ASCII编码的,所以可以直接存储在文本文件中。
% Create the data stream as ASCII:
img = randi([0, 255], 20, 30, 'uint8'); % Example image
B64 = org.apache.commons.codec.binary.Base64;
str = char(B64.encode(img(:))).';
这个字符串可以直接存储在文本文件中,然后再读取。或者从网络上下载,然后再解码。
字符内容大概就是这样:
% Store in the file:
img64 = ['0Ocg6aEYR4z19yj49XzMJGvqyvWnCdnvrcG+ZKcrtAhGCxjSsVHzCH', ...
'Bhw8svfXKltcFGrqcpHn/1V5U5wEGBsuT1jCMmQddB0D7tWTJAnXla1JWM6', ...
'knBwGGREw2Hx+8hkXgDVinLT4cqmkOnsL9zFTrpJ9OJ/xRxG/YBxtHeFWZC', ...
'zG7pLkMlIt6UjCXan1mDZhM9Hy89agzn8X19VuZeHMdjPWcYIfH0kw88WtI', ...
'DCyumu6VzjEu+MK8uXqDHFO3GfG9yToKC0cukYM+IWfDgjJ+WNU14O9gxOS', ...
's6b0/sbi/n+nAcQmiYQ5q2OB5LUWyCFUPNB+26fZQ8dfaLhTt9n61lXvwJ4', ...
'unLGUNVriK4G6d+x7fn5FWyMge+gHrnnJ7czpMuPeIHfSr6toB4D64KEoUY', ...
'0dG4JqiE+abMdG7TFSIsZNTND2aGaqigSm4D+yobXzJ9VvPrDbxEbIzxavt', ...
'Ns6qKsqotIP8rCI/hqzBedfso26VgMG17HpY5YpVASp1D0/u6WJUb6OHRQp', ...
'gFbFApLWwYmXiys6MIEVGHp2jRt/eIUxucx2wXRCdHcIZ14ITxo/U9rUqrs', ...
'RFBOarYWMesAZpj6gB2bHXFUsh4CS24eSdXmzG9PupEwzBJF5Oui2ykpa2i', ...
'8TW1PB6bc3WpxVmpatfVQZ2Vit5DUR7wpXqji6WLuIX+NxscEGdyXcOgxe7', ...
'5MSOyGIaH3Hxkq72FWSaWQwvBPnGwW7xlrrRxBVRsRTLSbuNkxGXOwWA3yv', ...
'NTq3DVxCrc/YPiliczaL/TylGIFxwirX4wfiUO'];
拿到这个字符串之后,我们可以解码。
B64 = org.apache.commons.codec.binary.Base64;
img = uint8(B64.decode(uint8(img64));
imshow(reshape(img, 20, 30));
这个方法好像真的用得挺多的。
总结
- 图形在Matlab中是一个矩阵
- UIImage是Matlab图形界面开发中常用的控件
- 通过
imread
和imwrite
可以读取和保存图形 - 图像也可以存储为
mat
文件,乃至文本文件,前者通过save
和load
可以保存和加载图形,后者通过writematrix
和readmatrix
可以保存和加载。