1.1 操作图像: "image.rkt"

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1.1 操作图像: "image.rkt"

(require htdp/image)

package： htdp-lib

注意：该库已被废弃；请改用2htdp/image。在可预见的将来，我们将继续支持现有程序中的教学包。

本教学包提供创建和操作图像的函数。创建的基本彩色图像为空心或实心形状。其他函数允许组合图像。

1.1.1 图像

函数
(image? x) → boolean?
x : any/c

x是图像吗？

函数
(image=? x y) → boolean?
x : image?
y : image?

x和y是相同的图像吗？

1.1.2 模式和颜色

Mode (one-of/c 'solid 'outline "solid" "outline")

Mode（模式）用来指定绘制图形时是将其填充满颜色还是只绘制边框。

struct
(struct color (red green blue)
    #:extra-constructor-name make-color)
  red : (and/c natural-number/c (<=/c 255))
  green : (and/c natural-number/c (<=/c 255))
  blue : (and/c natural-number/c (<=/c 255))

RGB color?

RGB通过红色、绿色和蓝色的色调描述颜色（例如，(make-color 100 200 30)）。

Color (or/c symbol? string? color?)

Color是颜色符号（例如'blue）、颜色字符串（例如"blue"）或RGB结构体。

函数
(image-color? x) → boolean?
x : any

判断输入是否是有效的图像Color。

1.1.3 创建基本图形

DrRacket可以插入来自文件系统的图像。请尽可能使用PNG格式。也可以使用以下函数创建基本图形。

函数
(rectangle w h m c) → image?
  w : (and/c number? (or/c zero? positive?))
  h : (and/c number? (or/c zero? positive?))
  m : Mode
  c : Color

创建w乘h的矩形，按m填充，并使用颜色c绘制。

函数
(circle r m c) → image?
  r : (and/c number? (or/c zero? positive?))
  m : Mode
  c : Color

创建半径为r的圆盘，按m填充，并使用颜色c绘制。

函数
(ellipse w h m c) → image?
  w : (and/c number? (or/c zero? positive?))
  h : (and/c number? (or/c zero? positive?))
  m : Mode
  c : Color

创建w乘h的椭圆，按m填充，并使用颜色c绘制。

函数
(triangle s m c) → image?
  s : number?
  m : Mode
  c : Color

创建指向向上、边长为s像素的等边三角形，按m填充，并使用颜色c绘制。

函数
(star n outer inner m c) → image?
  n : (and/c number? (>=/c 2))
  outer : (and/c number? (>=/c 1))
  inner : (and/c number? (>=/c 1))
  m : Mode
  c : Color

创建n角星，其中点到中心的最大距离为outer半径，点到中心的最小距离为inner半径。

函数
(regular-polygon s r m c [angle]) → image?
  s : side
  r : number?
  m : Mode
  c : Color
  angle : real? = 0

使用模式m和颜色c创建多边形，其边数为s，内接于半径为r的圆。如果指定了angle（角度），则将多边形旋转这个角度。

函数
(line x y c) → image?
  x : number?
  y : number?
  c : Color

创建颜色为c、从（0,0）到(x ,y)的线。参见下面的add-line。

函数
(text s f c) → Image
  s : string?
  f : (and/c number? positive?)
  c : Color

创建字体大小f、颜色c、文本s的图像。

1.1.4 基本图像属性

要了解如何操作图像，先需要了解图像的基本属性。

函数
(image-width i) → integer?
i : image?

获取i的宽度（单位为像素）

函数
(image-height i) → integer?
i : image?

获取i的高度（单位为像素）

对于图像的组合，必须了解pinhole（针孔）的概念。每张图片都带有pinhole。对于使用前述函数创建的图像，除了line和text之外，pinhole都位于形状的中心。 text函数将pinhole放在图像的左上角，而line将pinhole放在线的开头（也就是说，如果line的前两个参数线为正数，那么pinhole位于左上角）。当然，pinhole可以移动，并且图像组合物根据自己的规则定位pinhole。不确定的话，可以随时找到pinhole的位置，或者根据需要放置pinhole。

函数
(pinhole-x i) → integer?
i : image?

求pinhole的x坐标，从图像左侧开始计算。

函数
(pinhole-y i) → integer?
i : image?

求pinhole的y坐标，从图像顶部（向下）计算。

函数
(put-pinhole i x y) → image?
  i : image?
  x : number?
  y : number?

创建pinhole位于x和y的新图像，分别从图像左侧和顶部（向下）开始计算。

函数
(move-pinhole i delta-x delta-y) → image?
  i : image?
  delta-x : number?
  delta-y : number?

创建新图像，将pinhole从当前位置向右和向下移动delta-x和delta-y像素。要向左或向上移动的话，使用负数。

1.1.5 图像的组合

可以组合图像，也可以在组合中寻找图像。

函数
(add-line i x1 y1 x2 y2 c) → image?
  i : image?
  x1 : number?
  y1 : number?
  x2 : number?
  y2 : number?
  c : Color

创建新图像，将从（x1,y1）到（x2,y2）的线加入图像i。

函数
(overlay img img2 img* ...) → image?
  img : image?
  img2 : image?
  img* : image?

将所有图像按pinhole位置叠加，创建新图像。新图像的pinhole与第一个图像的pinhole相同。

函数
(overlay/xy img delta-x delta-y other) → image?
  img : image?
  delta-x : number?
  delta-y : number?
  other : image?

将other的像素加到img中，创建新图像。

不将两个图像按pinhole叠加，而是将other的pinhole放置于点：

(make-posn (+ (pinhole-x img) delta-x)
(+ (pinhole-y img) delta-y))

新图像的pinhole与第一个图像的pinhole相同。

组合move-pinhole和overlay也可以产生相同的效果，

(overlay img
         (move-pinhole other
                       (- delta-x)
                       (- delta-y)))

函数
(image-inside? img other) → boolean?
img : image?
other : image?

判断第二个图像的像素是否出现在第一个图像中。

将此函数与jpeg图像一起使用时要小心。如果使用图像编辑程序裁剪jpeg图像然后保存之，由于JPEG图像的压缩，因此image-inside?无法识别裁剪后的图像。

函数
(find-image img other) → posn?
img : image?
other : image?

求第二个图像的像素出现在第一个图像中的（相对于第一个图像的pinhole的）位置。如果(image-inside? img other)不成立，find-image抛出错误。

1.1.6 图像的操作

图像也可以被缩小。这些“缩小”函数消除不再需要的像素，从而减小图像。

函数
(shrink-tl img width height) → image?
  img : image?
  width : number?
  height : number?

从左上角开始，将图像缩小到width乘height大。所得图像的pinhole位于其中心。

函数
(shrink-tr img width height) → image?
  img : image?
  width : number?
  height : number?

从右上角开始，将图像缩小到width乘height大。所得图像的pinhole位于其中心。

函数
(shrink-bl img width height) → image?
  img : image?
  width : number?
  height : number?

从左下角开始，将图像缩小到width乘height大。所得图像的pinhole位于其中心。

函数
(shrink-br img width height) → image?
  img : image?
  width : number?
  height : number?

从右下角开始，将图像缩小到width乘height大。所得图像的pinhole位于其中心。

函数
(shrink img left above right below) → image?
  img : image?
  left : number?
  above : number?
  right : number?
  below : number?

围绕pinhole收缩图像。数值参数分别是保存位于针孔左侧、上方、右侧和下方的像素数。pinhole所对应的像素总会被保存。

1.1.7 场景

scene（场景）是pinhole位于其左上角的图像，即pinhole-x和pinhole-y都返回0。

对2htdp/universe和htdp/world教学包来说，场景特别有用，因为它们在画布中只能显示scene。

函数
(scene? x) → boolean?
x : any/c

x是场景吗？

函数
(empty-scene width height) → scene?
width : natural-number/c
height : natural-number/c

创建纯白色、width乘height的scene。

函数
(place-image img x y s) → scene?
  img : image?
  x : number?
  y : number?
  s : scene?

将img放置到s的(x, y)位置，创建场景； (x, y)是计算机图形坐标，也就是说它们从左上角向右和向下计数。

函数
(nw:rectangle width
height
solid-or-outline
c) → image?
  width : natural-number/c
  height : natural-number/c
  solid-or-outline : Mode
  c : Color

创建width乘height的矩形，由solid-or-outline决定实心还是边框，由c决定颜色，其中pinhole位于左上角。

函数
(scene+line s x0 y0 x1 y1 c) → scene?
  s : scene?
  x0 : number?
  y0 : number?
  x1 : number?
  y1 : number?
  c : Color

绘制颜色为c、从计算机图形坐标(x0, y0)到(x1, y1)的线，从而创建场景。和add-line函数不同，scene+line会切除线超出s边界的部分。

1.1.8 其他图像处理和创建函数

最后这组函数从图像中提取成分颜色，并将颜色表转换为图像。

值
List-of-color : list?

是以下之一：

; – empty
; – (cons Color List-of-color)
; 解释：表示颜色的表。

函数
(image->color-list img) → List-of-color
img : image?

将图像转换为颜色的表。

函数
(color-list->image l width height x y) → image?
  l : List-of-color
  width : natural-number/c
  height : natural-number/c
  x : natural-number/c
  y : natural-number/c

将颜色表l转换为图像，其宽度为width，高度为height，pinhole坐标相对图像左上角为（x,y）。

后续的函数也提供alpha通道信息。Alpha通道是衡量透明度的标准；0表示完全不透明，255表示完全透明。

struct
(struct alpha-color (alpha red green blue)
    #:extra-constructor-name make-alpha-color)
  alpha : (and/c natural-number/c (<=/c 255))
  red : (and/c natural-number/c (<=/c 255))
  green : (and/c natural-number/c (<=/c 255))
  blue : (and/c natural-number/c (<=/c 255))

表示alpha颜色的结构体。

函数
(image->alpha-color-list img) → (list-of alpha-color?)
img : image?

将图像转换为alpha颜色的表

函数
(alpha-color-list->image l width height x y) → image?
  l : (list-of alpha-color?)
  width : integer?
  height : integer?
  x : integer?
  y : integer?

将alpha-color表l转换为图像，其宽度为width，高度为height，pinhole坐标相对图像左上角为（x,y）。

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1.1	操作图像: "image.rkt"
1.2	模拟和动画: "world.rkt"
1.3	温度转换: "convert.rkt"
1.4	猜数字: "guess.rkt"
1.5	猜颜色: "master.rkt"
1.6	玩猜颜色: "master-play.rkt"
1.7	简单的绘图: "draw.rkt"
1.8	刽子手: "hangman.rkt"
1.9	玩刽子手: "hangman-play.rkt"
1.10	管理控制箭头: "arrow.rkt"
1.11	操作简单的HTML文档: "docs.rkt"
1.12	使用文件和目录: "dir.rkt"
1.13	函数的图像: "graphing.rkt"
1.14	简单的图形用户界面: "gui.rkt"
1.15	箭头GUI: "arrow-gui.rkt"
1.16	控制电梯: "elevator.rkt"
1.17	查找GUI: "lkup-gui.rkt"
1.18	猜测GUI: "guess-gui.rkt"
1.19	皇后问题: "show-queen.rkt"
1.20	矩阵函数: "matrix.rkt"

1.1.1	图像
1.1.2	模式和颜色
1.1.3	创建基本图形
1.1.4	基本图像属性
1.1.5	图像的组合
1.1.6	图像的操作
1.1.7	场景
1.1.8	其他图像处理和创建函数