gnuplot で画像を表示

目的

Matlab は購入価格も維持費も高い． C言語で画像を処理する場合，結果の表示に手間取ることが多い． gdk などを使えば綺麗に表示できるが，比較的長いコードを書く必要があり，慣れていないと戸惑う．このページでは普段 gnuplot を使っている人が，とりあえずの結果を比較的簡単に表示する方法を紹介する． C言語と gnuplot の環境はあるけれど， Matlab や FreeMat, R, octave がインストールされていない環境で仕事をする場合に役に立つはずである．具体的には3次元プロットを駆使し， gnuplot 本来の目的とは違う使い方をする．

サンプルコード

どういうことができるのか，早く知りたい人は以下の Cのコードをコンパイルして走らせてください．最も応用の効くコードは gp-image003.c です．各ピクセルは int で表現していますが必要な時は char や double 型に適宜変更して使ってください．

3 x 3 の2値図形 gp-image001.c
20 x 20 の2値（文字） gp-image002.c
20 x 20 の256値（乱数） gp-image003.c

基本的な考え方と利点

座標軸など深く考える必要はない．
とりあえずの結果の表示には便利．

3x3 ピクセルの例

100
011
101

という画像！を表現したい場合．

% gnuplot

gnuplot> set pm3d
gnuplot> splot '-' 

0 0 1
0 1 1
0 1 0
0 2 0
0 2 1
0 3 1

1 0 1
1 1 1
1 1 0
1 2 0
1 2 1
1 3 1

1 0 0
1 1 0
1 1 1
1 2 1
1 2 0
1 3 0

2 0 0
2 1 0
2 1 1
2 2 1
2 2 0
2 3 0

2 0 1
2 1 1
2 1 1
2 2 1
2 2 0
2 3 0

3 0 1
3 1 1
3 1 1
3 2 1
3 2 0
3 3 0

e

と入力すれば，画像が表示される．この結果だけ見るととても大変． 1ピクセルごとの描画ではうまくいかないので，幅1の帯を6本描いている．

横 nx ピクセル, 縦 ny ピクセルからなる画像データを表示したい場合， 1次元の配列 img[i] に画像データを入れ関数 write_data を呼び出せば，画像を描画してくれる関数を以下に示します．表示するだけなら，あとは何も考えなくてよい（はず）．多数の小さい画像を並べて表示させたい場合は，自分で大きい画像データ img[i] を作る必要があります．やさしい問題なので write_multi_images という名前で関数を作ってみてください．

/* Write data for gnuplot */
void write_data( int *img, int nx, int ny){ 

	int i,x,y;

	for (x=0; x < nx; x++){
		for (y=0; y < ny; y++){
			i = x + (ny -y -1)*nx;
			fprintf(gp, "%d  %d %d\n", x, y,    img[i]);
			fprintf(gp, "%d  %d %d\n", x, y+1,  img[i]);
		}
		fprintf(gp, "\n"); 
		
		for (y=0; y < ny; y++){
			i = x + (ny -y -1)*nx;
			fprintf(gp, "%d  %d %d\n", x+1,   y, img[i]);
			fprintf(gp, "%d  %d %d\n", x+1, y+1, img[i]);
		}
		fprintf(gp, "\n");
	}

}

例えば 8 x 8 ピクセルの画像（パッチ）25 枚を 5 x 5 段で表示したい場合，あらかじめ img[] という1つの配列に自分でレイアウトした結果を書き込んでおけばよい．あらかじ画像パッチと画像パッチの上下と左右の間隔を設定しておく必要がある．