MP(Bitmap-File)圖形文件是Windows采用的圖形文件格式，在Windows環(huán)境下運(yùn)行的所有圖象處理軟件都支持BMP圖象文件格式。Windows系統(tǒng)內(nèi)部各圖像繪制操作都是以BMP為基礎(chǔ)的。Windows 3.0以前的BMP圖文件格式與顯示設(shè)備有關(guān)，因此把這種BMP圖象文件格式稱為設(shè)備相關(guān)位圖DDB(device-dependent bitmap)文件格式。Windows 3.0以后的BMP圖象文件與顯示設(shè)備無關(guān)，因此把這種BMP圖象文件格式稱為設(shè)備無關(guān)位圖DIB(device-independent bitmap)格式（注：Windows 3.0以后，在系統(tǒng)中仍然存在DDB位圖，象BitBlt()這種函數(shù)就是基于DDB位圖的，只不過如果你想將圖像以BMP格式保存到磁盤文件中時，微軟極力推薦你以DIB格式保存），目的是為了讓W(xué)indows能夠在任何類型的顯示設(shè)備上顯示所存儲的圖象。BMP位圖文件默認(rèn)的文件擴(kuò)展名是BMP或者bmp（有時它也會以.DIB或.RLE作擴(kuò)展名）。
6.1.2 文件結(jié)構(gòu)
位圖文件可看成由4個部分組成：位圖文件頭(bitmap-file header)、位圖信息頭(bitmap-information header)、彩色表(color table)和定義位圖的字節(jié)陣列，它具有如下所示的形式。
位圖文件的組成
結(jié)構(gòu)名稱
符號
位圖文件頭(bitmap-file header) BITMAPFILEHEADER bmfh
位圖信息頭(bitmap-information header) BITMAPINFOHEADER bmih
彩色表(color table) RGBQUAD aColors[]
圖象數(shù)據(jù)陣列字節(jié) BYTE aBitmapBits[]
位圖文件結(jié)構(gòu)可綜合在表6-01中。
圖象文件
頭
0000h 文件標(biāo)識 2 bytes 兩字節(jié)的內(nèi)容用來識別位圖的類型：
‘BM’ ： Windows 3.1x, 95, NT, …
‘BA’ ：OS/2 Bitmap Array
‘CI’ ：OS/2 Color Icon
‘CP’ ：OS/2 Color Pointer
‘IC’ ： OS/2 Icon
‘PT’ ：OS/2 Pointer
注：因?yàn)镺S/2系統(tǒng)并沒有被普及開，所以在編程時，你只需判斷第一個標(biāo)識“BM”就行。
0002h File Size 1 dword 用字節(jié)表示的整個文件的大小
0006h Reserved 1 dword 保留，必須設(shè)置為0
000Ah Bitmap Data Offset 1 dword 從文件開始到位圖數(shù)據(jù)開始之間的數(shù)據(jù)(bitmap data)之間的偏移量
000Eh Bitmap Header Size 1 dword 位圖信息頭(Bitmap Info Header)的長度，用來描述位圖的顏色、壓縮方法等。下面的長度表示：
28h - Windows 3.1x, 95, NT, …
0Ch - OS/2 1.x
F0h - OS/2 2.x
注：在Windows95、98、2000等操作系統(tǒng)中，位圖信息頭的長度并不一定是28h，因?yàn)槲④浺呀?jīng)制定出了新的BMP文件格式，其中的信息頭結(jié)構(gòu)變化比較大，長度加長。所以最好不要直接使用常數(shù)28h，而是應(yīng)該從具體的文件中讀取這個值。這樣才能確保程序的兼容性。
0012h Width 1 dword 位圖的寬度，以象素為單位
0016h Height 1 dword 位圖的高度，以象素為單位
001Ah Planes 1 word 位圖的位面數(shù)（注：該值將總是1）
圖象信息頭
001Ch Bits Per Pixel 1 word 每個象素的位數(shù)
1 - 單色位圖（實(shí)際上可有兩種顏色，缺省情況下是黑色和白色。你可以自己定義這兩種顏色）
4 - 16 色位圖
8 - 256 色位圖
16 - 16bit 高彩色位圖
24 - 24bit 真彩色位圖
32 - 32bit 增強(qiáng)型真彩色位圖
001Eh Compression 1 dword 壓縮說明：
0 - 不壓縮 (使用BI_RGB表示)
1 - RLE 8-使用8位RLE壓縮方式(用BI_RLE8表示)
2 - RLE 4-使用4位RLE壓縮方式(用BI_RLE4表示)
3 - Bitfields-位域存放方式(用BI_BITFIELDS表示)
0022h Bitmap Data Size 1 dword 用字節(jié)數(shù)表示的位圖數(shù)據(jù)的大小。該數(shù)必須是4的倍數(shù)
0026h HResolution 1 dword 用象素/米表示的水平分辨率
002Ah VResolution 1 dword 用象素/米表示的垂直分辨率
002Eh Colors 1 dword 位圖使用的顏色數(shù)。如8-比特/象素表示為100h或者 256.
0032h Important Colors 1 dword 指定重要的顏色數(shù)。當(dāng)該域的值等于顏色數(shù)時（或者等于0時），表示所有顏色都一樣重要
調(diào)色板數(shù)據(jù) 根據(jù)BMP版本的不同而不同 Palette N * 4 byte 調(diào)色板規(guī)范。對于調(diào)色板中的每個表項(xiàng)，這4個字節(jié)用下述方法來描述RGB的值：? 1字節(jié)用于藍(lán)色分量
1字節(jié)用于綠色分量
1字節(jié)用于紅色分量
1字節(jié)用于填充符(設(shè)置為0)
圖象數(shù)據(jù) 根據(jù)BMP版本及調(diào)色板尺寸的不同而不同 Bitmap Data xxx bytes 該域的大小取決于壓縮方法及圖像的尺寸和圖像的位深度，它包含所有的位圖數(shù)據(jù)字節(jié)，這些數(shù)據(jù)可能是彩色調(diào)色板的索引號，也可能是實(shí)際的RGB值，這將根據(jù)圖像信息頭中的位深度值來決定。
?
?
構(gòu)件詳解
1. 位圖文件頭
位圖文件頭包含有關(guān)于文件類型、文件大小、存放位置等信息，在Windows 3.0以上版本的位圖文件中用BITMAPFILEHEADER結(jié)構(gòu)來定義：
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { /* bmfh */
UINT bfType;
DWORD bfSize;
UINT bfReserved1;
UINT bfReserved2;
DWORD bfOffBits;
} BITMAPFILEHEADER;
其中：
?
bfType
說明文件的類型.（該值必需是0x4D42，也就是字符'BM'。我們不需要判斷OS/2的位圖標(biāo)識，這么做現(xiàn)在來看似乎已經(jīng)沒有什么意義了，而且如果要支持OS/2的位圖，程序?qū)⒆兊煤芊爆崱Ｋ裕诖酥唤ㄗh你檢察'BM'標(biāo)識）
bfSize
說明文件的大小，用字節(jié)為單位
bfReserved1
保留，必須設(shè)置為0
bfReserved2
保留，必須設(shè)置為0
bfOffBits
說明從文件頭開始到實(shí)際的圖象數(shù)據(jù)之間的字節(jié)的偏移量。這個參數(shù)是非常有用的，因?yàn)槲粓D信息頭和調(diào)色板的長度會根據(jù)不同情況而變化，所以你可以用這個偏移值迅速的從文件中讀取到位數(shù)據(jù)。
2. 位圖信息頭
位圖信息用BITMAPINFO結(jié)構(gòu)來定義，它由位圖信息頭(bitmap-information header)和彩色表(color table)組成，前者用BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)定義，后者用RGBQUAD結(jié)構(gòu)定義。BITMAPINFO結(jié)構(gòu)具有如下形式：
typedef struct tagBITMAPINFO { /* bmi */
BITMAPINFOHEADER bmiHeader;
RGBQUAD bmiColors[1];
} BITMAPINFO;
其中：
?
bmiHeader
說明BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)，其中包含了有關(guān)位圖的尺寸及位格式等信息
bmiColors
說明彩色表RGBQUAD結(jié)構(gòu)的陣列，其中包含索引圖像的真實(shí)RGB值。
BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)包含有位圖文件的大小、壓縮類型和顏色格式，其結(jié)構(gòu)定義為：
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;
其中：
?
biSize
說明BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)所需要的字?jǐn)?shù)。注：這個值并不一定是BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)的尺寸，它也可能是sizeof(BITMAPV4HEADER)的值，或是sizeof(BITMAPV5HEADER)的值。這要根據(jù)該位圖文件的格式版本來決定，不過，就現(xiàn)在的情況來看，絕大多數(shù)的BMP圖像都是BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)的（可能是后兩者太新的緣故吧:-）。
biWidth
說明圖象的寬度，以象素為單位
biHeight
說明圖象的高度，以象素為單位。注：這個值除了用于描述圖像的高度之外，它還有另一個用處，就是指明該圖像是倒向的位圖，還是正向的位圖。如果該值是一個正數(shù)，說明圖像是倒向的，如果該值是一個負(fù)數(shù)，則說明圖像是正向的。大多數(shù)的BMP文件都是倒向的位圖，也就是時，高度值是一個正數(shù)。（注：當(dāng)高度值是一個負(fù)數(shù)時（正向圖像），圖像將不能被壓縮（也就是說biCompression成員將不能是BI_RLE8或BI_RLE4）。
biPlanes
為目標(biāo)設(shè)備說明位面數(shù)，其值將總是被設(shè)為1
biBitCount
說明比特數(shù)/象素，其值為1、4、8、16、24、或32
biCompression
說明圖象數(shù)據(jù)壓縮的類型。其值可以是下述值之一：
BI_RGB：沒有壓縮；
BI_RLE8：每個象素8比特的RLE壓縮編碼，壓縮格式由2字節(jié)組成(重復(fù)象素計數(shù)和顏色索引)；
BI_RLE4：每個象素4比特的RLE壓縮編碼，壓縮格式由2字節(jié)組成
BI_BITFIELDS：每個象素的比特由指定的掩碼決定。
biSizeImage
說明圖象的大小，以字節(jié)為單位。當(dāng)用BI_RGB格式時，可設(shè)置為0
biXPelsPerMeter
說明水平分辨率，用象素/米表示
biYPelsPerMeter
說明垂直分辨率，用象素/米表示
biClrUsed
說明位圖實(shí)際使用的彩色表中的顏色索引數(shù)（設(shè)為0的話，則說明使用所有調(diào)色板項(xiàng)）
biClrImportant
說明對圖象顯示有重要影響的顏色索引的數(shù)目，如果是0，表示都重要。
現(xiàn)就BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)作如下說明：
(1) 彩色表的定位
應(yīng)用程序可使用存儲在biSize成員中的信息來查找在BITMAPINFO結(jié)構(gòu)中的彩色表，如下所示：
pColor = ((LPSTR) pBitmapInfo + (WORD) (pBitmapInfo->bmiHeader.biSize))
(2) biBitCount
biBitCount=1 表示位圖最多有兩種顏色，缺省情況下是黑色和白色，你也可以自己定義這兩種顏色。圖像信息頭裝調(diào)色板中將有兩個調(diào)色板項(xiàng)，稱為索引0和索引1。圖象數(shù)據(jù)陣列中的每一位表示一個象素。如果一個位是0，顯示時就使用索引0的RGB值，如果位是1，則使用索引1的RGB值。
biBitCount=4 表示位圖最多有16種顏色。每個象素用4位表示，并用這4位作為彩色表的表項(xiàng)來查找該象素的顏色。例如，如果位圖中的第一個字節(jié)為0x1F，它表示有兩個象素，第一象素的顏色就在彩色表的第2表項(xiàng)中查找，而第二個象素的顏色就在彩色表的第16表項(xiàng)中查找。此時，調(diào)色板中缺省情況下會有16個RGB項(xiàng)。對應(yīng)于索引0到索引15。
biBitCount=8 表示位圖最多有256種顏色。每個象素用8位表示，并用這8位作為彩色表的表項(xiàng)來查找該象素的顏色。例如，如果位圖中的第一個字節(jié)為0x1F，這個象素的顏色就在彩色表的第32表項(xiàng)中查找。此時，缺省情況下，調(diào)色板中會有256個RGB項(xiàng)，對應(yīng)于索引0到索引255。
biBitCount=16 表示位圖最多有216種顏色。每個色素用16位（2個字節(jié)）表示。這種格式叫作高彩色，或叫增強(qiáng)型16位色，或64K色。它的情況比較復(fù)雜，當(dāng)biCompression成員的值是BI_RGB時，它沒有調(diào)色板。16位中，最低的5位表示藍(lán)色分量，中間的5位表示綠色分量，高的5位表示紅色分量，一共占用了15位，最高的一位保留，設(shè)為0。這種格式也被稱作555 16位位圖。如果biCompression成員的值是BI_BITFIELDS，那么情況就復(fù)雜了，首先是原來調(diào)色板的位置被三個DWORD變量占據(jù)，稱為紅、綠、藍(lán)掩碼。分別用于描述紅、綠、藍(lán)分量在16位中所占的位置。在Windows 95（或98）中，系統(tǒng)可接受兩種格式的位域：555和565，在555格式下，紅、綠、藍(lán)的掩碼分別是：0x7C00、0x03E0、0x001F，而在565格式下，它們則分別為：0xF800、0x07E0、0x001F。你在讀取一個像素之后，可以分別用掩碼“與”上像素值，從而提取出想要的顏色分量（當(dāng)然還要再經(jīng)過適當(dāng)?shù)淖笥乙撇僮鳎Ｔ贜T系統(tǒng)中，則沒有格式限制，只不過要求掩碼之間不能有重疊。（注：這種格式的圖像使用起來是比較麻煩的，不過因?yàn)樗娘@示效果接近于真彩，而圖像數(shù)據(jù)又比真彩圖像小的多，所以，它更多的被用于游戲軟件）。
biBitCount=24 表示位圖最多有224種顏色。這種位圖沒有調(diào)色板（bmiColors成員尺寸為0），在位數(shù)組中，每3個字節(jié)代表一個象素，分別對應(yīng)于顏色R、G、B。
biBitCount=32 表示位圖最多有232種顏色。這種位圖的結(jié)構(gòu)與16位位圖結(jié)構(gòu)非常類似，當(dāng)biCompression成員的值是BI_RGB時，它也沒有調(diào)色板，32位中有24位用于存放RGB值，順序是：最高位—保留，紅8位、綠8位、藍(lán)8位。這種格式也被成為888 32位圖。如果 biCompression成員的值是BI_BITFIELDS時，原來調(diào)色板的位置將被三個DWORD變量占據(jù)，成為紅、綠、藍(lán)掩碼，分別用于描述紅、綠、藍(lán)分量在32位中所占的位置。在Windows 95(or 98)中，系統(tǒng)只接受888格式，也就是說三個掩碼的值將只能是：0xFF0000、0xFF00、0xFF。而在NT系統(tǒng)中，你只要注意使掩碼之間不產(chǎn)生重疊就行。（注：這種圖像格式比較規(guī)整，因?yàn)樗荄WORD對齊的，所以在內(nèi)存中進(jìn)行圖像處理時可進(jìn)行匯編級的代碼優(yōu)化（簡單））。
(3) ClrUsed
BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)中的成員ClrUsed指定實(shí)際使用的顏色數(shù)目。如果ClrUsed設(shè)置成0，位圖使用的顏色數(shù)目就等于biBitCount成員中的數(shù)目。請注意，如果ClrUsed的值不是可用顏色的最大值或不是0，則在編程時應(yīng)該注意調(diào)色板尺寸的計算，比如在4位位圖中，調(diào)色板的缺省尺寸應(yīng)該是16＊sizeof(RGBQUAD)，但是，如果ClrUsed的值不是16或者不是0，那么調(diào)色板的尺寸就應(yīng)該是ClrUsed＊sizeof(RGBQUAD)。
(4) 圖象數(shù)據(jù)壓縮
① BI_RLE8：每個象素為8比特的RLE壓縮編碼，可使用編碼方式和絕對方式中的任何一種進(jìn)行壓縮，這兩種方式可在同一幅圖中的任何地方使用。
編碼方式：由2個字節(jié)組成，第一個字節(jié)指定使用相同顏色的象素數(shù)目，第二個字節(jié)指定使用的顏色索引。此外，這個字節(jié)對中的第一個字節(jié)可設(shè)置為0，聯(lián)合使用第二個字節(jié)的值表示：
第二個字節(jié)的值為0：行的結(jié)束。
第二個字節(jié)的值為1：圖象結(jié)束。
第二個字節(jié)的值為2：其后的兩個字節(jié)表示下一個象素從當(dāng)前開始的水平和垂直位置的偏移量。
絕對方式：第一個字節(jié)設(shè)置為0，而第二個字節(jié)設(shè)置為0x03～0xFF之間的一個值。在這種方式中，第二個字節(jié)表示跟在這個字節(jié)后面的字節(jié)數(shù)，每個字節(jié)包含單個象素的顏色索引。壓縮數(shù)據(jù)格式需要字邊界(word boundary)對齊。下面的例子是用16進(jìn)制表示的8-位壓縮圖象數(shù)據(jù)：
03 04 05 06 00 03 45 56 67 00 02 78 00 02 05 01 02 78 00 00 09 1E 00 01
這些壓縮數(shù)據(jù)可解釋為 ：
壓縮數(shù)據(jù)?
擴(kuò)展數(shù)據(jù)
03 04 04 04 04?
05 06 06 06 06 06 06?
00 03 45 56 67 00 45 56 67?
02 78 78 78?
00 02 05 01 從當(dāng)前位置右移5個位置后向下移一行
02 78 78 78?
00 00 行結(jié)束
09 1E 1E 1E 1E 1E 1E 1E 1E 1E 1E?
00 01 RLE編碼圖象結(jié)束?
② BI_RLE4：每個象素為4比特的RLE壓縮編碼，同樣也可使用編碼方式和絕對方式中的任何一種進(jìn)行壓縮，這兩種方式也可在同一幅圖中的任何地方使用。這兩種方式是：
編碼方式：由2個字節(jié)組成，第一個字節(jié)指定象素數(shù)目，第二個字節(jié)包含兩種顏色索引，一個在高4位，另一個在低4位。第一個象素使用高4位的顏色索引，第二個使用低4位的顏色索引，第3個使用高4位的顏色索引，依此類推。
絕對方式：這個字節(jié)對中的第一個字節(jié)設(shè)置為0，第二個字節(jié)包含有顏色索引數(shù)，其后續(xù)字節(jié)包含有顏色索引，顏色索引存放在該字節(jié)的高、低4位中，一個顏色索引對應(yīng)一個象素。此外，BI_RLE4也同樣聯(lián)合使用第二個字節(jié)中的值表示：
第二個字節(jié)的值為0：行的結(jié)束。
第二個字節(jié)的值為1：圖象結(jié)束。
第二個字節(jié)的值為2：其后的兩個字節(jié)表示下一個象素從當(dāng)前開始的水平和垂直位置的偏移量。
下面的例子是用16進(jìn)制數(shù)表示的4-位壓縮圖象數(shù)據(jù)：
03 04 05 06 00 06 45 56 67 00 04 78 00 02 05 01 04 78 00 00 09 1E 00 01
這些壓縮數(shù)據(jù)可解釋為 ：
壓縮數(shù)據(jù)
擴(kuò)展數(shù)據(jù)
03 04 0 4 0
05 06 0 6 0 6 0?
00 06 45 56 67 00 4 5 5 6 6 7?
04 78 7 8 7 8?
00 02 05 01 從當(dāng)前位置右移5個位置后向下移一行
04 78 7 8 7 8?
00 00 行結(jié)束
09 1E 1 E 1 E 1 E 1 E 1?
00 01 RLE圖象結(jié)束?
3. 彩色表
彩色表包含的元素與位圖所具有的顏色數(shù)相同，象素的顏色用RGBQUAD結(jié)構(gòu)來定義。對于24-位真彩色圖象就不使用彩色表（同樣也包括16位、和32位位圖），因?yàn)槲粓D中的RGB值就代表了每個象素的顏色。彩色表中的顏色按顏色的重要性排序，這可以輔助顯示驅(qū)動程序?yàn)椴荒茱@示足夠多顏色數(shù)的顯示設(shè)備顯示彩色圖象。RGBQUAD結(jié)構(gòu)描述由R、G、B相對強(qiáng)度組成的顏色，定義如下：
typedef struct tagRGBQUAD { /* rgbq */
BYTE rgbBlue;
BYTE rgbGreen;
BYTE rgbRed;
BYTE rgbReserved;
} RGBQUAD;
其中：
?
rgbBlue
指定藍(lán)色強(qiáng)度
rgbGreen
指定綠色強(qiáng)度
rgbRed
指定紅色強(qiáng)度
rgbReserved
保留，設(shè)置為0
4. 位圖數(shù)據(jù)
緊跟在彩色表之后的是圖象數(shù)據(jù)字節(jié)陣列。圖象的每一掃描行由表示圖象象素的連續(xù)的字節(jié)組成，每一行的字節(jié)數(shù)取決于圖象的顏色數(shù)目和用象素表示的圖象寬度。掃描行是由底向上存儲的，這就是說，陣列中的第一個字節(jié)表示位圖左下角的象素，而最后一個字節(jié)表示位圖右上角的象素。（只針對與倒向DIB，如果是正向DIB，則掃描行是由頂向下存儲的），倒向DIB的原點(diǎn)在圖像的左下角，而正向DIB的原點(diǎn)在圖像的左上角。同時，每一掃描行的字節(jié)數(shù)必需是4的整倍數(shù)，也就是DWORD對齊的。如果你想確保圖像的掃描行DWORD對齊，可使用下面的代碼：
(((width*biBitCount)+31)>>5)<<2
posted on 2007-03-09 16:55
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