BMP是英文Bitmap(位圖)的簡(jiǎn)寫(xiě),它是Windows操作系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)圖像文件格式,能夠被多種Windows應(yīng)用程序所支持。隨著Windows操作系統(tǒng)的流行與豐富的Windows應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā),BMP位圖格式理所當(dāng)然地被廣泛應(yīng)用。這種格式的特點(diǎn)是包含的圖像信息較豐富,幾乎不進(jìn)行壓縮,但由此導(dǎo)致了它與生俱生來(lái)的缺點(diǎn)--占用磁盤(pán)空間過(guò)大。所以,目前BMP在單機(jī)上比較流行。
BMP文件格式分析
簡(jiǎn)介
BMP(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(chēng)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(wú)關(guān),因此把這種BMP圖象文件格式稱(chēng)為設(shè)備無(wú)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(guò)如果你想將圖像以BMP格式保存到磁盤(pán)文件中時(shí),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(lèi)型的顯示設(shè)備上顯示所存儲(chǔ)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(shí)它也會(huì)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(gè)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(chēng)
符號(hào)
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。
表01 位圖文件結(jié)構(gòu)內(nèi)容摘要
偏移量
域的名稱(chēng)
大小
內(nèi)容
圖象文件
頭
0000h 文件標(biāo)識(shí) 2 bytes 兩字節(jié)的內(nèi)容用來(lái)識(shí)別位圖的類(lèi)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(méi)有被普及開(kāi),所以在編程時(shí),你只需判斷第一個(gè)標(biāo)識(shí)“BM”就行。
0002h File Size 1 dword 用字節(jié)表示的整個(gè)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(kāi)始到位圖數(shù)據(jù)開(kāi)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(zhǎng)度,用來(lái)描述位圖的顏色、壓縮方法等。下面的長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度加長(zhǎng)。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(gè)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(gè)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(shuō)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(shí)(或者等于0時(shí)),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(duì)于調(diào)色板中的每個(gè)表項(xiàng),這4個(gè)字節(jié)用下述方法來(lái)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(hào),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(lái)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(lèi)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(lái)定義:
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { /* bmfh */
UINT bfType;
DWORD bfSize;
UINT bfReserved1;
UINT bfReserved2;
DWORD bfOffBits;
} BITMAPFILEHEADER;
其中:
bfType
說(shuō)明文件的類(lèi)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(shí),這么做現(xiàn)在來(lái)看似乎已經(jīng)沒(méi)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(shí))
bfSize
說(shuō)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(shuō)明從文件頭開(kāi)始到實(shí)際的圖象數(shù)據(jù)之間的字節(jié)的偏移量。這個(gè)參數(shù)是非常有用的,因?yàn)槲粓D信息頭和調(diào)色板的長(zhǎng)度會(huì)根據(jù)不同情況而變化,所以你可以用這個(gè)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(lái)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(shuō)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(shuō)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(lèi)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(shuō)明BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)所需要的字?jǐn)?shù)。注:這個(gè)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(lái)決定,不過(guò),就現(xiàn)在的情況來(lái)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(shuō)明圖象的寬度,以象素為單位
biHeight
說(shuō)明圖象的高度,以象素為單位。注:這個(gè)值除了用于描述圖像的高度之外,它還有另一個(gè)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(gè)正數(shù),說(shuō)明圖像是倒向的,如果該值是一個(gè)負(fù)數(shù),則說(shuō)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(shí),高度值是一個(gè)正數(shù)。(注:當(dāng)高度值是一個(gè)負(fù)數(shù)時(shí)(正向圖像),圖像將不能被壓縮(也就是說(shuō)biCompression成員將不能是BI_RLE8或BI_RLE4)。
biPlanes
為目標(biāo)設(shè)備說(shuō)明位面數(shù),其值將總是被設(shè)為1
biBitCount
說(shuō)明比特?cái)?shù)/象素,其值為1、4、8、16、24、或32
biCompression
說(shuō)明圖象數(shù)據(jù)壓縮的類(lèi)型。其值可以是下述值之一:
BI_RGB:沒(méi)有壓縮;
BI_RLE8:每個(gè)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(jì)數(shù)和顏色索引);
BI_RLE4:每個(gè)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(gè)象素的比特由指定的掩碼決定。
biSizeImage
說(shuō)明圖象的大小,以字節(jié)為單位。當(dāng)用BI_RGB格式時(shí),可設(shè)置為0
biXPelsPerMeter
說(shuō)明水平分辨率,用象素/米表示
biYPelsPerMeter
說(shuō)明垂直分辨率,用象素/米表示
biClrUsed
說(shuō)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(huà),則說(shuō)明使用所有調(diào)色板項(xiàng))
biClrImportant
說(shuō)明對(duì)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(shuō)明:
(1) 彩色表的定位
應(yīng)用程序可使用存儲(chǔ)在biSize成員中的信息來(lái)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(gè)調(diào)色板項(xiàng),稱(chēng)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(gè)象素。如果一個(gè)位是0,顯示時(shí)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(gè)象素用4位表示,并用這4位作為彩色表的表項(xiàng)來(lái)查找該象素的顏色。例如,如果位圖中的第一個(gè)字節(jié)為0x1F,它表示有兩個(gè)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(gè)象素的顏色就在彩色表的第16表項(xiàng)中查找。此時(shí),調(diào)色板中缺省情況下會(huì)有16個(gè)RGB項(xiàng)。對(duì)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(gè)象素用8位表示,并用這8位作為彩色表的表項(xiàng)來(lái)查找該象素的顏色。例如,如果位圖中的第一個(gè)字節(jié)為0x1F,這個(gè)象素的顏色就在彩色表的第32表項(xiàng)中查找。此時(shí),缺省情況下,調(diào)色板中會(huì)有256個(gè)RGB項(xiàng),對(duì)應(yīng)于索引0到索引255。
biBitCount=16 表示位圖最多有65536種顏色。每個(gè)色素用16位(2個(gè)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(shí),它沒(méi)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(chēng)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(lái)調(diào)色板的位置被三個(gè)DWORD變量占據(jù),稱(chēng)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(gè)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(guò)適當(dāng)?shù)淖笥乙撇僮鳎T贜T系統(tǒng)中,則沒(méi)有格式限制,只不過(guò)要求掩碼之間不能有重疊。(注:這種格式的圖像使用起來(lái)是比較麻煩的,不過(guò)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1670萬(wàn)種顏色。這種位圖沒(méi)有調(diào)色板(bmiColors成員尺寸為0),在位數(shù)組中,每3個(gè)字節(jié)代表一個(gè)象素,分別對(duì)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(lèi)似,當(dāng)biCompression成員的值是BI_RGB時(shí),它也沒(méi)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(shí),原來(lái)調(diào)色板的位置將被三個(gè)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(shuō)三個(gè)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(duì)齊的,所以在內(nèi)存中進(jìn)行圖像處理時(shí)可進(jìn)行匯編級(jí)的代碼優(yōu)化(簡(jiǎn)單))。
posted on 2009-10-30 17:31
李陽(yáng) 閱讀(993)
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圖形圖像