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6.1.1 簡(jiǎn)介位圖文件(Bitmap-File，BMP)格式是Windows采用的圖像文件存儲格式，在Windows環(huán)境下運行的所有圖像處理軟件都支持這種格式。Windows 3.0以前的BMP位圖文件格式與顯示設備有關(guān)，因此把它稱(chēng)為設備相關(guān)位圖(device-dependent bitmap，DDB)文件格式。Windows 3.0以后的BMP位圖文件格式與顯示設備無(wú)關(guān)，因此把這種BMP位圖文件格式稱(chēng)為設備無(wú)關(guān)位圖(device-independent bitmap，DIB)格式，目的是為了讓W(xué)indows能夠在任何類(lèi)型的顯示設備上顯示BMP位圖文件。BMP位圖文件默認的文件擴展名是BMP或者bmp。6.1.2 文件結構位圖文件可看成由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)和定義位圖的字節陣列，它們的名稱(chēng)和符號如表6-01所示。表6-01 BMP圖像文件組成部分的名稱(chēng)和符號位圖文件的組成結構名稱(chēng)符號位圖文件頭(bitmap-file header)BITMAPFILEHEADERbmfh位圖信息頭(bitmap-information header)BITMAPINFOHEADERbmih彩色表(color table)RGBQUADaColors[]圖像數據陣列字節BYTEaBitmapBits[] 位圖文件結構可綜合在表6-02中。表6-02 位圖文件結構內容摘要偏移量域的名稱(chēng)大小內容圖像文件頭0000h標識符(Identifier)2 bytes兩字節的內容用來(lái)識別位圖的類(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 Pointer0002hFile Size1 dword用字節表示的整個(gè)文件的大小0006hReserved1 dword保留，設置為0000AhBitmap Data Offset1 dword從文件開(kāi)始到位圖數據開(kāi)始之間的數據(bitmap data)之間的偏移量000EhBitmap Header Size1 dword位圖信息頭(Bitmap Info Header)的長(cháng)度，用來(lái)描述位圖的顏色、壓縮方法等。下面的長(cháng)度表示：28h - Windows 3.1x, 95, NT, …0Ch - OS/2 1.xF0h - OS/2 2.x0012hWidth1 dword位圖的寬度，以像素為單位0016hHeight1 dword位圖的高度，以像素為單位001AhPlanes1 word位圖的位面數圖像信息頭001ChBits Per Pixel1 word每個(gè)像素的位數1 - Monochrome bitmap4 - 16 color bitmap8 - 256 color bitmap16 - 16bit (high color) bitmap24 - 24bit (true color) bitmap32 - 32bit (true color) bitmap001EhCompression1 dword壓縮說(shuō)明：0 - none (也使用BI_RGB表示)1 - RLE 8-bit / pixel (也使用BI_RLE4表示)2 - RLE 4-bit / pixel (也使用BI_RLE8表示)3 - Bitfields (也使用BI_BITFIELDS表示)0022hBitmap Data Size1 dword用字節數表示的位圖數據的大小。該數必須是4的倍數0026hHResolution1 dword用像素/米表示的水平分辨率002AhVResolution1 dword用像素/米表示的垂直分辨率002EhColors1 dword位圖使用的顏色數。如8-位/像素表示為100h或者 256.0032hImportant Colors1 dword指定重要的顏色數。當該域的值等于顏色數時(shí)，表示所有顏色都一樣重要調色板數據0036hPaletteN * 4 byte調色板規范。對于調色板中的每個(gè)表項，這4個(gè)字節用下述方法來(lái)描述RGB的值：1字節用于藍色分量 1字節用于綠色分量 1字節用于紅色分量 1字節用于填充符(設置為0)圖像數據0436hBitmap Datax bytes該域的大小取決于壓縮方法，它包含所有的位圖數據字節，這些數據實(shí)際就是彩色調色板的索引號 6.1.3 構件詳解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結構來(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.bfSize說(shuō)明文件的大小，用字節為單位bfReserved1保留，設置為0bfReserved2保留，設置為0bfOffBits說(shuō)明從BITMAPFILEHEADER結構開(kāi)始到實(shí)際的圖像數據之間的字 節偏移量2. 位圖信息頭位圖信息用BITMAPINFO結構來(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結構定義，后者用RGBQUAD結構定義。BITMAPINFO結構具有如下形式：typedef struct tagBITMAPINFO { /* bmi */BITMAPINFOHEADER bmiHeader;RGBQUAD bmiColors[1];} BITMAPINFO;其中：bmiHeader說(shuō)明BITMAPINFOHEADER結構bmiColors說(shuō)明彩色表RGBQUAD結構的陣列BITMAPINFOHEADER結構包含有位圖文件的大小、壓縮類(lèi)型和顏色格式，其結構定義為：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結構所需要的字節數biWidth說(shuō)明圖像的寬度，以像素為單位biHeight說(shuō)明圖像的高度，以像素為單位biPlanes為目標設備說(shuō)明位面數，其值設置為1biBitCount說(shuō)明位數/像素，其值為1、2、4或者24biCompression說(shuō)明圖像數據壓縮的類(lèi)型。其值可以是下述值之一：BI_RGB：沒(méi)有壓縮； BI_RLE8：每個(gè)像素8位的RLE壓縮編碼，壓縮格式由2字節組成(重復像素計數和顏色索引)； BI_RLE4：每個(gè)像素4位的RLE壓縮編碼，壓縮格式由2字節組成biSizeImage說(shuō)明圖像的大小，以字節為單位。當用BI_RGB格式時(shí)，可設置為0biXPelsPerMeter說(shuō)明水平分辨率，用像素/米表示biYPelsPerMeter說(shuō)明垂直分辨率，用像素/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biClrImportant說(shuō)明對圖像顯示有重要影響的顏色索引的數目，如果是0，表示都重要。現就BITMAPINFOHEADER結構作如下說(shuō)明：(1) 彩色表的定位應用程序可使用存儲在biSize成員中的信息來(lái)查找在BITMAPINFO結構中的彩色表，如下所示：pColor = ((LPSTR) pBitmapInfo + (WORD) (pBitmapInfo->bmiHeader.biSize))(2) biBitCountbiBitCount=1 表示位圖最多有兩種顏色，黑色和白色。圖像數據陣列中的每一位表示一個(gè)像素。biBitCount=4 表示位圖最多有16種顏色。每個(gè)像素用4位表示，并用這4位作為彩色表的表項來(lái)查找該像素的顏色。例如，如果位圖中的第一個(gè)字節為0x1F，它表示有兩個(gè)像素，第一像素的顏色就在彩色表的第2表項中查找，而第二個(gè)像素的顏色就在彩色表的第16表項中查找。biBitCount=8 表示位圖最多有256種顏色。每個(gè)像素用8位表示，并用這8位作為彩色表的表項來(lái)查找該像素的顏色。例如，如果位圖中的第一個(gè)字節為0x1F，這個(gè)像素的顏色就在彩色表的第32表項中查找。biBitCount=24 表示位圖最多有224＝16 777 216種顏色。bmiColors (或者bmciColors)成員就為NULL。每3個(gè)字節代表一個(gè)像素，其顏色有R、G、B字節的相對強度決定。(3) ClrUsedBITMAPINFOHEADER結構中的成員ClrUsed指定實(shí)際使用的顏色數目。如果ClrUsed設置成0，位圖使用的顏色數目就等于biBitCount成員中的數目。(4) 圖像數據壓縮① BI_RLE8：每個(gè)像素為8位的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(gè)字節組成，第一個(gè)字節指定使用相同顏色的像素數目，第二個(gè)字節指定使用的顏色索引。此外，這個(gè)字節對中的第一個(gè)字節可設置為0，聯(lián)合使用第二個(gè)字節的值表示：第二個(gè)字節的值為0：行的結束。 第二個(gè)字節的值為1：圖像結束。 第二個(gè)字節的值為2：其后的兩個(gè)字節表示下一個(gè)像素從當前開(kāi)始的水平和垂直位置的偏移量。絕對方式：第一個(gè)字節設置為0，而第二個(gè)字節設置為0x03～0xFF之間的一個(gè)值。在這種方式中，第二個(gè)字節表示跟在這個(gè)字節后面的字節數，每個(gè)字節包含單個(gè)像素的顏色索引。壓縮數據格式需要字邊界(word boundary)對齊。[例6.1] 用十六進(jìn)制表示的8位壓縮圖像數據如下：03 04 05 06 00 03 45 56 67 00 02 78 00 02 05 01 02 78 00 00 09 1E 00 01這些壓縮數據可解釋為 ：壓縮數據擴展數據03 0404 04 0405 0606 06 06 06 0600 03 45 56 67 0045 56 6702 7878 7800 02 05 01從當前位置右移5個(gè)位置后向下移一行02 7878 7800 00行結束09 1E1E 1E 1E 1E 1E 1E 1E 1E 1E00 01RLE編碼圖像結束 ② BI_RLE4：每個(gè)像素為4位的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(gè)字節組成，第一個(gè)字節指定像素數目，第二個(gè)字節包含兩種顏色索引，一個(gè)在高4位，另一個(gè)在低4位。第一個(gè)像素使用高4位的顏色索引，第二個(gè)使用低4位的顏色索引，第3個(gè)使用高4位的顏色索引，依此類(lèi)推。絕對方式：這個(gè)字節對中的第一個(gè)字節設置為0，第二個(gè)字節包含有顏色索引數，其后續字節包含有顏色索引，顏色索引存放在該字節的高、低4位中，一個(gè)顏色索引對應一個(gè)像素。此外，BI_RLE4也同樣聯(lián)合使用第二個(gè)字節中的值表示：第二個(gè)字節的值為0：行的結束。 第二個(gè)字節的值為1：圖像結束。 第二個(gè)字節的值為2：其后的兩個(gè)字節表示下一個(gè)像素從當前開(kāi)始的水平和垂直位置的偏移量。[例6.2] 用十六進(jìn)制數表示的4位壓縮圖像數據：03 04 05 06 00 06 45 56 67 00 04 78 00 02 05 01 04 78 00 00 09 1E 00 01這些壓縮數據可解釋為 ：壓縮數據擴展數據03 040 4 005 060 6 0 6 000 06 45 56 67 004 5 5 6 6 704 787 8 7 800 02 05 01從當前位置右移5個(gè)位置后向下移一行04 787 8 7 800 00行結束09 1E1 E 1 E 1 E 1 E 100 01RLE圖像結束 3. 彩色表彩色表包含的元素與位圖所具有的顏色數相同，像素的顏色用RGBQUAD結構來(lái)定義。對于24-位真彩色圖像就不使用彩色表，因為位圖中的RGB值就代表了每個(gè)像素的顏色。彩色表中的顏色按顏色的重要性排序，這可以輔助顯示驅動(dòng)程序為不能顯示足夠多顏色數的顯示設備顯示彩色圖像。RGBQUAD結構描述由R、G、B相對強度組成的顏色，定義如下：typedef struct tagRGBQUAD { /* rgbq */BYTE rgbBlue;BYTE rgbGreen;BYTE rgbRed;BYTE rgbReserved;} RGBQUAD;其中：rgbBlue指定藍色強度rgbGreen指定綠色強度rgbRed指定紅色強度rgbReserved保留，設置為04. 位圖數據緊跟在彩色表之后的是圖像數據字節陣列。圖像的每一掃描行由表示圖像像素的連續的字節組成，每一行的字節數取決于圖像的顏色數目和用像素表示的圖像寬度。掃描行是由底向上存儲的，這就是說(shuō)，陣列中的第一個(gè)字節表示位圖左下角的像素，而最后一個(gè)字節表示位圖右上角的像素。