位图文件

简介

 

BMP（Bitmap－File）格式是最常用的图像文件存取格式之一，是微软为其Windows环境设置的标准图像格式，BMP位图文件默认的文件扩展名是“.BMP”或者“.bmp”，有时它也会以“.DIB”或者“RLE”为扩展名。用BMP格式存放的图像几乎可以被所有的图像显示软件读取。

BMP图形文件是Windows采用的图像文件格式，在Windows环境下运行的所有图像软件都支持BMP图像文件格式。Windows系统内部个图像绘制操作都是以BMP为基础的。Windows3.0以前的BMP文件格式与显示设备有关，因此把这种BMP图像文件格式称为设备相关位图（Device Dependent Bitmap,DDB）文件格式。Windows3.0以后的BMP文件都与显示设备无关，因此把这种BMP文件格式称为设备无关位图（Device Independent Bitmap,DIB）格式。

 

BMP文件格式

摘要

 

         每个BMP文件只能存放一张图像。图像数据是否采用压缩方式存放，取决于文件的大小与格式，即压缩处理是BMP图像文件的一个选项，用户可以根据需要进行选择。

         其中，非压缩格式是BMP图像文件所采用的一种通用格式，它按照一定的顺序忠实的记录图像中每一个像素的颜色值。如果用户确定将BMP文件格式压缩处理，则Windows设计了一种压缩方式：如果位图为16色模式，则采用RLE4压缩方式，如果图像为256色模式，则采用RLE8压缩方式。

         BMP图像数据文件格式可以存储为单色，16色，256色和真彩色四种图像数据，其数据的排列顺序与一般文件不同，它以图像的左下角作为起点存储图像，而不是以图像的坐上角为起点。而且BMP图像文件格式中还存在另外一个与众不同的特点，即其调色板数据所采用的数据结构中，红，绿，蓝三种基色数据的排列顺序也恰好与其他图像文件格式相反。总之，BMP图像文件格式拥有许多适合于Windows环境的新特色，而且随着Windows版本的不断更新，微软也在不断的改进BMP图像文件格式。

 

BMP中包含的域

 

BMP位图文件是由四个部分组成：位图文件头（bitmap-file header）,位图信息头（bitmap-information header）,调色板（color table）和定义位图的字节阵列（图像数据阵列）。其对应的结构体或类型分别为：BITMAPFILEHEADER,BITMAPINFOHEADER,RGBQUAD,BYTE。

1．   位图文件头
位图文件头BITMAPFILEHEADER：

偏移

域的名称

长度/字节

内容

0000h（0）

bfType

2

两字节的内容用来识别位图的类型，存储的是两个字符的ASCII码。

BM（0x4D42）：Windows

BA/CT/CP/IC/PT: OS/2

0002h（2）

bfSize

4

整个文件的大小

0006h（6）

bfReserved1

2

保留未用，必须为0

0008h（8）

bfReserved2

2

保留未用，必须为0

000Ah（10）

bfOffBits

4

从文件开头到图像数据开始之间的字节数，有了该数据能方便地跳过位图的信息头

 

 

2．   位图信息头BITMAPINFOHEADER

 

偏移

域的名称

长度/字节

内容

000Eh（14）

biSize

4

文件信息头的长度

40(28h)：Windows

00012h（18）

biWidth

4

位图的宽度，以像素为单位

00016h（22）

biHeight

4

位图的高度，以像素为点为

001Ah（26）

Biplanes

2

位图的为平面数（该值总是为1）

001Ch（28）

biBitCount

2

每个像素的位平面数，有下面几种情况：

1：单色位图

4：16色位图

8：256色位图

16：16bit高彩色位图

24：24bit真彩色位图

32：32bit增强型真彩色位图

001Eh（30）

biCompression

4

压缩说明：

0：不压缩(用BI_RGB表示)

1：RLE8，使用8位RLE压缩方式（用BI_RLE8表示）

2：RLE4，使用4位RLE压缩方式（用BI_RLE4表示）

3：Bitfields：位域存放方式（用BI_BITFIELDS表示）

0022h（34）

biSizeImage

4

位图数据的大小，以字节为单位。该数必须是4的倍数。当图像存储的是非压缩数据的时候，它的取值可以为0，实际上，此时位图数据的大小可以通过biBitCount，biWidth，biHeight等计算出来

0026h（38）

biXPelsPerMeter

4

用像素/米表示的水平分辨率

002Ah（42）

biYPelsPerMeter

4

用像素/米表示的垂直分辨率

002Eh（46）

biClrUsed

4

位图使用的颜色数，如果为0则表示使用了全部可能的颜色

0032h（50）

biClrImportant

4

指定重要的颜色数。当该域的值等于颜色数时（或者等于0时），表示所有颜色都一样重要

 

3．   调色板

 

调色板又叫彩色映像表，使用每个像素为1，4或者8为的图像必须有一个调色板，相对应的调色板的大小分别为2，16或者256个表项。如果图像没有使用相对应的全部颜色，则调色板仅记录使用过的颜色，此时调色板会小一些。也就是说，如果位图信息头中的biClrUsed字段非零，则它记录的是使用的颜色数目，同时它也是彩色映像的表项号码。若该字段为0则彩色映像为全大小，也就是说色深为1，4，8的图像，调色板分别具有2，16，256个表项。

对于16为和24为的图像，没有调色板，图像是直接RGB彩色，此时biClrUsed字段不为0，以提供一个建议的调色板大小，不过并没有多少实际意义。

由于显示设备可能不具备图像所需的那么多的颜色，因此彩色映像中的表项在排列顺序应该是最重要的颜色排在前面。位图信息头中的biClrImportant字段如果不为0，则指出了对于好的图像重新生成多少种颜色是重要的。

彩色映像表RGBQUAD结构定义：

偏移

域的名称

长度/字节

内容

0

rgbBlue

1

调色板项的蓝色值

1

rgbGreen

1

调色板项的绿色值

2

rgbRed

1

调色板项的红色值

3

rgbReserved

1

保留未用，必须为0

 

4．   图像数据阵列

 

紧跟在调色板之后的是图像数据阵列，它包含所有的位图数据字节，这些数据可能是彩色调色板的索引号，也可以是实际的RGB值。

图像的每一扫描行由表示图像像素的连续的字节组成，每一个扫描行对应的字节数取决于图像的色深和图像的宽度。扫描行是由底向上存储的，这就是说，阵列中的第一个字节表示位于左下角的像素，而最后一个字节表示位图右上角的像素。

图像数据中的阵列可以是压缩的，也可以是不压缩的：每个像素可以用一位表示，也可以用32位表示，这些都是由前面讲过相关字段决定。下面分别说明不同色深的位图中图像数据阵列到底是如何排列的。

（1）         色深1位的位图

每个像素只用一位表示，每个字节可以表示8个像素，字节中的最高位对应于最左边的像素。

（2）         色深4位的位图

对没有压缩的图像，每个字节可以表示2个像素，高4位为左边的像素，且每行填充到一个4字节的边界上。

（3）         色深8位的位图

 

对没有压缩的图像，每个字节表示一个像素。每行填充到4字节边界。

（4）         色深24位的位图

 

每个像素用3个字节表示，顺序依次为红，绿和蓝的值。每行用0填充到4字节的边界。