BMP文件结构

1. 位图文件头
位图文件头包含有关于文件类型、文件大小、存放位置等信息,在Windows 3.0以上版本的位图文件中用BITMAPFILEHEADER结构来定义:
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { /* bmfh */ UINT bfType; DWORD bfSize; UINT bfReserved1; UINT bfReserved2; DWORD bfOffBits; } BITMAPFILEHEADER;
其中:
bfType 说明文件的类型.(该值必需是0x4D42,也就是字符‘BM‘。我们不需要判断OS/2的位图标识,这么做现在来看似乎已经没有什么意义了,而且如果要支持OS/2的位图,程序将变得很繁琐。所以,在此只建议你检察‘BM‘标识)
bfSize 说明文件的大小,用字节为单位
bfReserved1 保留,必须设置为0
bfReserved2 保留,必须设置为0
bfOffBits 说明从文件头开始到实际的图象数据之间的字节的偏移量。这个参数是非常有用的,因为位图信息头和调色板的长度会根据不同情况而变化,所以你可以用这个偏移值迅速的从文件中读取到位数据。
2. 位图信息头
位图信息用BITMAPINFO结构来定义,它由位图信息头(bitmap-information header)和彩色表(color table)组成,前者用BITMAPINFOHEADER结构定义,后者用RGBQUAD结构定义。BITMAPINFO结构具有如下形式:
typedef struct tagBITMAPINFO { /* bmi */ BITMAPINFOHEADER bmiHeader; RGBQUAD bmiColors[1]; } BITMAPINFO;
其中:   bmiHeader 说明BITMAPINFOHEADER结构,其中包含了有关位图的尺寸及位格式等信息
bmiColors 说明彩色表RGBQUAD结构的阵列,其中包含索引图像的真实RGB值。
BITMAPINFOHEADER结构包含有位图文件的大小、压缩类型和颜色格式,其结构定义为:
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 说明BITMAPINFOHEADER结构所需要的字数。注:这个值并不一定是BITMAPINFOHEADER结构的尺寸,它也可能是sizeof(BITMAPV4HEADER)的值,或是sizeof(BITMAPV5HEADER)的值。这要根据该位图文件的格式版本来决定,不过,就现在的情况来看,绝大多数的BMP图像都是BITMAPINFOHEADER结构的(可能是后两者太新的缘故吧:-)。
biWidth 说明图象的宽度,以象素为单位
biHeight 说明图象的高度,以象素为单位。注:这个值除了用于描述图像的高度之外,它还有另一个用处,就是指明该图像是倒向的位图,还是正向的位图。如果该值是一个正数,说明图像是倒向的,如果该值是一个负数,则说明图像是正向的。大多数的BMP文件都是倒向的位图,也就是时,高度值是一个正数。(注:当高度值是一个负数时(正向图像),图像将不能被压缩(也就是说biCompression成员将不能是BI_RLE8或BI_RLE4)。
biPlanes 为目标设备说明位面数,其值将总是被设为1
biBitCount 说明比特数/象素,其值为1、4、8、16、24、或32
biCompression 说明图象数据压缩的类型。其值可以是下述值之一: BI_RGB:没有压缩;
BI_RLE8:每个象素8比特的RLE压缩编码,压缩格式由2字节组成(重复象素计数和颜色索引);
BI_RLE4:每个象素4比特的RLE压缩编码,压缩格式由2字节组成
BI_BITFIELDS:每个象素的比特由指定的掩码决定。
biSizeImage 说明图象的大小,以字节为单位。当用BI_RGB格式时,可设置为0
biXPelsPerMeter 说明水平分辨率,用象素/米表示 biYPelsPerMeter 说明垂直分辨率,用象素/米表示
biClrUsed 说明位图实际使用的彩色表中的颜色索引数(设为0的话,则说明使用所有调色板项)
biClrImportant 说明对图象显示有重要影响的颜色索引的数目,如果是0,表示都重要。
 
现就BITMAPINFOHEADER结构作如下说明:
 
(1) 彩色表的定位
应用程序可使用存储在biSize成员中的信息来查找在BITMAPINFO结构中的彩色表,如下所示:
pColor = ((LPSTR) pBitmapInfo + (WORD) (pBitmapInfo->bmiHeader.biSize))
 
(2) biBitCount
biBitCount=1 表示位图最多有两种颜色,缺省情况下是黑色和白色,你也可以自己定义这两种颜色。图像信息头装调色板中将有两个调色板项,称为索引0和索引1。图象数据阵列中的每一位表示一个象素。如果一个位是0,显示时就使用索引0的RGB值,如果位是1,则使用索引1的RGB值。
biBitCount=4 表示位图最多有16种颜色。每个象素用4位表示,并用这4位作为彩色表的表项来查找该象素的颜色。例如,如果位图中的第一个字节为0x1F,它表示有两个象素,第一象素的颜色就在彩色表的第2表项中查找,而第二个象素的颜色就在彩色表的第16表项中查找。此时,调色板中缺省情况下会有16个RGB项。对应于索引0到索引15。
biBitCount=8 表示位图最多有256种颜色。每个象素用8位表示,并用这8位作为彩色表的表项来查找该象素的颜色。例如,如果位图中的第一个字节为0x1F,这个象素的颜色就在彩色表的第32表项中查找。此时,缺省情况下,调色板中会有256个RGB项,对应于索引0到索引255。
biBitCount=16 表示位图最多有216种颜色。每个色素用16位(2个字节)表示。这种格式叫作高彩色,或叫增强型16位色,或64K色。它的情况比较复杂,当biCompression成员的值是BI_RGB时,它没有调色板。16位中,最低的5位表示蓝色分量,中间的5位表示绿色分量,高的5位表示红色分量,一共占用了15位,最高的一位保留,设为0。这种格式也被称作555 16位位图。如果biCompression成员的值是BI_BITFIELDS,那么情况就复杂了,首先是原来调色板的位置被三个DWORD变量占据,称为红、绿、蓝掩码。分别用于描述红、绿、蓝分量在16位中所占的位置。在Windows 95(或98)中,系统可接受两种格式的位域:555和565,在555格式下,红、绿、蓝的掩码分别是:0x7C00、0x03E0、0x001F,而在565格式下,它们则分别为:0xF800、0x07E0、0x001F。你在读取一个像素之后,可以分别用掩码“与”上像素值,从而提取出想要的颜色分量(当然还要再经过适当的左右移操作)。在NT系统中,则没有格式限制,只不过要求掩码之间不能有重叠。(注:这种格式的图像使用起来是比较麻烦的,不过因为它的显示效果接近于真彩,而图像数据又比真彩图像小的多,所以,它更多的被用于游戏软件)。
biBitCount=24 表示位图最多有224种颜色。这种位图没有调色板(bmiColors成员尺寸为0),在位数组中,每3个字节代表一个象素,分别对应于颜色R、G、B。
biBitCount=32 表示位图最多有232种颜色。这种位图的结构与16位位图结构非常类似,当biCompression成员的值是BI_RGB时,它也没有调色板,32位中有24位用于存放RGB值,顺序是:最高位—保留,红8位、绿8位、蓝8位。这种格式也被成为888 32位图。如果 biCompression成员的值是BI_BITFIELDS时,原来调色板的位置将被三个DWORD变量占据,成为红、绿、蓝掩码,分别用于描述红、绿、蓝分量在32位中所占的位置。在Windows 95(or 98)中,系统只接受888格式,也就是说三个掩码的值将只能是:0xFF0000、0xFF00、0xFF。而在NT系统中,你只要注意使掩码之间不产生重叠就行。(注:这种图像格式比较规整,因为它是DWORD对齐的,所以在内存中进行图像处理时可进行汇编级的代码优化(简单))。
 
(3) ClrUsed
BITMAPINFOHEADER结构中的成员ClrUsed指定实际使用的颜色数目。如果ClrUsed设置成0,位图使用的颜色数目就等于biBitCount成员中的数目。请注意,如果ClrUsed的值不是可用颜色的最大值或不是0,则在编程时应该注意调色板尺寸的计算,比如在4位位图中,调色板的缺省尺寸应该是16*sizeof(RGBQUAD),但是,如果ClrUsed的值不是16或者不是0,那么调色板的尺寸就应该是ClrUsed*sizeof(RGBQUAD)。
3. 彩色表
彩色表包含的元素与位图所具有的颜色数相同,象素的颜色用RGBQUAD结构来定义。对于24-位真彩色图象就不使用彩色表(同样也包括16位、和32位位图),因为位图中的RGB值就代表了每个象素的RGB值。GBQUAD结构描述由R、G、B相对强度组成的颜色,定义如下:
typedef struct tagRGBQUAD { /* rgbq */
BYTE rgbBlue; BYTE rgbGreen; BYTE rgbRed; BYTE rgbReserved;
} RGBQUAD;
其中:  
rgbBlue 指定蓝色强度 rgbGreen 指定绿色强度 rgbRed 指定红色强度 rgbReserved 保留,设置为0
4. 位图数据
紧跟在彩色表之后的是图象数据字节阵列。图象的每一扫描行由表示图象象素的连续的字节组成,每一行的字节数取决于图象的颜色数目和用象素表示的图象宽度。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图左下角的象素,而最后一个字节表示位图右上角的象素。(只针对与倒向DIB,如果是正向DIB,则扫描行是由顶向下存储的),倒向DIB的原点在图像的左下角,而正向DIB的原点在图像的左上角。同时,每一扫描行的字节数必需是4的整倍数,也就是DWORD对齐的。如果你想确保图像的扫描行DWORD对齐,可使用下面的代码:
(((width*biBitCount)+31)>>5)<<2
 

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