BMP 储存个人理解

Posted 2020-11-01 DELH

总体结构：

位图文件头BITMAPFILEHEADER

位图信息头BITMAPINFOHEADER

调色板Palette

实际的位图数据ImageDate

 

<第一部分>位图文件头BITMAPFILEHEADER，此结构长度固定占14字节

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {

　　WORD           bfType;

　　DWORD bfSize;

　　WORD           bfReserved1;

　　WORD           bfReserved2;

　　DWORD bfOffBits;

} BITMAPFILEHEADER;

变量	大小（共14字节）	作用
bfType	2bytes	文件类型说明，可取值： 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
bfsize	4bytes	说明文件大小，单位：byte
bfReserved1	2bytes	保留，必须设置为0
bfReserved2	2bytes	保留，必须设置为0
bfOffBits	4bytes	说明从文件头到实际图像数据之间的字节偏移量。  因为位图信息头和调色板的长度不是固定的，有助于迅速定位位图数据

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<第二部分>为位图信息头BITMAPINFOHEADER，也是一个结构，其定义如下：

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{

　　DWORD  biSize;

　　LONG            biWidth;

　　LONG            biHeight;

　　WORD           biPlanes;

　　WORD           biBitCount

　　DWORD  biCompression;

　　DWORD  biSizeImage;

　　LONG            biXPelsPerMeter;

　　LONG            biYPelsPerMeter;

　　DWORD  biClrUsed;

　　DWORD  biClrImportant;

} BITMAPINFOHEADER;

变量	大小	作用
biSize	4 bytes	BITMAPINFOHEADER结构需要的字节数
biWidth	4 bytes	图像宽度，像素为单位
biHeight	4 bytes	图像高度，像素为单位 注：如果该值为正数，说明图像是倒向的；为负数，图像是正向的 大多数bmp图像是倒向的位图；
biPlanes	2 bytes	为目标设备说明颜色平面数，值为1
biBitCount	2 bytes	说明比特数/像素，为1，4，8，16，24或32
biCompression	4 bytes	说明图像数据压缩类型，取值范围： 0 BI_RGB 不压缩 1 BI_RLE8 8比特游程编码(RLE),只用于8位位图 2 BI_RLE4 4比特游程编码(RLE),只用于4位位图 3 BI_BITFIELDS 比特域，用于16/32位位图 4 BI_JPEG JPEG位图含jpeg图像(仅用于打印机) 5 BI_PNG PNG位图含png图像(仅用于打印机)
biSizeImage	4 bytes	说明图像大小 biSizeImage=biWidth’ × biHeight，单位字节，当用BI_RGB时，可设置为0
biXPelsPerMeter	4 bytes	说明水平分辨率（像素/米），有符整数
biYPelsPerMeter	4 bytes	说明垂直分辨率（像素/米），有符整数
biClrUsed	4 bytes	说明位图实际使用的色彩表中的颜色索引，为0看后续说明
biClrImportant	4 bytes	说明对图像显示有重要影响的颜色索引数目，为0表示都重要

 

 

<第三部分>为调色板Palette，当然，这里是对那些需要调色板的位图文件而言的。有些位图，如真彩色图，前面已经讲过，是不需要调色板的，BITMAPINFOHEADER后直接是位图数据。可以理解为biClrUsed参数不为0时，有调色板。

调色板实际上是一个数组，共有biClrUsed个元素(如果该值为零，则有2^biBitCount个元素)。数组中每个元素的类型是一个RGBQUAD结构，占4个字节，其定义如下：

typedef struct tagRGBQUAD {

BYTE    rgbBlue; //该颜色的蓝色分量

BYTE    rgbGreen; //该颜色的绿色分量

BYTE    rgbRed; //该颜色的红色分量

BYTE    rgbReserved; //保留值

} RGBQUAD;

比如索引值biClrUsed为64，即有64个调色盘，则总偏移量计算14bytes+40bytes+64*4bytes=310bytes

<第四部分>实际的图象数据。

(1)对于用到调色板的位图，图象数据就是该象素颜在调色板中的索引值。即某一点只储存一个索引值，按照这个索引值在调色板中查找对应像素作为它的像素

(2)对于真彩色图，图象数据就是实际的R、G、B值。下面针对2色、16色、256色位图和真彩色位图分别介绍。  每个像素点都是按调色板的格式储存的，也可以理解为全是调色板

对于2色位图，用1位就可以表示该象素的颜色(一般0表示黑，1表示白)，所以一个字节可以表示8个象素。

对于16色位图，用4位可以表示一个象素的颜色，所以一个字节可以表示2个象素。

对于256色位图，一个字节刚好可以表示1个象素。

要注意两点：

(1)    每一行的字节数必须是4的整倍数，如果不是，则需要补齐。这在前面介绍biSizeImage时已经提到了。

(2)    一般来说，.BMP文件的数据从下到上，从左到右的。也就是说，从文件中最先读到的是图象最下面一行的左边第一个象素，然后是左边第二个象素……接下来是倒数第二行左边第一个象素，左边第二个象素……依次类推 ，最后得到的是最上面一行的最右一个象素。

<对齐>

Windows默认的扫描的最小单位是4字节，如果数据对齐满足这个值能够大幅提升图像读取速度。因此，BMP图像顺应了这个要求，要求每行的数据的长度必须是4的倍数，如果不够需要进行比特填充（以0填充）。填充后的每行的字节数为：rowsize=4*ceil(BPP*Width/32)

<其他情况>

上述主要是PC机上的位图文件的构成，对于嵌入式平台，可能在调色板数据段与PC机的不同。如在嵌入式平台上常见的16位r5g6b5位图实际上采用的掩模的方式而不是索引的方式来表示图像。此时，在调色板数据段共有四个部分，每个部分为四个字节，实际表示的是彩色版规范。即：

  第一个部分是红色分量的掩模

  第二个部分是绿色分量的掩模

 第三个部分是蓝色分量的掩模

 第四个部分是Alpha分量的掩模（缺省为0）

  1111100000000000（二进制），是蓝红分量的掩码。 
  0000011111100000（二进制），是绿色分量的掩码。 
  0000000000011111（二进制），是蓝色分量的掩码。

在每个像素值的两个字节16位中，按从高到低取5、6、5位分别就是r、g、b分量值；把分量值r、g、b值分别左移操作3、2、3位就可以补齐每个分量为一个字节，再把这三个字节按BGR组合，就可以转换为24位标准BMP格式