BMP

BMP（全稱Bitmap）是Window操作系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)圖像文件格式

可以分成兩類：設(shè)備相關(guān)位圖（DDB）和設(shè)備無關(guān)位圖（DIB），使用非常廣。

它采用位映射存儲(chǔ)格式，除了圖像深度可選以外，不采用其他任何壓縮，因此，BMP文件所占用的空間很大。BMP文件的圖像深度可選lbit、4bit、8bit及24bit。BMP文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，圖像的掃描方式是按從左到右、從下到上的順序。由于BMP文件格式是Windows環(huán)境中交換與圖有關(guān)的數(shù)據(jù)的一種標(biāo)準(zhǔn)，因此在Windows環(huán)境中運(yùn)行的圖形圖像軟件都支持BMP圖像格式。

組成

　　典型的BMP圖像文件由四部分組成：

　　1：位圖頭文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含BMP圖像文件的類型、顯示內(nèi)容等信息；
　　2：位圖信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含有BMP圖像的寬、高、壓縮方法，以及定義顏色等信息；
　　3：調(diào)色板，這個(gè)部分是可選的，有些位圖需要調(diào)色板，有些位圖，比如真彩色圖（24位的BMP）就不需要調(diào)色板；
　　4：位圖數(shù)據(jù)，這部分的內(nèi)容根據(jù)BMP位圖使用的位數(shù)不同而不同，在24位圖中直接使用RGB，而其他的小于24位的使用調(diào)色板中顏色索引值。

對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　1：BMP文件組成
　　BMP文件由文件頭、位圖信息頭、顏色信息和圖形數(shù)據(jù)四部分組成。

　　2：BMP文件頭（14字節(jié)）
　　BMP文件頭數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)含有BMP文件的類型、文件大小和位圖起始位置等信息。
　　其結(jié)構(gòu)定義如下：
　　typedef struct tagBITMAPFILEHEADER
　　{
　　WORD bfType; // 位圖文件的類型，必須為BM(1-2字節(jié)）
　　DWORD bfSize; // 位圖文件的大小，以字節(jié)為單位（3-6字節(jié)）
　　WORD bfReserved1; // 位圖文件保留字，必須為0(7-8字節(jié)）
　　WORD bfReserved2; // 位圖文件保留字，必須為0(9-10字節(jié)）
　　DWORD bfOffBits; // 位圖數(shù)據(jù)的起始位置，以相對(duì)于位圖（11-14字節(jié)）
　　// 文件頭的偏移量表示，以字節(jié)為單位
　　} BITMAPFILEHEADER;

　　3：位圖信息頭（40字節(jié)）
　　BMP位圖信息頭數(shù)據(jù)用于說明位圖的尺寸等信息。
　　typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
　　DWORD biSize; // 本結(jié)構(gòu)所占用字節(jié)數(shù)（15-18字節(jié)）
　　LONG biWidth; // 位圖的寬度，以像素為單位（19-22字節(jié)）
　　LONG biHeight; // 位圖的高度，以像素為單位（23-26字節(jié)）
　　WORD biPlanes; // 目標(biāo)設(shè)備的級(jí)別，必須為1(27-28字節(jié)）
　　WORD biBitCount;// 每個(gè)像素所需的位數(shù)，必須是1（雙色），（29-30字節(jié)）
　　// 4(16色），8(256色）或24（真彩色）之一
　　DWORD biCompression; // 位圖壓縮類型，必須是 0（不壓縮），（31-34字節(jié)）
　　// 1(BI_RLE8壓縮類型）或2(BI_RLE4壓縮類型）之一
　　DWORD biSizeImage; // 位圖的大小，以字節(jié)為單位（35-38字節(jié)）
　　LONG biXPelsPerMeter; // 位圖水平分辨率，每米像素?cái)?shù)（39-42字節(jié)）
　　LONG biYPelsPerMeter; // 位圖垂直分辨率，每米像素?cái)?shù)（43-46字節(jié))
　　DWORD biClrUsed;// 位圖實(shí)際使用的顏色表中的顏色數(shù)（47-50字節(jié)）
　　DWORD biClrImportant;// 位圖顯示過程中重要的顏色數(shù)（51-54字節(jié)）
　　} BITMAPINFOHEADER;
 

　　4：顏色表
　　顏色表用于說明位圖中的顏色，它有若干個(gè)表項(xiàng)，每一個(gè)表項(xiàng)是一個(gè)RGBQUAD類型的結(jié)構(gòu)，定義一種顏色。RGBQUAD結(jié)構(gòu)的定義如下：
　　typedef struct tagRGBQUAD {
　　BYTE rgbBlue;// 藍(lán)色的亮度（值范圍為0-255)
　　BYTE rgbGreen; // 綠色的亮度（值范圍為0-255)
　　BYTE rgbRed; // 紅色的亮度（值范圍為0-255)
　　BYTE rgbReserved;// 保留，必須為0
　　} RGBQUAD;

 　　顏色表中RGBQUAD結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)有biBitCount來確定：
　　當(dāng)biBitCount=1,4,8時(shí)，分別有2,16,256個(gè)表項(xiàng)；
　　當(dāng)biBitCount=24時(shí)，沒有顏色表項(xiàng)。
　　位圖信息頭和顏色表組成位圖信息，BITMAPINFO結(jié)構(gòu)定義如下：
　　typedef struct tagBITMAPINFO {
　　BITMAPINFOHEADER bmiHeader; // 位圖信息頭
　　RGBQUAD bmiColors[1]; // 顏色表
　　} BITMAPINFO;

　　5：位圖數(shù)據(jù)
　　位圖數(shù)據(jù)記錄了位圖的每一個(gè)像素值，記錄順序是在掃描行內(nèi)是從左到右，掃描行之間是從下到上。位圖的一個(gè)像素值所占的字節(jié)數(shù)：
　　當(dāng)biBitCount=1時(shí)，8個(gè)像素占1個(gè)字節(jié)；
　　當(dāng)biBitCount=4時(shí)，2個(gè)像素占1個(gè)字節(jié)；
　　當(dāng)biBitCount=8時(shí)，1個(gè)像素占1個(gè)字節(jié)；
　　當(dāng)biBitCount=24時(shí)，1個(gè)像素占3個(gè)字節(jié)；
　　Windows規(guī)定一個(gè)掃描行所占的字節(jié)數(shù)必須是
　　4的倍數(shù)（即以long為單位），不足的以0填充，
　　biSizeImage = ((((bi.biWidth * bi.biBitCount) + 31) ~31) / 8) * bi.biHeight;
　　具體數(shù)據(jù)舉例：
　　如某BMP文件開頭：
　　424D 4690 0000 0000 0000 4600 0000 2800 0000 8000 0000 9000 0000 0100*1000 0300 0000 0090 0000 A00F 0000 A00F 0000 0000 0000 0000 0000*00F8 E007 1F00 0000*02F1 84F1 04F1 84F1 84F1 06F2 84F1 06F2 04F2 86F2 06F2 86F2 86F2 .... ....

文件部分

圖像文件頭
　　1）1-2：(這里的數(shù)字代表的是"字",即兩個(gè)字節(jié)，下同）圖像文件頭。0x4d42='BM'，表示是Windows支持的BMP格式。(注意：查ascii表B 0x42,M0x4d,bfType 為兩個(gè)字節(jié)，B為low字節(jié)，M為high字節(jié)所以bfType=0x4D42，而不是0x424D，但注意)
　　2）3-6：整個(gè)文件大小。4690 0000，為00009046h=36934。
　　3）7-8：保留，必須設(shè)置為0。
　　4）9-10：保留，必須設(shè)置為0。
　　5）11-14：從文件開始到位圖數(shù)據(jù)之間的偏移量(14+40+4*（2^biBitCount）)。4600 0000，為00000046h=70，上面的文件頭就是35字=70字節(jié)。
位圖信息頭
　　6）15-18：位圖圖信息頭長(zhǎng)度。
　　7) 19-22：位圖寬度，以像素為單位。8000 0000，為00000080h=128。
　　8）23-26：位圖高度，以像素為單位。9000 0000，為00000090h=144。
　　9）27-28：位圖的位面數(shù)，該值總是1。0100，為0001h=1。
　　10）29-30：每個(gè)像素的位數(shù)。有1（單色），4（16色），8（256色），16（64K色，高彩色），24（16M色，真彩色），32（4096M色，增強(qiáng)型真彩色）。1000為0010h=16。
　　11）31-34：壓縮說明：有0（不壓縮），1（RLE 8，8位RLE壓縮），2（RLE 4，4位RLE壓縮，3（Bitfields，位域存放）。RLE簡(jiǎn)單地說是采用像素?cái)?shù)+像素值的方式進(jìn)行壓縮。T408采用的是位域存放方式，用兩個(gè)字節(jié)表示一個(gè)像素，位域分配為r5b6g5。圖中0300 0000為00000003h=3。
　　12）35-38：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)，數(shù)值上等于（≥位圖寬度的最小的4的倍數(shù)）×位圖高度×每個(gè)像素位數(shù)。0090 0000為00009000h=80×90×2h=36864。
　　13）39-42：用象素/米表示的水平分辨率。A00F 0000為0000 0FA0h=4000。
　　14）43-46：用象素/米表示的垂直分辨率。A00F 0000為0000 0FA0h=4000。
　　15）47-50：位圖使用的顏色索引數(shù)。設(shè)為0的話，則說明使用所有調(diào)色板項(xiàng)。
　　16）51-54：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。
彩色板
　　17）（55+0）到（50-1+2^biBitCount）：彩色板規(guī)范。對(duì)于調(diào)色板中的每個(gè)表項(xiàng)，用下述方法來描述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)
　　對(duì)于24-位真彩色圖像就不使用彩色板，因?yàn)槲粓D中的RGB值就代表了每個(gè)象素的顏色。
　　如，彩色板為00F8 0000 E007 0000 1F00 0000 0000 0000，其中：
　　00F8為F800h = 1111 1000 0000 0000（二進(jìn)制），是藍(lán)色分量的掩碼。
　　E007 為 07E0h = 0000 0111 1110 0000（二進(jìn)制），是綠色分量的掩碼。
　　1F00為001Fh = 0000 0000 0001 [1]1111（二進(jìn)制），是紅色分量的掩碼。
　　0000 總設(shè)置為0。

　　將掩碼跟像素值進(jìn)行“與”運(yùn)算再進(jìn)行移位操作就可以得到各色分量值。看看掩碼，就可以明白事實(shí)上在每個(gè)像素值的兩個(gè)字節(jié)16位中，按從高到低取5、6、5位分別就是r、g、b分量值。取出分量值后把r、g、b值分別乘以8、4、8就可以補(bǔ)齊第個(gè)分量為一個(gè)字節(jié)，再把這三個(gè)字節(jié)按rgb組合，放入存儲(chǔ)器（同樣要反序），就可以轉(zhuǎn)換為24位標(biāo)準(zhǔn)BMP格式了。

圖像數(shù)據(jù)陣列
　　18)55（無調(diào)色板）-bfSize：每?jī)蓚€(gè)字節(jié)表示一個(gè)像素。陣列中的第一個(gè)字節(jié)表示位圖左下角的象素，而最后一個(gè)字節(jié)表示位圖右上角的象素。

存儲(chǔ)算法
　　BMP文件通常是不壓縮的，所以它們通常比同一幅圖像的壓縮圖像文件格式要大很多。例如，一個(gè)800×600的24位幾乎占據(jù)1.4MB空間。因此它們通常不適合在因特網(wǎng)或者其它低速或者有容量限制的媒介上進(jìn)行傳輸。根據(jù)顏色深度的不同，圖像上的一個(gè)像素可以用一個(gè)或者多個(gè)字節(jié)表示，它由n/8所確定（n是位深度，1字節(jié)包含8個(gè)數(shù)據(jù)位）。圖片瀏覽器等基于字節(jié)的ASCII值計(jì)算像素的顏色，然后從調(diào)色板中讀出相應(yīng)的值。更為詳細(xì)的信息請(qǐng)參閱下面關(guān)于位圖文件的部分。n位2n種顏色的位圖近似字節(jié)數(shù)可以用下面的公式計(jì)算：BMP文件大小約等于 54+4*2的n次方+（w*h*n)/8，其中高度和寬度都是像素?cái)?shù)。需要注意的是上面公式中的54是位圖文件的文件頭，是彩色調(diào)色板的大小。另外需要注意的是這是一個(gè)近似值，對(duì)于n位的位圖圖像來說，盡管可能有最多2n中顏色，一個(gè)特定的圖像可能并不會(huì)使用這些所有的顏色。由于彩色調(diào)色板僅僅定義了圖像所用的顏色，所以實(shí)際的彩色調(diào)色板將小于。如果想知道這些值是如何得到的，請(qǐng)參考下面文件格式的部分。由于存儲(chǔ)算法本身決定的因素，根據(jù)幾個(gè)圖像參數(shù)的不同計(jì)算出的大小與實(shí)際的文件大小將會(huì)有一些細(xì)小的差別。