BMP文件格式解析
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bmp文件结构解析:
一个bmp图片最多由4大部分组成:BITMAPFILEHEADER结构体,BITMAPINFOHEADER结构体,RGBQUAD结构体(这个结构体可以有,也可以没有),DIB数据区。其中DIB意思就是Device-Independent Bitmap(设备无关位图)。
一个bmp文件以BITMAPFILEHEADER结构体开始,
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
WORD bfType;//固定为0x4d42;
DWORD bfSize; //文件大小
WORD bfReserved1; //保留字,不考虑
WORD bfReserved2; //保留字,同上
DWORD bfOffBits; //实际位图数据的偏移字节数,即前三个部分长度之和
} BITMAPFILEHEADER;
BITMAPFILEHEADER的第1个属性是bfType(2字节),这里恒定等于0x4D42。由于内存中的数据排列高位在左,低位在右,所以内存中从左往右看就显示成(42 4D),所以头两个 字节显示为(42 4D)就是这样形成的,以后的数据都是这个特点,不再作重复说明。
BITMAPFILEHEADER的第2个属性是bfSize(4字节),表示整个bmp文件的大小。
BITMAPFILEHEADER的第3个、第4个属性分别是bfReserved1、bfReserved2(各2字节),这里是2个保留属性,都为0,这里等于&H0000、0x0000。
BITMAPFILEHEADER的第5个属性是bfOffBits(4字节),表示DIB数据区在bmp文件中的位置偏移量,比如等于0x00000076=118,表示数据区从文件开始往后数的118字节开始。
BITMAPFILEHEADER结构体这里就讲完了,大家会发现BITMAPFILEHEADER只占了bmp文件开始的14字节长度,但需要 特别说明的是:我们在编程时,经常是以二进制的形式打开一个bmp文件,然后将其开头的14个字节读入自己定义的BITMAPFILEHEADER结构体中,如果按上述定义结构体的方式,需要注意,这个自己定义的结构体在内存中由于字节对齐,会占用16字节的空间,因而直接读入16字节,按字节顺序赋值给结构体,出来的数据是错误的,这样的话,可以先将这14字节的数据读入到一个缓冲器中,然后从缓冲器中按字节对结构体进行赋值。详细程序见后附录。鉴于此中原因,在vb中定义一个BITMAPFILEHEADER结构体变量,其长度占了16个字节,原因就是第1个属性本来应该只分配2个字节,但实际被 分配了4个字节,多出来2个字节,所以如果想保存一张bmp图片,写入BITMAPFILEHEADER结构体时一定要注意这一点。
接下来是BITMAPINFO结构体部分。BITMAPINFO段由两部分组成:BITMAPINFOHEADER结构体和RGBQUAD结构 体。其中RGBQUAD结构体表示图片的颜色信息,有些时候可以省略,一般的24位图片和32位图片都不带RGBQUAD结构体,因为DIB数据区直接表 示的RGB值,一般4位图片和8位图片才带有RGBQUAD结构体。(多少位的图片就是用多少位来表示一个颜色信息,例如4位图片表示用4个bit来表示一个颜色信息。)一个bmp文件中有没有RGBQUAD结构体,可以根据前面BITMAPFILEHEADER结构体的第5个属性bfOffBits来判 断,因为BITMAPINFOHEADER结构体长度为40bit,如果BITMAPINFOHEADER结构体结束后还未到DIB数据区的偏移量,就说明接下来的数据是RGBQUAD结构体部分。
下面进入正题BITMAPINFOHEADER部分。
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
//public:
DWORD biSize; //指定此结构体的长度,为40
LONG biWidth; //位图宽
LONG biHeight; //位图高
WORD biPlanes; //平面数,为1
WORD biBitCount; //采用颜色位数,可以是1,2,4,8,16,24,新的可以是32
DWORD biCompression; //压缩方式,可以是0,1,2,其中0表示不压缩
DWORD biSizeImage; //实际位图数据占用的字节数
LONG biXPelsPerMeter; //X方向分辨率
LONG biYPelsPerMeter; //Y方向分辨率
DWORD biClrUsed; //使用的颜色数,如果为0,则表示默认值(2^颜色位数)
DWORD biClrImportant; //重要颜色数,如果为0,则表示所有颜色都是重要的
} BITMAPINFOHEADER;
BITMAPINFOHEADER的第1个属性是biSize(4字节),表示BITMAPINFOHEADER结构体的长度,最常见的长度是40字节。
BITMAPINFOHEADER的第2个属性是biWidth(4字节),表示bmp图片的宽度
BITMAPINFOHEADER的第3个属性是biHeight(4字节),表示bmp图片的高度
BITMAPINFOHEADER的第4个属性是biPlanes(2字节),表示bmp图片的平面属,显然显示器只有一个平面,所以恒等于1,这里等于0x0001。
BITMAPINFOHEADER的第5个属性是biBitCount(2字节),表示bmp图片的颜色位数,即1位图(单色或二值图像),8位图,16位图,24位图、32位图等等。
BITMAPINFOHEADER的第6个属性是biCompression(4字节),表示图片的压缩属性,bmp图片是不压缩的,等于0,所以这里为0x00000000。
BITMAPINFOHEADER的第7个属性是biSizeImage(4字节),表示bmp图片数据区的大小,当上一个数值
biCompression等于0时,这里的值可以省略不填,所以这里等于0x00000000。
BITMAPINFOHEADER的第8个属性是biXPelsPerMeter(4字节),表示图片X轴每米多少像素,可省略,这里等于0x00000EC3=3779像素/米。
BITMAPINFOHEADER的第9个属性是biYPelsPerMeter(4字节),表示图片Y轴每米多少像素,可省略,这里等于0x00000EC3=3779像素/米。
BITMAPINFOHEADER的第10个属性是biClrUsed(4字节),表示使用了多少个颜色索引表,一般biBitCount
属性小于16才会用到,等于0时表示有2^biBitCount个颜色索引表,所以这里仍等于0x00000000。
BITMAPINFOHEADER的第11个属性是biClrImportant(4字节),表示有多少个重要的颜色,等于0时表示所有颜色都很重要,所以这里等于0x00000000。
至此BITMAPINFOHEADER结构体结束。
由于这个图片到这里还未到达DIB数据区的偏移量,或者说由于BITMAPINFOHEADER的第5个属性是biBitCount<16,也就是在1位图(只有两种颜色),4位图(只有2^4=16种颜色),8位图(只有2^8=256种颜色)的情况下,此时会有颜色表,也就是接下来的部分:RGBQUAD结构体。
//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。24位和32位是不需要调色板的。
//(调色板结构体个数等于使用的颜色数,即是多少色图就有多少个,4位图16色,就有16个RGBQUAD结构体。)
typedef struct tagRGBQUAD {
//public:
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;
看看具体的bmp格式:
以faya.bmp为例 4位共16色bmp图片:大小31930=0x7cba 宽度258=0x102 高度241=0xf1
用十六进制编辑器打开:
下面一项一项的分析:
BITMAPFILEHEADER结构体
42 4d 固定为0x4d42
ba 7c 00 00 文件大小=31930
00 00 00 00 保留
76 00 00 00 实际位图数据的偏移字节数 在第0xa字节共四字节
BITMAPINFOHEADER结构体
28 00 00 00 指定此结构体的长度,为28
02 01 00 00 位图宽0x102=258 在第0x12字节共四字节
f1 00 00 00 位图高0xf1=241 在第0x16字节共四字节
01 00 显示器的平面属,恒等于1
04 00 颜色位数 4
00 00 00 00 图片的压缩属性,等于0
44 7c 00 00 图片数据区的大小 在第0x22字节共四字节 数据结束偏移0x7c44+0x76-1=0x7cb9
00 00 00 00 X轴每米多少像素,省略
00 00 00 00 Y轴每米多少像素,省略
00 00 00 00 颜色索引表个数,等于0时表示有2^biBitCount个颜色索引表
00 00 00 00 有多少个重要的颜色,等于0时表示所有颜色都很重要,
BITMAPINFOHEADER的第5个属性是biBitCount<16,也就是在1位图(只有两种颜色),4位图(只有2^4=16种颜色),8位图(只有2^8=256种颜色)的情况下,此时会有颜色表,也就是接下来的部分:
RGBQUAD结构体
//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。24位和32位是不需要调色板的。
//(调色板结构体个数等于使用的颜色数,即是多少色图就有多少个,4位图16色,就有16个RGBQUAD结构体。)
typedef struct tagRGBQUAD {
//public:
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;
这里举个4位图也就是16色图的例子:一 个RGBQUAD结构体只占用4字节空间,从左到右每个字节依次表示(蓝色,绿色,红色,未使用)。举例的这个图片我数了数总共有16个RGBQUAD结 构体,由于该图片是4位图,2^4正好等于16,所以它把16种颜色全部都枚举出来了,这些颜色就是一个颜色索引表。颜色索引表编号从0开始,总共16个 颜色,所以编号为0-15。这16个RGBQUAD结构体依次为:
编号:(蓝,绿,红,空) 换算成r:g:b=5:6:5 右移r:g:b=3:2:3比如rgbmix(0,255,255) = 0x7FF = 0000 0111 1111 1111
0号:(00,00,00,00) 0x0
1号:(00,00,80,00) 0x8000
2号:(00,80,00,00) 0x400
3号:(00,80,80,00) 0x8400
4号:(80,00,00,00) 0x10
5号:(80,00,80,00) 0x8010
6号:(80,80,00,00) 0x410
7号:(80,80,80,00) 0x8410
8号:(C0,C0,C0,00) 0xc618
9号:(00,00,FF,00) 0xf800
10号:(00,FF,00,00) 0x7e0
11号:(00,FF,FF,00) 0xffe0
12号:(FF,00,00,00) 0x1f
13号:(FF,00,FF,00) 0xf81f
14号:(FF,FF,00,00) 0x7ff
15号:(FF,FF,FF,00) 0xffff
RGBQUAD结构体
00000000
00008000
00800000
00808000
80000000
80008000
80800000
80808000
C0C0C000
0000FF00
00FF0000
00FFFF00
FF000000
FF00FF00
FFFF0000
FFFFFF00
到这里,正好满足DIB数据区的偏移量,所以后面的字节就是图片内容了。这里需要提醒的是所有的DIB数据扫描行是上下颠倒的,也就是说一幅图片先绘制底部的像素,再绘制顶部的像素,所以这些DIB数据所表示的像素点就是从图片的左下角开始,一直表示到图片的右上角。