一、位图文件结构
位图文件由三部分组成:文件头 + 位图信息 + 位图像素数据
1、位图文件头:BitMapFileHeader。位图文件头主要用于识别位图文件。以下是位图文件头结构的定义:
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { // bmfh
WORD bfType; //bfType指定文件类型。其值必须是0x4d42,即字符串“MB”,也就是说所有“.bmp”文件的头两个字节都是”MB“,标志该文件是位图文件。
DWORD bfSize; //bfSize的值是位图文件的大小,包括4个字节。
WORD bfReserved1;
WORD bfReserved2; //bfReserved1,bfReserved2为保留字,不用考虑。
DWORD bfOffBits; //为从文件头到实际的位图数据的偏移字节数,
} BITMAPFILEHEADER
该结构的长度是固定的,为14个字节(WORD 为无符号16位整数,DWORD为无符号32位整数)。
2、位图信息:BitMapInfo。位图信息中所记录的值用于分配内存,设置调色板信息,读取像素值等。
以下是位图信息结构的定义:
- typedef struct tagBITMAPINFO {
- BITMAPINFOHEADER bmiHeader; //位图信息头
- RGBQUAD bmiColors[1]; //颜色表
- } BITMAPINFO;
可见位图信息也是由两部分组成的:位图信息头 + 颜色表/调色板(Palette)
2.1 、位图信息头:BitMapInfoHeader。
位图信息头包含了单个像素所用字节数以及描述颜色的格式,此外还包括位图的宽度、高度、目标设备的位平面数、图像的压缩格式。以下是位图信息头结构的定义:
- typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{ // bmih
- DWORD biSize; //指定结构BITMAPINFOHEADER的字节数,为40个字节,即sizeof(BITMAPINFOHEADER)*
- LONG biWidth; //以像素为单位的图像宽度*
- LONG biHeight; // 以像素为单位的图像长度*
- WORD biPlanes; //目标设备的位平面数,必须是1,不用考虑。
- WORD biBitCount //指定表示颜色时每个像素的位数,常用的值为1(黑白二色图)、4(16色图)、8(256色)、24(真彩色)、*(1)
- DWORD biCompression; //图像的压缩格式(这个值几乎总是为0),有效地值为BI_RGB,BI_RLE8,BI_RLE4,BI_BITFIELDS(这些都是Windows定义好的常量)
- DWORD biSizeImage; //以字节为单位的图像数据的大小(对BI_RGB压缩方式而言)
- LONG biXPelsPerMeter; //指定目标设备的水平分辨率,单位是像素/米。
- LONG biYPelsPerMeter; //指定目标设备的垂直分辨率,单位是像素/米。
- DWORD biClrUsed; //指定本图像实际用到的颜色数,如果该值为零,则用到的颜色数为2的biBitCount次幂。(2)
- DWORD biClrImportant; //指定本图像中重要的颜色数,如果该值为零,则认为所有的颜色都是重要的。(3)
- } BITMAPINFOHEADER;
说明:*是需要加以注意的部分,因为它们是我们在进行位图操作时经常参考的变量
(1)对于每个像素的字节数,分别有一下意义:
0,用在JPEG格式中
1,单色图,调色板中含有两种颜色,也就是我们通常说的黑白图片
4,16色图
8,256色图,通常说的灰度图
16,64K图,一般没有调色板,图像数据中每两个字节表示一个像素,5个或6个位表示一个RGB分量
24,16M真彩色图,一般没有调色板,图像数据中每3个字节表示一个像素,每个字节表示一个RGB分量
32,4G真彩色,一般没有调色板,每4个字节表示一个像素,相对24位真彩图而言,加入了一个透明度,即RGBA模式
(2)这个值通常为0,表示使用biBitCount确定的全部颜色,例外是使用的颜色数目小于制定的颜色深度的颜色数目的最大值。
(3)这个值通常为0,表示所有的颜色都是必需的。
位图信息头结构的长度也是固定的,为40个字节(LONG为32位整数)。
2.2、颜色表/调色板:RGBQuad/Palette。
调色板一般是针对16位以下的图像而设置的,对于16位和16位以上的图像,由于其位图像素数据中直接对对应像素的RGB(A)颜色进行描述,因而省却了调色板,他们的BITMAPINFOHEADER后面直接是位图数据。而对于16位以下的图像,由于其位图像素数据中记录的只是调色板索引值,因而需要根据这个索引到调色板去取得相应的RGB(A)颜色。颜色表的作用就是创建调色板。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的biBitCount次幂个元素)。数组中每个元素的类型是一个RGBQUAD结构,占4个字节。
颜色表是由颜色表项组成的,颜色表项结构的定义如下:
- typedef struct tagRGBQUAD { // rgbq
- BYTE rgbBlue;
- BYTE rgbGreen;
- BYTE rgbRed;
- BYTE rgbReserved; //保留值
- } RGBQUAD;
其中需要注意的问题是,RGBQUAD结构中的颜色顺序是BGR,而不是平常的RGB。
3、位图数据。最后,在位图文件头、位图信息头、位图颜色表之后,便是位图的主体部分:位图数据。根据不同的位图,位图数据所占据的字节数也是不同的,比如,对于8位位图,每个字节代表了一个像素,对于16位位图,每两个字节代表了一个像素,对于24位位图,每三个字节代表了一个像素,对于32位位图,每四个字节代表了一个像素
二、位图文件的读取、保存和显示
头文件中定义
- private:
- DWORD m_dwDibSize;
- CPalette m_Palette;
- int m_nPaletteEntries;
- RGBQUAD *m_pPalette; //颜色表指针
- unsigned char *m_pDib, *m_pDibBits;
- BITMAPINFOHEADER *m_pBIH; //位图信息头指针
1、读取位图
- //加载图片
- void CImageDisposeDlg::OnBtnloadimage()
- {
- // TODO: Add your control notification handler code here
- //文件路径名称
- CString pszFilename;
- //浏览文件对话框
- CFileDialog hFileDlg(TRUE,"bmp",
- NULL,
- OFN_FILEMUSTEXIST|OFN_READONLY|OFN_PATHMUSTEXIST|OFN_NOCHANGEDIR,
- TEXT("BMP (*.bmp)|*.bmp|所有文件(*.*)|*.*|"),
- NULL);
- if(hFileDlg.DoModal() == IDOK)
- {
- //获得文件路径名称
- pszFilename=hFileDlg.GetPathName();
- }
- //文件类
- CFile cf;
- //文件打开失败,程序返回
- if( !cf.Open( pszFilename, CFile::modeRead ) )
- {
- return;
- }
- //获得位图信息文件大小
- DWORD dwDibSize;
- dwDibSize = cf.GetLength() - sizeof( BITMAPFILEHEADER );
- //申请一块内存存放位图信息
- unsigned char *pDib;
- pDib = new unsigned char [dwDibSize];
- if( pDib == NULL )
- {
- return;
- }
- //位图文件头
- BITMAPFILEHEADER BFH;
- //从文件读取位图文件头和位图数据
- try{
- // 判断读取位图文件头是否成功
- if( cf.Read( &BFH, sizeof( BITMAPFILEHEADER ) )
- != sizeof( BITMAPFILEHEADER ) ||
- // 判断是否是位图类型
- BFH.bfType != 'MB' ||
- // 判断读取位图数据是否成功
- cf.Read( pDib, dwDibSize ) != dwDibSize ){
- //释放位图数据指针
- delete [] pDib;
- //读取失败,程序返回
- return;
- }
- }
- catch( CFileException *e ){
- e->Delete();
- delete [] pDib;
- return;
- }
- //重置全局位图信息指针
- if( m_pDib != NULL )
- {
- delete m_pDib;
- }
- //将位图信息指针和位图信息大小赋值给全局变量
- m_pDib = pDib;
- m_dwDibSize = dwDibSize;
- //获取位图信息头指针
- m_pBIH = (BITMAPINFOHEADER *) m_pDib;
- //获取位图调色板指针
- m_pPalette = (RGBQUAD *) &m_pDib[sizeof(BITMAPINFOHEADER)];
- // 计算调色板中实际颜色数量
- m_nPaletteEntries = 1 << m_pBIH->biBitCount;//1左移
- if( m_pBIH->biBitCount > 8 )
- {
- m_nPaletteEntries = 0;
- }
- else if( m_pBIH->biClrUsed != 0 )
- {
- m_nPaletteEntries = m_pBIH->biClrUsed;
- }
- // 获取位图数据指针
- m_pDibBits = &m_pDib[sizeof(BITMAPINFOHEADER)+m_nPaletteEntries*sizeof(RGBQUAD)];
- // 重置全局调色板
- if( m_Palette.GetSafeHandle() != NULL )
- {
- m_Palette.DeleteObject();
- }
- //如果调色板颜色数量不为零,则通过逻辑调色板创建调色板
- if( m_nPaletteEntries != 0 ){
- //为逻辑调色板分配内存
- LOGPALETTE *pLogPal = (LOGPALETTE *) new char
- [sizeof(LOGPALETTE)+
- m_nPaletteEntries*sizeof(PALETTEENTRY)];
- if( pLogPal != NULL ){
- //设置逻辑调色板的版本
- pLogPal->palVersion = 0x300;
- //设置逻辑调色板的颜色数量
- pLogPal->palNumEntries = m_nPaletteEntries;
- //为每个颜色实体赋颜色值
- for( int i=0; i<m_nPaletteEntries; i++ ){
- pLogPal->palPalEntry[i].peRed =
- m_pPalette[i].rgbRed;
- pLogPal->palPalEntry[i].peGreen =
- m_pPalette[i].rgbGreen;
- pLogPal->palPalEntry[i].peBlue =
- m_pPalette[i].rgbBlue;
- }
- //创建调色板
- m_Palette.CreatePalette( pLogPal );
- //释放内存
- delete [] pLogPal;
- }
- }
- //重绘
- Invalidate();
- }
2、保存位图
- //保存图片
- void CImageDisposeDlg::OnBtnsave()
- {
- // TODO: Add your control notification handler code here
- //文件路径名称
- CString pszFilename;
- //浏览文件对话框
- CFileDialog hFileDlg(FALSE,"bmp",
- NULL,
- OFN_FILEMUSTEXIST|OFN_READONLY|OFN_PATHMUSTEXIST|OFN_NOCHANGEDIR,
- TEXT("BMP (*.bmp)|*.bmp|所有文件(*.*)|*.*|"),
- NULL);
- if(hFileDlg.DoModal() == IDOK)
- {
- //获得文件路径名称
- pszFilename=hFileDlg.GetPathName();
- }
- // 如果位图信息为空则程序返回
- if( m_pDib == NULL )
- return;
- //文件类
- CFile cf;
- // 创建文件
- if( !cf.Open( pszFilename,
- CFile::modeCreate | CFile::modeWrite ) )
- return;
- // 写入数据
- try{
- //创建位图文件头
- BITMAPFILEHEADER BFH;
- memset( &BFH, 0, sizeof( BITMAPFILEHEADER ) );
- BFH.bfType = 'MB';
- BFH.bfSize = sizeof( BITMAPFILEHEADER ) + m_dwDibSize;
- BFH.bfOffBits = sizeof( BITMAPFILEHEADER ) +
- sizeof( BITMAPINFOHEADER ) +
- m_nPaletteEntries * sizeof( RGBQUAD );
- //将数据写入文件
- cf.Write( &BFH, sizeof( BITMAPFILEHEADER ) );
- cf.Write( m_pDib, m_dwDibSize );
- }
- catch( CFileException *e ){
- e->Delete();
- return;
- }
- }
3、显示位图
- void CImageDisposeDlg::OnPaint()
- {
- CPaintDC dc(this);
- //如果位图信息为空,程序返回
- if( m_pDib == NULL )
- return;
- //获得位图宽高
- int nWidth,nHeight;
- nWidth = m_pBIH->biWidth;
- nHeight = m_pBIH->biHeight;
- //如果有调色板则使用调色板
- if( m_Palette.GetSafeHandle() != NULL )
- {
- CPalette *pOldPalette;
- pOldPalette = dc.SelectPalette( &m_Palette, FALSE );//选择调色板
- dc.RealizePalette();//实现调色板
- //绘图
- StretchDIBits( dc.m_hDC, 0, 0,
- nWidth, nHeight,
- 0, 0,
- m_pBIH->biWidth, m_pBIH->biHeight,
- m_pDibBits,
- (BITMAPINFO *) m_pBIH,
- BI_RGB, SRCCOPY );
- //恢复调色板
- dc.SelectPalette( pOldPalette, FALSE );
- }
- else//没有调色板,直接绘制
- {
- StretchDIBits( dc.m_hDC, 0, 0,
- nWidth, nHeight,
- 0, 0,
- m_pBIH->biWidth, m_pBIH->biHeight,
- m_pDibBits,
- (BITMAPINFO *) m_pBIH,
- BI_RGB, SRCCOPY );
- }
- }