Bitmap 格式

时间:2023-03-08 21:45:15

源:Bitmap 格式

参考:bitmap文件格式

Bitmap是Windows操作系统中的标准图像文件格式,可以分成两类:设备相关位图(DDB)和设备无关位图(DIB),DDB已经基本停用。

Bitmap格式有4部分组成: 文件头、图像描述、颜色表(在真彩色(24或32位)模式无颜色表)和图像数据区

1. 文件头  14B

2B    0000-0001:文件标识,为字母ASCII码“BM”,即0x4d42

4B    0002-0005:文件大小,字节数,最大为4G

4B    0006-0009:保留,每字节以“00”填写。

4B    000A-000D:记录图像数据区的起始位置。各字节的信息依次含义为:文件头信息块大小,图像描述信息块的大小,图像颜色表的大小,保留(为01)。

数据类型定义:(32位系统下的定义;64位系统下在编译时需要加入-m32)

typedef unsigned char BYTE;               // 1B
typedef unsigned short WORD; // 2B
typedef unsigned long DWORD; // 4B
typedef long LONG; // 4B

文件头结构定义

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
WORD magic; // "BM",即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;

2. 图像描述      40B

4B    000E-0011:图像描述信息块的大小,常为40。

4B    0012-0015:图像宽度。

4B    0016-0019:图像高度。

2B    001A-001B:图像的plane(平面?)总数(恒为1)。

2B    001C-001D:记录像素的位数,很重要的数值,图像的颜色数由该值决定。

4B    001E-0021:数据压缩方式(数值位0:不压缩;1:8位压缩;2:4位压缩)。

4B    0022-0025:图像区数据的大小。

4B    0026-0029:水平每米有多少像素,在设备无关位图(.DIB)中,每字节以00H填写。

4B    002A-002D:垂直每米有多少像素,在设备无关位图(.DIB)中,每字节以00H填写。

4B    002E-0031:此图像所用的颜色数,如值为0,表示所有颜色一样重要。

4B    0032-0035:重要的颜色数

图像信息描述结构

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
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;

不包含颜色表的数据头大小为54B

3. 颜色表

在真彩色(24或32位)模式无颜色表

其他色彩图像的颜色表的大小根据所使用的颜色模式而定:

2色图像的颜色表大小是8字节;16色图像的颜色表大小是64字节;256色图像的颜色表大小是1024字节。

其中,每4字节表示一种颜色,并以B(蓝色)、G(绿色)、R(红色)、alpha(像素的透明度值,一般不需要)。即首先4字节表示颜色号0的颜色,接下来表示颜色号1的颜色,依此类推。

以16色图像为例:每一种颜色是4B,所以颜色表大小就是16*4=64B。

4 图像数据区

注意情况: 每种颜色模式的行字节数要用数据“00”补齐为4的整数倍

16色图像,图像宽为19,存储时每行则要补充4-(19/2+1)%4=2个字节(加1是因为里面有一个像素点要独占了一字节)。

256色图像,图像宽为19,每行也要补充4-19%4=1个字节。

24位色彩图,图像宽为19,每行也要补充4-(19*3)%4=3个字节。

32位色彩图,图像宽为19,每行也要补充4-(19*4)%4=0个字节,即无需补字节,本身已经是4B对齐了

参考程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> #define WIDTHBYTES(bits) (((bits)+31)/32*4) typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned short WORD;
typedef unsigned long DWORD;
typedef long LONG; //位图文件头信息结构定义
//其中不包含文件类型信息(由于结构体的内存结构决定,要是加了的话将不能正确读取文件信息)
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
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; //信息头BITMAPINFOHEADER,也是一个结构,其定义如下:
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; //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。
//(似乎是调色板结构体个数等于使用的颜色数。)
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; void showBmpHead(BITMAPFILEHEADER* pBmpHead)
{
printf("位图文件头:\n");
printf("文件大小:%d\n",pBmpHead->bfSize);
printf("保留字:%d\n",pBmpHead->bfReserved1);
printf("保留字:%d\n",pBmpHead->bfReserved2);
printf("实际位图数据的偏移字节数:%d\n",pBmpHead->bfOffBits);
} void showBmpInforHead(BITMAPINFOHEADER* pBmpInforHead)
{
printf("位图信息头:\n");
printf("结构体的长度:%d\n",pBmpInforHead->biSize);
printf("位图宽:%d\n",pBmpInforHead->biWidth);
printf("位图高:%d\n",pBmpInforHead->biHeight);
printf("biPlanes平面数:%d\n",pBmpInforHead->biPlanes);
printf("biBitCount采用颜色位数:%d\n",pBmpInforHead->biBitCount);
printf("压缩方式:%d\n",pBmpInforHead->biCompression);
printf("biSizeImage实际位图数据占用的字节数:%d\n",pBmpInforHead->biSizeImage);
printf("X方向分辨率:%d\n",pBmpInforHead->biXPelsPerMeter);
printf("Y方向分辨率:%d\n",pBmpInforHead->biYPelsPerMeter);
printf("使用的颜色数:%d\n",pBmpInforHead->biClrUsed);
printf("重要颜色数:%d\n",pBmpInforHead->biClrImportant);
} void showRgbQuan(RGBQUAD* pRGB)
{
printf("(%-3d,%-3d,%-3d) ",pRGB->rgbRed,pRGB->rgbGreen,pRGB->rgbBlue);
} void main()
{
#ifdef __x86_64__
printf("__x86_64__\n");
#elif __i386__
printf("__i386__\n");
#endif BITMAPFILEHEADER bitHead;
BITMAPINFOHEADER bitInfoHead;
FILE* pfile; char strFile[];
printf("please input the .bmp file name:\n");
scanf("%s",strFile); pfile = fopen(strFile,"rb");//打开文件 if(pfile!=NULL) {
printf("file bkwood.bmp open success.\n");
//读取位图文件头信息
WORD fileType;
fread(&fileType,,sizeof(WORD),pfile);
if(fileType != 0x4d42) {<span style="color:#ff0000;"> // 将magic单独出来,没有放到头信息里处理,来判断该文件是否时bitmap文件</span>
printf("file is not .bmp file!");
return;
}
fread(&bitHead,,sizeof(BITMAPFILEHEADER),pfile); showBmpHead(&bitHead);
printf("\n\n"); //读取位图信息头信息
fread(&bitInfoHead,,sizeof(BITMAPINFOHEADER),pfile);
showBmpInforHead(&bitInfoHead);
printf("\n");
} else {
printf("file open fail!\n");
return;
} RGBQUAD *pRgb ; int width = bitInfoHead.biWidth;
int height = bitInfoHead.biHeight;
//分配内存空间把源图存入内存
int l_width = WIDTHBYTES(width* bitInfoHead.biBitCount);//计算位图的实际宽度并确保它为32的倍数
BYTE *pColorData=(BYTE *)malloc(height*l_width);
memset(pColorData,,height*l_width);
long nData = height*l_width; //把位图数据信息读到数组里
fread(pColorData,,nData,pfile); //将位图数据转化为RGB数据
RGBQUAD* dataOfBmp;
dataOfBmp = (RGBQUAD *)malloc(width*height*sizeof(RGBQUAD));//用于保存各像素对应的RGB数据
memset(dataOfBmp,,width*height*sizeof(RGBQUAD)); int k = ;
int i = , j = , index = ;
for(;i<height;i++) {
for(j=;j<width;j++) {
k = i*l_width + j*;
dataOfBmp[index].rgbRed = pColorData[k+];
dataOfBmp[index].rgbGreen = pColorData[k+];
dataOfBmp[index].rgbBlue = pColorData[k];
index++;
}
} printf("像素数据信息:\n");
for (i=; i<width*height; i++) {
if (i%==) {
printf("\n");
}
showRgbQuan(&dataOfBmp[i]);
} fclose(pfile);
if (bitInfoHead.biBitCount<) {
free(pRgb);
}
free(dataOfBmp);
free(pColorData);
printf("\n");
}

编译时需要注意:

如果是64位,需要使用-m32参数。例如gcc main.c -m32

这是因为某些数据类型如long,在32和64是不同的

参考文章: http://blog.sina.com.cn/s/blog_523491650100fk1z.html

这里有详细的带有颜色表的bitmap的处理