6.1.1 簡介

位圖文件(Bitmap-File，BMP)格式是Windows采用的圖像文件存儲格式，在Windows環(huán)境下運行的所有圖像處理軟件都支持這種格式。Windows 3.0以前的BMP位圖文件格式與顯示設(shè)備有關(guān)，因此把它稱為設(shè)備相關(guān)位圖(device-dependent bitmap，DDB)文件格式。Windows 3.0以后的BMP位圖文件格式與顯示設(shè)備無關(guān)，因此把這種BMP位圖文件格式稱為設(shè)備無關(guān)位圖(device-independent bitmap，DIB)格式，目的是為了讓W(xué)indows能夠在任何類型的顯示設(shè)備上顯示BMP位圖文件。BMP位圖文件默認的文件擴展名是BMP或者bmp。

位圖文件可看成由4個部分組成：位圖文件頭(bitmap-file header)、位圖信息頭(bitmap-information header)、彩色表(color table)和定義位圖的字節(jié)陣列，它們的名稱和符號如表6-01所示。

位圖文件結(jié)構(gòu)可綜合在表6-02中。

位圖文件頭包含有關(guān)于文件類型、文件大小、存放位置等信息，在Windows 3.0以上版本的位圖文件中用BITMAPFILEHEADER結(jié)構(gòu)來定義：

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { /* bmfh */

UINT bfType;

DWORD bfSize;

UINT bfReserved1;

UINT bfReserved2;

DWORD bfOffBits;

} BITMAPFILEHEADER;

其中：

位圖信息用BITMAPINFO結(jié)構(gòu)來定義，它由位圖信息頭(bitmap-information header)和彩色表(color table)組成，前者用BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)定義，后者用RGBQUAD結(jié)構(gòu)定義。BITMAPINFO結(jié)構(gòu)具有如下形式：

typedef struct tagBITMAPINFO { /* bmi */

BITMAPINFOHEADER bmiHeader;

RGBQUAD bmiColors[1];

} BITMAPINFO;

其中：

BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)包含有位圖文件的大小、壓縮類型和顏色格式，其結(jié)構(gòu)定義為：

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER { /* bmih */

DWORD biSize;

LONG biWidth;

LONG biHeight;

WORD biPlanes;

WORD biBitCount;

DWORD biCompression;

DWORD biSizeImage;

LONG biXPelsPerMeter;

LONG biYPelsPerMeter;

DWORD biClrUsed;

DWORD biClrImportant;

} BITMAPINFOHEADER;

其中：

現(xiàn)就BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)作如下說明：

應(yīng)用程序可使用存儲在biSize成員中的信息來查找在BITMAPINFO結(jié)構(gòu)中的彩色表，如下所示：

pColor = ((LPSTR) pBitmapInfo + (WORD) (pBitmapInfo->bmiHeader.biSize))

biBitCount=1 表示位圖最多有兩種顏色，黑色和白色。圖像數(shù)據(jù)陣列中的每一位表示一個像素。

biBitCount=4 表示位圖最多有16種顏色。每個像素用4位表示，并用這4位作為彩色表的表項來查找該像素的顏色。例如，如果位圖中的第一個字節(jié)為0x1F，它表示有兩個像素，第一像素的顏色就在彩色表的第2表項中查找，而第二個像素的顏色就在彩色表的第16表項中查找。

biBitCount=8 表示位圖最多有256種顏色。每個像素用8位表示，并用這8位作為彩色表的表項來查找該像素的顏色。例如，如果位圖中的第一個字節(jié)為0x1F，這個像素的顏色就在彩色表的第32表項中查找。

biBitCount=24 表示位圖最多有2²⁴＝16 777 216種顏色。bmiColors (或者bmciColors)成員就為NULL。每3個字節(jié)代表一個像素，其顏色有R、G、B字節(jié)的相對強度決定。

BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)中的成員ClrUsed指定實際使用的顏色數(shù)目。如果ClrUsed設(shè)置成0，位圖使用的顏色數(shù)目就等于biBitCount成員中的數(shù)目。

① BI_RLE8：每個像素為8位的RLE壓縮編碼，可使用編碼方式和絕對方式中的任何一種進行壓縮，這兩種方式可在同一幅圖中的任何地方使用。

編碼方式：由2個字節(jié)組成，第一個字節(jié)指定使用相同顏色的像素數(shù)目，第二個字節(jié)指定使用的顏色索引。此外，這個字節(jié)對中的第一個字節(jié)可設(shè)置為0，聯(lián)合使用第二個字節(jié)的值表示：

• 第二個字節(jié)的值為0：行的結(jié)束。
• 第二個字節(jié)的值為1：圖像結(jié)束。
• 第二個字節(jié)的值為2：其后的兩個字節(jié)表示下一個像素從當(dāng)前開始的水平和垂直位置的偏移量。

絕對方式：第一個字節(jié)設(shè)置為0，而第二個字節(jié)設(shè)置為0x03～0xFF之間的一個值。在這種方式中，第二個字節(jié)表示跟在這個字節(jié)后面的字節(jié)數(shù)，每個字節(jié)包含單個像素的顏色索引。壓縮數(shù)據(jù)格式需要字邊界(word boundary)對齊。

[例6.1] 用十六進制表示的8位壓縮圖像數(shù)據(jù)如下：

03 04 05 06 00 03 45 56 67 00 02 78 00 02 05 01 02 78 00 00 09 1E 00 01
這些壓縮數(shù)據(jù)可解釋為 ：

② BI_RLE4：每個像素為4位的RLE壓縮編碼，同樣也可使用編碼方式和絕對方式中的任何一種進行壓縮，這兩種方式也可在同一幅圖中的任何地方使用。這兩種方式是：

編碼方式：由2個字節(jié)組成，第一個字節(jié)指定像素數(shù)目，第二個字節(jié)包含兩種顏色索引，一個在高4位，另一個在低4位。第一個像素使用高4位的顏色索引，第二個使用低4位的顏色索引，第3個使用高4位的顏色索引，依此類推。

絕對方式：這個字節(jié)對中的第一個字節(jié)設(shè)置為0，第二個字節(jié)包含有顏色索引數(shù)，其后續(xù)字節(jié)包含有顏色索引，顏色索引存放在該字節(jié)的高、低4位中，一個顏色索引對應(yīng)一個像素。此外，BI_RLE4也同樣聯(lián)合使用第二個字節(jié)中的值表示：

• 第二個字節(jié)的值為0：行的結(jié)束。
• 第二個字節(jié)的值為1：圖像結(jié)束。
• 第二個字節(jié)的值為2：其后的兩個字節(jié)表示下一個像素從當(dāng)前開始的水平和垂直位置的偏移量。

[例6.2] 用十六進制數(shù)表示的4位壓縮圖像數(shù)據(jù)：

03 04 05 06 00 06 45 56 67 00 04 78 00 02 05 01 04 78 00 00 09 1E 00 01

這些壓縮數(shù)據(jù)可解釋為 ：

彩色表包含的元素與位圖所具有的顏色數(shù)相同，像素的顏色用RGBQUAD結(jié)構(gòu)來定義。對于24-位真彩色圖像就不使用彩色表，因為位圖中的RGB值就代表了每個像素的顏色。彩色表中的顏色按顏色的重要性排序，這可以輔助顯示驅(qū)動程序為不能顯示足夠多顏色數(shù)的顯示設(shè)備顯示彩色圖像。RGBQUAD結(jié)構(gòu)描述由R、G、B相對強度組成的顏色，定義如下：

typedef struct tagRGBQUAD { /* rgbq */

BYTE rgbBlue;

BYTE rgbGreen;

BYTE rgbRed;

BYTE rgbReserved;

} RGBQUAD;

其中：

緊跟在彩色表之后的是圖像數(shù)據(jù)字節(jié)陣列。圖像的每一掃描行由表示圖像像素的連續(xù)的字節(jié)組成，每一行的字節(jié)數(shù)取決于圖像的顏色數(shù)目和用像素表示的圖像寬度。掃描行是由底向上存儲的，這就是說，陣列中的第一個字節(jié)表示位圖左下角的像素，而最后一個字節(jié)表示位圖右上角的像素。