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備有關，因此把它稱為設備相關位圖(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備無關，因此把這種BMP位圖文件格式稱為設備無關位圖(device-independent bitmap，DIB)格式，目的是為了讓Windows能夠在任何類型的顯示設備上顯示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)和定義位圖的字節陣列，它們的名稱和符號如表6-01所示。

位圖文件結構可綜合在表6-02中。

位圖文件頭包含有關于文件類型、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結構來定義：

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { /* bmfh */

UINT bfType;

DWORD bfSize;

UINT bfReserved1;

UINT bfReserved2;

DWORD bfOffBits;

} BITMAPFILEHEADER;

其中：

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

typedef struct tagBITMAPINFO { /* bmi */

BITMAPINFOHEADER bmiHeader;

RGBQUAD bmiColors[1];

} BITMAPINFO;

其中：

BITMAPINFOHEADER結構包含有位圖文件的大小、壓縮類型和顏色格式，其結構定義為：

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：

現就BITMAPINFOHEADER結構作如下說明：

應用程序可使用存儲在biSize成員中的信息來查找在BITMAPINFO結構中的彩色表，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。圖像數據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個字節代表一個像素，其顏色有R、G、B字節的相對強度決定。

BITMAPINFOHEADER結構中的成員ClrUsed指定實際使用的顏色數目。如果ClrUsed設置成0，位圖使用的顏色數目就等于biBitCount成員中的數目。

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個字節組成，第一個字節指定使用相同顏色的像素數目，第二個字節指定使用的顏色索引。此外，這個字節對中的第一個字節可設置為0，聯合使用第二個字節的值表示：

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

絕對方式：第一個字節設置為0，而第二個字節設置為0x03～0xFF之間的一個值。在這種方式中，第二個字節表示跟在這個字節后面的字節數，每個字節包含單個像素的顏色索引。壓縮數據格式需要字邊界(word boundary)對齊。

[例6.1] 用十六進制表示的8位壓縮圖像數據如下：

03 04 05 06 00 03 45 56 67 00 02 78 00 02 05 01 02 78 00 00 09 1E 00 01
這些壓縮數據可解釋為 ：

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個字節組成，第一個字節指定像素數目，第二個字節包含兩種顏色索引，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：這個字節對中的第一個字節設置為0，第二個字節包含有顏色索引數，其后續字節包含有顏色索引，顏色索引存放在該字節的高、低4位中，一個顏色索引對應一個像素。此外，BI_RLE4也同樣聯合使用第二個字節中的值表示：

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

[例6.2] 用十六進制數表示的4位壓縮圖像數據：

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

這些壓縮數據可解釋為 ：

彩色表包含的元素與位圖所具有的顏色數相同，像素的顏色用RGBQUAD結構來定義。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，這可以輔助顯示驅動程序為不能顯示足夠多顏色數的顯示設備顯示彩色圖像。RGBQUAD結構描述由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據字節陣列。圖像的每一掃描行由表示圖像像素的連續的字節組成，每一行的字節數取決于圖像的顏色數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表示位圖左下角的像素，而最后一個字節表示位圖右上角的像素。