BMP位图信息·DIB结构

朱雀 2022-08-04 05:27 279阅读 0赞

### 一、BMP位图 ###

### 1.什么是位图(与矢量图的区别) ###

计算机能以位图和矢量图格式显示图像。

位图(Bitmap)图像又称点阵图或光栅图，它使用我们称为像素(象素，Pixel)的一格一格的小点来描述图像。计算机屏幕其实就是一张包含大量像素点的网格。当我们把位图放大时，每一个像素小点看上去就像是一个个马赛克色块。

矢量图(Vector)使用直线和曲线来描述图形，这些图形的元素是一些点、线、矩形、多边形、圆和弧线等等，它们都是通过数学公式计算获得的。

位图和矢量图最简单的区别就是：矢量图可以无限放大，而且不会失真；而位图则不能。

像Photoshop(PS)这样主要用于处理位图的软件，我们称之为图像处理软件；专门处理矢量图的软件，我们称之为图形设计软件，例如Adobe Illustrator，CorelDRAW，Flash MX等。

### 2.BMP位图文件 ###

常见的图像文件格式有：BMP、JPG(JPE,JPEG)、GIF等。

BMP图像文件(Bitmap-File)格式是Windows采用的图像文件存储格式，在Windows环境下运行的所有图像处理软件都支持这种格式。Windows 3.0以后的BMP文件都是指设备无关位图(DIB，device-independent bitmap)。BMP位图文件默认的文件扩展名是.BMP，有时它也会以.DIB或.RLE作扩展名。

#### 3.BMP文件结构 ####

BMP文件由4部分组成：

1.  位图文件头(bitmap-file header)
2.  位图信息头(bitmap-information header)
3.  颜色表(color table)
4.  颜色点阵数据(bits data)

24位真彩色位图没有颜色表，所以只有1、2、4这三部分。

用UltraEdit打开MyBmp.bmp，可以看到这个文件的全部数据如下图所示：

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#### 位图文件头 ####

位图文件头分4部分，共14字节：

注意，Windows的数据是倒着念的，这是PC电脑的特色。如果一段数据为50 1A 25 3C，倒着念就是3C 25 1A 50，即0x3C251A50。因此，如果bfSize的数据为50 00 00 00，实际上就成了0x00000050，也就是0x50。

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#### 位图信息头 ####

位图信息头共40字节：

<table style="margin:0px; padding:0px; color:rgb(50,62,50); font-family:simsun; font-size:14px; background-color:rgb(228,214,167)"> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif">名称</th> 
   <th style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif">占用空间</th> 
   <th style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif">内容</th> 
   <th style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif">实际数据</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> <span style="word-wrap:normal; word-break:normal">biSize</span></td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 4字节</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 位图信息头的大小，为40</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 0x28(40)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> <span style="word-wrap:normal; word-break:normal">biWidth</span></td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 4字节</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 位图的宽度，单位是像素</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> <span style="word-wrap:normal; word-break:normal">biHeight</span></td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 4字节</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 位图的高度，单位是像素</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> <span style="word-wrap:normal; word-break:normal">biPlanes</span></td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 2字节</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 固定值1</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> <span style="word-wrap:normal; word-break:normal">biBitCount</span></td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 2字节</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 每个像素的位数<br> 1-黑白图，4-16色，8-256色，24-真彩色</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 0x18(24)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> biCompression</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 4字节</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 压缩方式，BI_RGB(0)为不压缩</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> biSizeImage</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 4字节</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 位图全部像素占用的字节数，BI_RGB时可设为0</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 0x1A</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> biXPelsPerMeter</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 4字节</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 水平分辨率(像素/米)</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 0xB12(2834)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> biYPelsPerMeter</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 4字节</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 垂直分辨率(像素/米)</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 0xB12(2834)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> biClrUsed</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 4字节</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 位图使用的颜色数<br> 如果为<span style="word-wrap:normal; word-break:normal">0</span>，则颜色数为2的biBitCount次方</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> biClrImportant</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 4字节</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> 重要的颜色数，0代表所有颜色都重要</td> 
   <td style="margin:0px; padding:0px; font-family:Verdana,宋体,sans-serif; line-height:18px"> <p style="margin-top:0px; margin-bottom:5px; padding-top:0px; padding-bottom:0px; border:0px; list-style:none; word-wrap:normal; word-break:normal"> 0</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

作为真彩色位图，我们主要关心的是biWidth和biHeight这两个数值，两个数值告诉我们图像的尺寸。biSize，biPlanes，biBitCount这几个数值是固定的。想偷懒的话，其它的数值可以一律用0来填充。

[![\#学习笔记\# <wbr>BMP位图信息·DIB结构][wbr_BMP_DIB 2]][wbr_BMP_DIB 2]

#### 颜色表 ####

24位真彩色位图没有颜色表。要想在Photoshop中创建有颜色表的BMP图像，选择图像>模式>索引颜色；要想查看颜色表，选择图像>模式>颜色表。本文为了简化，只讨论24位真彩色位图。

#### 颜色点阵数据 ####

位图全部的像素，是按照自下向上，自左向右的顺序排列的。

[![\#学习笔记\# <wbr>BMP位图信息·DIB结构][wbr_BMP_DIB 3]][wbr_BMP_DIB 3]

RGB数据也是倒着念的，原始数据是按B、G、R的顺序排列的。

[![\#学习笔记\# <wbr>BMP位图信息·DIB结构][wbr_BMP_DIB 4]][wbr_BMP_DIB 4]

你应该注意到图中用黑色框起来的00 00了，在每行颜色的末尾添加的两个0字节，是为了行补位。为什么要行补位呢？因为32位的Windows操作系统处理4个字节(32位)的速度比较快，所以BMP的每一行颜色占用的字节数规定为4的整数倍。MyBmp.bmp中一行颜色有两个像素，共占用6字节，如果要补齐4\*2=8字节，就要再加两个0字节。

行补位的公式为：widthBytes = (width\*biBitCount+31)/32\*4

Phtoshop在文件的末尾还补充了两个0字节，好像是要整体补位。不过我看过的BMP资料中都没有提到还要整体补位的，其它软件生成的BMP文件也没有整体补位的，这看起来像是Adobe的独创，不知道目的何在。

**二、DIB结构**

实际上，BMP文件可以分为DIB格式和DDB格式。DDB格式（Device-Dependent Bitmanp）是与设备有关的BMP文件格式，用来存储与某个显示设备或打印设备内存兼容的不压缩图像，因其依赖于硬件设备，因此不常用。DIB格式（Device-Independent Bitmanp）是与设备无关的BMP文件格式，也就是我们前面介绍的BMP文件格式，它自带颜色信息，颜色表管理非常容易，具有很强的通用性。  
调入内存中的DIB位图是脱离文件而存在的，其结构可以分为三部分，如图1-14所示。**内存中的DIB实际上是BMP文件结构去掉位图文件头结构后剩下的三部分**，而这三部分结构包含了位图显示和处理所需要的所有信息。在本节，我们将首先编写一个基于MFC的单文档位图显示程序，使得我们能够显示任何指定的BMP文件，然后进一步采用面向对象的方法实现一个DIB类，将DIB的各种属性成员和操作函数成员集成起来，以便于后续的面向对象图像编程的实现。

![\#学习笔记\# <wbr>BMP位图信息·DIB结构][wbr_BMP_DIB 5]

资料原地址：

[http://dbis.nankai.edu.cn/multimedia/color/f934daa2d4ea7fadcbefd0c6.html][http_dbis.nankai.edu.cn_multimedia_color_f934daa2d4ea7fadcbefd0c6.html]

[http://book.51cto.com/art/200808/84544.htm][http_book.51cto.com_art_200808_84544.htm]

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[wbr_BMP_DIB 3]: /images/20220731/b002bc8c6461441dad669a30c7f8583a.png
[wbr_BMP_DIB 4]: /images/20220731/707c0e24424142ea92a912cf0977ffe0.png
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[http_dbis.nankai.edu.cn_multimedia_color_f934daa2d4ea7fadcbefd0c6.html]: http://dbis.nankai.edu.cn/multimedia/color/f934daa2d4ea7fadcbefd0c6.html
[http_book.51cto.com_art_200808_84544.htm]: http://book.51cto.com/art/200808/84544.htm