BMP文件格式分析

BMP取自位图Bitmap的缩写，也称为DIB（与设备无关的位图），是一种独立于显示器的位图数字图像文件格式。图像通常保存的颜色深度有2（1位）、16（4位）、256（8位）、65536（16位）和1670万（24位）种颜色（其中位是表示每点所用的数据位）。表示透明的alpha通道也可以保存在一个类似于灰阶图像的独立文件中。带有集成的alpha通道的32位版本已经随着Windows XP出现，它在视窗的登录和主题系统中都有使用。

1. 常见的文件组成

• 位图文件头（14字节）
• DIB头（有7个版本，windows系统下一般认为是40字节）
• 调色板（不一定有，由每个像素的占位数决定，后面会说明）
• 位图数据

2. 位图文件头

• bfType：2字节，文件类型，BMP格式的文件这两个字节是0x4D42，字符显示就是’BM’；
• bfSize：4字节，文件大小；
• bfReserved1：2字节，保留，必须设置为0；
• bfReserved2：2字节，保留，必须设置为0；
• bfOffBits：4字节，从文件头到位图数据的偏移；

3. DIB头

• biSize：4字节，信息头的大小，即40；
• biWidth：4字节，以像素为单位说明图像的宽度；
• biHeight：4字节，以像素为单位说明图像的高度，同时如果为正，说明位图倒立（即数据表示从图像的左下角到右上角），如果为负说明正向；
• biPlanes：2字节，为目标设备说明颜色平面数，总被设置为1；
• biBitCount：2字节，说明比特数/像素数，值有1、2、4、8、16、24、32；
• biCompression：4字节，说明图像的压缩类型，最常用的就是0（BI_RGB），表示不压缩；
• biSizeImages：4字节，说明位图数据的大小，当用BI_RGB格式时，可以设置为0；
• biXPelsPerMeter：表示水平分辨率，单位是像素/米，有符号整数；
• biYPelsPerMeter：表示垂直分辨率，单位是像素/米，有符号整数；
• biClrUsed：说明位图使用的调色板中的颜色索引数，为0说明使用所有；
• biClrImportant：说明对图像显示有重要影响的颜色索引数，为0说明都重要；

4. 调色板
无论是磁盘上的位图文件还是内存中的位图图像，像素都由一组位（英语：bit）表示。

• 每像素占1位（色深为1位，1bpp）的格式支持2种不同颜色。像素值直接对应一个位的值，最左像素对应第一个字节的最高位。使用该位的值用来对色表的索引：为0表示色表中的第一项，为1表示色表中的第二项（即最后一项）。
• 每像素占2位（色深为2位，2bpp）的格式支持4种不同颜色。每个字节对应4个像素，最左像素为最高的两位（仅在Windows CE中有效）。需要使用像素值来对一张含有4个颜色值的色表进行索引。
• 每像素占4位（色深为4位，4bpp）的格式支持16种不同的颜色。每个字节对应2个像素，最左像素为最高的四位。需要使用像素值来对一张含有16个颜色值的色表进行索引。
• 每像素占8位（色深为8位，8bpp）的格式支持256种不同的颜色。每个字节对应1个像素。需要使用像素值来对一张含有256个颜色值的色表进行索引。
• 每像素占16位（色深为16位，16bpp）的格式支持65536种不同的颜色，每2个字节（byte）对应一个像素。该像素的不透明度（英语：alpha）、红、绿、蓝采样值即存储在该2个字节中。
• 每像素占24位（色深为24位，24bpp）的格式支持16777216种不同的颜色，每3个字节对应一个像素。
• 每像素占32位（色深为32位，32bpp）的格式支持4294967296种不同的颜色，每4个字节对应一个像素。

下面以8位色图为例说明什么是调色板：
调色板相当于一个颜色索引，或者说颜色数组，通过下标（位图数据中每个像素占8位，可理解为下标）找到对应的颜色。数组中每个元素表示一种颜色，包含4个字节，其中三个表示蓝色、绿色和红色的强度（0~255），第四个字节大多数应用程序没有使用将它设0（可用于保存Alpha值）。8位色图共有256种颜色，因此调色板的大小是256*4=1024字节。

5. 位图数据
表示位图中像素的位元是以行为单位对齐存储的，每一行的大小都向上取整为4字节（32位DWORD）的倍数。如果图像的高度大于1，多个经过填充实现对齐的行就形成了像素数组。

参考：
BMP维基百科
BMP格式详解