Bitmap文件结构探讨
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BMP文件相关的技术文档，网上可以找到太多了，但这些文档都只适合专业的人去看，所以我写了这篇貌似菜鸟能看懂的文章，但愿它不只是貌似而已。阅读本文前最好先看看《颜色的RGB数字表示方法》 什么是位图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。 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。 创建BMP文件打开Photoshop，新建一个尺寸为2*3像素的文件。
放大图片到最大（1600%），然后用铅笔工具对每个像素都点一个不同颜色的点，如下图所示。
储存这个文件为BMP格式，文件名为“MyBmp.bmp”，在BMP选项中选择Windows，24位。 |
| 名称 | 占用空间 | 内容 | 实际数据 |
|---|---|---|---|
| bfType | 2字节 | 标识，就是“BM”二字 | BM |
| bfSize | 4字节 | 整个BMP文件的大小 | 0x50(80) |
| bfReserved1/2 | 4字节 | 保留字，没用 | 0 |
| bfOffBits | 4字节 | 偏移数，即 位图文件头+位图信息头+调色板 的大小 | 0x36(54) |
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。
位图信息头
BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
DWORD biSize; // 本结构所占用字节数
LONGbiWidth; // 位图的宽度，以像素为单位
LONGbiHeight; // 位图的高度，以像素为单位
WORD biPlanes; // 目标设备的级别，必须为1
WORD biBitCount// 每个像素所需的位数，必须是1(双色),
// 4(16色)，8(256色)或24(真彩色)之一
DWORD biCompression; // 位图压缩类型，必须是 0(不压缩),
// 1(BI_RLE8压缩类型)或2(BI_RLE4压缩类型)之一
DWORD biSizeImage; // 位图的大小，以字节为单位
LONGbiXPelsPerMeter; // 位图水平分辨率，每米像素数
LONGbiYPelsPerMeter; // 位图垂直分辨率，每米像素数
DWORD biClrUsed;// 位图实际使用的颜色表中的颜色数
DWORD biClrImportant;// 位图显示过程中重要的颜色数
} BITMAPINFOHEADER;
位图信息头共40字节：
| 名称 | 占用空间 | 内容 | 实际数据 |
|---|---|---|---|
| biSize | 4字节 | 位图信息头的大小，为40 | 0x28(40) |
| biWidth | 4字节 | 位图的宽度，单位是像素 | 2 |
| biHeight | 4字节 | 位图的高度，单位是像素 | 3 |
| biPlanes | 2字节 | 固定值1 | 1 |
| biBitCount | 2字节 | 每个像素的位数 1-黑白图，4-16色，8-256色，24-真彩色 |
0x18(24) |
| biCompression | 4字节 | 压缩方式，BI_RGB(0)为不压缩 | 0 |
| biSizeImage | 4字节 | 位图全部像素占用的字节数，BI_RGB时可设为0 | 0x1A |
| biXPelsPerMeter | 4字节 | 水平分辨率(像素/米) | 0xB12(2834) |
| biYPelsPerMeter | 4字节 | 垂直分辨率(像素/米) | 0xB12(2834) |
| biClrUsed | 4字节 | 位图使用的颜色数 如果为0，则颜色数为2的biBitCount次方 |
0 |
| biClrImportant | 4字节 | 重要的颜色数，0代表所有颜色都重要 | 0 |
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。
颜色表
typedef struct tagRGBQUAD {
BYTErgbBlue;// 蓝色的亮度(值范围为0-255)
BYTErgbGreen; // 绿色的亮度(值范围为0-255)
BYTErgbRed; // 红色的亮度(值范围为0-255)
BYTErgbReserved;// 保留，必须为0
} RGBQUAD;
颜色表中RGBQUAD结构数据的个数有biBitCount来确定:
当biBitCount=1,4,8时，分别有2,16,256个表项;
当biBitCount=24时，没有颜色表项。
位图信息头和颜色表组成位图信息，BITMAPINFO结构定义如下:
typedef struct tagBITMAPINFO {
BITMAPINFOHEADER bmiHeader; // 位图信息头
RGBQUAD bmiColors[1]; // 颜色表
} BITMAPINFO;
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；要想查看颜色表，选择。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。
RGB数据也是倒着念的，原始数据是按B、G、R的顺序排列的。
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
举一个例子，对于2色图，如果图象宽是31，则每一行需要31位存储，合3个字节加7位，因为字节数必须是4的整倍数，所以应该是4，而此时的Width=31,biBitCount=1,widthbytes=4，和我们设想的一样。再举一个256色的例子，如果图象宽是31，则每一行需要31个字节存储，因为字节数必须是4的整倍数，所以应该是32，而此时的Width=31,biBitCount=8,widthbytes=(31*8+31)/32*4=8(取整)*4=32
对于上图的例子中，计算得8，故六个字节后加上两个字节。
位图数据记录了位图的每一个像素值，记录顺序是在扫描行内是从左到右,扫描行之间是从下到上。位图的一个像素值所占的字节数:
当biBitCount=1时，8个像素占1个字节;
当biBitCount=4时，2个像素占1个字节;
当biBitCount=8时，1个像素占1个字节;
当biBitCount=24时,1个像素占3个字节;
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。
Photoshop和Windows的BMP文件比较
用Photoshop保存的MyBmp.bmp：
经Windows画图转存过的BMP文件：
可以看出Windows的BMP文件最后少了两个0字节，没有整体补位。bfSize(文件大小)，biSizeImage(全部像素大小)也相应地减去2。