图片格式之RGB转BMP格式（含代码）

BMP为window系统中广泛使用的图像文件格式，是window的标准图像格式，可以不做任何改变图像像素的数据，可以获取到最原始的图像数据，因此是我们分析图像数据的最重要的来源

BMP图像格式

BMP图像格式主要是在图像元素数据的基础上加了一些文件头，其头部主要包含以下四个部分

•  BMP文件头（bmp file header):提供文件的格式，大小等信息
•  位图信息头（bitmap information):提供图像数据的尺寸，位平面数，压缩方式，颜色索引等信息。
•  调色板（color palete):可选，如使用索引来表示图像，调色板就是索引与其对应的颜色的映射表
•  位图数据（bitmap data):图像元素图像数据 

数据块	是否必须
BMP文件头（bmp file header）	必须
位图信息头（bitmap information）	必须
调色板（color palete)	非必须
位图数据（bitmap data)	必须

 

下面将根据代码介绍BMP头文件各个信息

BMP文件头（bmp file header）

    bmp file header定义如下：

typedef struct
{
  unsigned short   bfType;
  unsigned int     bfSize;
  unsigned short   bfReserved1;
  unsigned short   bfReserved2;
  unsigned int     bfOffBits;
}BitMapFileHeader;

各个字段定义如下：

 

字段	大小	作用
bfType	2 bytes	表明为文件类型 * BM --- window 3.1x,96, NT,... * BA  --- OS/2 Bitmap Array * CI  ---- OS/2 Color ICon * CP ----- OS/2 Color Pointer * IC  ------ OS/2 Icon * PI  ------ OS/2 Pointer
bfSize	4 bytes	文件大小，包括文件头和数据部分
bfReserved1	2 bytes	保留位，必须设置0
bfReserved2	2 bytes	保留为，必须设0
bOffBits	4 bytes	位图数据文件，在整个文件中的偏移（跳过BMP头，位图头，调色板(如果有))

 位图信息头（bitmap information）

位图信息头文定义如下：

typedef struct
{
  unsigned int     biSize;
  int              biWidth;
  int              biHeight;
  unsigned short   biPlanes;
  unsigned short   biBitCount;
  unsigned int     biCompression;
  unsigned int     biSizeImage;
  int              biXPelsPerMeter;
  int              biYPelsPerMeter;
  unsigned int     biClrUsed;
  unsigned int     biClrImportant;
} BitMapInfoHeader;

各字段定义如下：

 

字段	大小	作用
biSi4ze	4 bytes	信息头大小， sizeof(BitMapInfoHeader)=40
biWidth	4 bytes	图像宽度
biHeight	4 bytes	图像高度（如果是正数那么是倒向的位图，也就是2D屏幕坐标系翻转类似物体坐标系（y轴由下到上，位图数据也由左下角一行行的存放），如果是负数，那么图像是正向的，也就是2D屏幕坐标系（y轴由上到下，位图数据也由左上角一行行存放).
biPlanes	2 bytes	颜色平面数，总是为1
biBitCount	2 bytes	每个像素的比特数，一般为8，16，24，32. 灰度图一般为8，RGB图为24
biCommpression	4 bytes	0:BI_RGB 不压缩 1:BI_RLE8 8比特游程编码（RLE),只用于8位位图 2:BI_RLE4 4比特游程编码（RLE),只用于4位位图 3 BI_BITFILELDS 比特域
biSizeImage	4 bytes	图像数据字节大小
biXPelsPerMeter	4 bytes	水平分辨率，像素/米表示
biYPelsPerMeter	4 bytes	垂直分辨率，像素/米表示
biClrUsed	4 bytes	实际使用的彩色表中的颜色索引数 如果是8位一像素那么这里是256；为0采用所用调色板中的索引或者没有调色板。
biClrImportant	4 bytes	对图像显示有重要影响的颜色索引的数目 如果是0，表示都重要

调色板 

位于信息头后面，是可选项，实际上是一个palette[N][4]模型的数据结构，行是N例如256；包含四列是一个unsigned
 int类型的整型ARGB，ARGB在内存中的存储序列为：BGRA，每列代表了一个颜色分量，alpha没有则是0。位图数据就是用一个Byte标记调色板中的0~N-1的索引。BMP文件头14字节，位图信息头40字节，如果有调色板256的那么是1024字节，没有调色板那么是54个字节偏移为位图数据了，有调色板那么是1078个字节才是位图信息数据。
 

位图数据（bitmap data)

8位BMP,每个位图存放的是调色板中的索引，如果像素高度是正数那么是物体坐标系，位图数据由左下角一行行往上存放。  

如果是非调色板真彩色像素，那么存放的就是颜色值，而不是索引，像素高度是正数那么是物体坐标系由左下角开始，像素高度是负数那么是屏幕物体坐标系由左上角开始。

24位RGB按照BGR的顺序来存储每个像素的各颜色通道的值，一个像素的所有颜色分量值都存完后才存下一个下一个像素，不进行交织存储。

32位数据按照BGRA的顺序存储，其余与24位位图的方式一样。当高度为正数确实是物体坐标系形式，无论是内存中还是二进制文件中，像素由图像的左下角一行行往上存放；

当高度为负数那么是屏幕坐标系，像素是由图像左上角一行行往下存放；如果一行不足4字节的倍数，那么填充00使得满足4字节的倍数。
 

用例 

 

void ConvertRGBToBMP(unsigned char *RGBBuffer, unsigned char *BMPBuffer, unsigned int ImageWidth, unsigned int ImageHeight)
{
  BitMapFileHeader* BmpFileHeader = (BitMapFileHeader*)BMPBuffer;//填充BMP文件头信息
  BmpFileHeader->bfType = 0x4D42;//'BM‘
  BmpFileHeader->bfSize = sizeof(BitMapFileHeader) + sizeof(BitMapInfoHeader) + ImageWidth*ImageHeight * 3;
  BmpFileHeader->bfOffBits = sizeof(BitMapFileHeader) + sizeof(BitMapInfoHeader);
  BmpFileHeader->bfReserved1 = 0;
  BmpFileHeader->bfReserved2 = 0;

  BitMapInfoHeader* BmpInfoHeader = (BitMapInfoHeader*)((unsigned char*)BMPBuffer + sizeof(BitMapFileHeader));
  

  BmpInfoHeader->biSize = 40;
  BmpInfoHeader->biWidth = ImageWidth;
  BmpInfoHeader->biHeight = -ImageHeight;
  BmpInfoHeader->biPlanes = 1;
  BmpInfoHeader->biBitCount = 24;//RGB图像
  BmpInfoHeader->biCompression = 0;
  BmpInfoHeader->biSizeImage = ImageWidth*ImageHeight * 3;
  BmpInfoHeader->biXPelsPerMeter = 0;
  BmpInfoHeader->biYPelsPerMeter = 0;
  BmpInfoHeader->biClrUsed = 0;
  BmpInfoHeader->biClrImportant = 0;
  
  
  unsigned * ImageBufferHeader = (unsigned char*)((unsigned char*)BmpInfoHeader + sizeof(BitMapInfoHeader));
  
  memcpy(ImageBufferHeader, RGBBuffer, ImageWidth*ImageHeight * 3);
  
  return ;
}