位图文件(Bitmap-File,BMP)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以前的BMP位图文件格式与显示设备有关,因此把它称为设备相关位图(device-dependent bitmap,DDB)文件格式。Windows 3.0以后的BMP位图文件格式与显示设备无关,因此把这种BMP位图文件格式称为设备无关位图(device-independent bitmap,DIB)格式,目的是为了让Windows能够在任何类型的显示设备上显示BMP位图文件。
位图文件可看成由4个部分组成:位图文件头(bitmap-file header)、位图信息头(bitmap-information header)、彩色表(color table)和定义位图的字节阵列。可以文本打开方式打开BMP文件。
(1)文件头信息块
0000-0001:文件标识,为字母ASCII码“BM”,42 4D。亦或者与19778相比较。
0002-0005:整个文件大小,单位字节。
0006-0009:保留,每字节以“00”填写。
000A-000D:记录图像数据区的起始位置。从文件开始到位图数据(bitmap data)之间的偏移量。
(2)图像描述信息块
000E-0011:图像描述信息块的大小,常为28H。
0012-0015:图像宽度。以像素为单位。
0016-0019:图像高度。以像素为单位。
001A-001B:图像的plane总数(恒为1)。
001C-001D:记录像素的位数,很重要的数值,图像的颜色数由该值决定。1 - Monochrome bitmap,4 - 16 color bitmap,8 - 256 color bitmap,F - 16位位图,18 - 24bit (true color) bitmap,20 - 32位位图。
001E-0021:数据压缩方式(数值位0:不压缩;1:8位压缩;2:4位压缩;3:Bitfields压缩)。
0022-0025:图像区数据的大小。单位字节,该数必须是4的倍数。
0026-0029:水平每米有多少像素,在设备无关位图(.DIB)中,每字节以00H填写。
002A-002D:垂直每米有多少像素,在设备无关位图(.DIB)中,每字节以00H填写。
002E-0031:此图像所用的颜色数。
0032-0035:指定重要的颜色数。当该域的值等于颜色数时(或者等于0时),表示所有颜色都一样重要。
如上,整个位图的信息头共54字节,每个位置有特定含义。
(3)颜色表(调色板)
颜色表的大小根据所使用的颜色模式而定,其中每4字节表示一种颜色,并以B(蓝色)、G(绿色)、R(红色)、alpha(32位位图的透明度值,一般不需要)。对于24-位真彩色图象就不使用彩色表(同样也包括16位、和32位位图),因为位图中的RGB值就代表了每个象素的颜色;而对于使用索引颜色的,则需要较大的调色板。
(4)图像数据区
颜色表接下来为位图文件的图像数据区,在此部分记录着每点像素对应的颜色索引号,其记录方式也随颜色模式而定,既2色图像每点占1位(8位为1字节);16色图像每点占4位(半字节);256色图像每点占8位(1字节);真彩色图像每点占24位(3字节)。所以,整个数据区的大小也会随之变化。究其规律而言,可的出如下计算公式:图像数据信息大小=(图像宽度*图像高度*记录像素的位数)/8。扫描行是由底向上存储的,这就是说,阵列中的第一个字节表示位图左下角的像素,而最后一个字节表示位图右上角的像素。
然而,未压缩的图像信息区的大小。除了真彩色模式外,其余的均大于或等于数据信息的大小。这是为什么呢?原因有两个:
BMP文件记录一行图像是以字节为单位的。因此,就不存在一个字节中的数据位信息表示的点在不同的两行中。也就是说,设显示模式位16色,在每个字节分配两个点信息时,如果图像的宽度为奇数,那么最后一个像素点的信息将独占一个字节,这个字节的后4位将没有意义。接下来的一个字节将开始记录下一行的信息。
(5)实例分析
如下的4x4像素的位图
,经过UE打开成16进制文件后,显示如下:![bmp格式解析(转)_第1张图片](http://img.e-com-net.com/image/info5/790fb75ed59d4ab9bf22d588597845fa.jpg)
我们可以通过查找对应的数据位来验证上面所分析的各部分信息。这样就比较清楚了。
(6)位图操作常使用的结构体
位图头文件结构:
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER{
short bfType;
int bfSize;
short bfReserved1;
short bfReserved2;
int bfOffBits;
}BITMAPFILEHEADER, *PBITMAPFILEHEADER;
位图信息结构:
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
int biSize;
int biWidth;
int biHeight;
short biPlanes;
short biBitCount;
int biCompression;
int biSizeImage;
int biXPelsPerMeter;
int biYPelsPerMeter;
int biClrUsed;
int biClrImportant;
}BITMAPINFOHEADER,*PBITMAPINFOHEADER;
参考原文:http://blog.csdn.net/jsjjms/archive/2007/04/18/1568615.aspx
参考原文:http://blog.csdn.net/dl_hum/archive/2006/04/24/675301.aspx
BMP之二:转成RAW文件及应用
RAW文件是位图的图像数据,根据不同的BMP格式它的内容和使用场合都有不同。比如在嵌入式系统中,显示LOGO要使用BMP图,只需要往映射地址放入像素的RGB数据即可实现。以下举一个DOS程序实例,把16位BMP转成十六进制RAW数据。
(1)主函数。因为main可以利用argv带参数,可处理同一路径下的具体文件。
[cpp] view plaincopy
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- FILE *fp_s=NULL;
- BITMAPFILEHEADER biFileHeader;
- BITMAPINFOHEADER biInfoHeader;
- PBITMAPFILEHEADER pbiFileHeader= &biFileHeader;
- PBITMAPINFOHEADER pbiInfoHeader= &biInfoHeader;
- if(!(fp_s=fopen(argv[1],"r+b"))) //以二进制可读方式打开流文件
- {
- printf("打开文件不成功!");
- return 1;
- }
- //读取文件头
- if(!(GetBitmapHeader(fp_s, pbiFileHeader, pbiInfoHeader)))
- {
- printf("读取文件头不成功!");
- return 1;
- }
- //用读取的数据头生成文件
- if(!(GenerateIFile(pbiFileHeader,pbiInfoHeader,fp_s, argv)))
- {
- printf("生成i文件失败!");
- return 1;
- }
- if(fclose(fp_s)==EOF)
- printf("关闭失败!");
- return 0;
- }
(2)获取头文件信息函数
[cpp] view plaincopy
- int GetBitmapHeader(FILE *fp, BITMAPFILEHEADER *bfhp, BITMAPINFOHEADER *bihp)
- {
- //设置文件读写位置为开头
- if((fseek(fp,0,SEEK_SET)==-1))
- {
- puts("GetBitmapHeader定位失败!");
- return 0;
- }
- //读取fileheader
- if(!(fread(bfhp,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fp)))
- {
- puts("GetBitmapHeader读取fileheader失败!");
- return 0;
- }
- //读取fileheader后的位置
- long i;
- if((i=ftell(fp))==-1L)
- {
- puts("GetBitmapHeader读取文件指针位置失败!");
- return 0;
- }
- else
- printf("当前位置为:%d\n",i);
- //
- if(!(fread(bihp, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fp)))
- {
- puts("读取infoheader失败!");
- return 0;
- }
- if((i=ftell(fp))==-1L)
- {
- puts("读取文件指针位置失败!");
- return 0;
- }
- else
- printf("当前位置为:%d\n",i);
- return 1;
- }
(3)生成raw文本文件
[cpp] view plaincopy
- int GenerateIFile(PBITMAPFILEHEADER bfhp, PBITMAPINFOHEADER bihp, FILE *fp_s, char **stringp)
- {
- //检查是倒序文件还是正序文件
- if( bihp->biHeight > 0 )
- puts("GenerateIFile该文件为倒序文件!");
- else
- {
- puts("GenerateIFile该文件为正序文件!");
- return 0;
- }
- //检查是否压缩,只处理BI_BITFIELDS的情况
- if( bihp->biCompression == BI_BITFIELDS ) //#define BI_BITFIELDS 3
- puts("GenerateIFile该文件为BI_BITFIELDS压缩格式!");
- else
- {
- printf("BI_BITFIELDS=%d\n", bihp->biCompression);
- puts("GenerateIFile该文件不为BI_BITFIELDS压缩格式!");
- return 0;
- }
- //检查文件类型
- if(bfhp->bfType==19778) //'M' 'B'
- puts("该文件为bmp格式!");
- else
- {
- puts("该文件不为bmp格式!");
- return 0;
- }
- //检查像素位数
- if(bihp->biBitCount==16)
- puts("该bmp文件为16位!");
- else
- {
- puts("该bmp文件不为16位!");
- return 0;
- }
- printf("the start of the image area is %d\n",bfhp->bfOffBits);
- printf("the size of the image area is %d\n",bihp->biSizeImage);
- printf("the height of the image is %d\n", bihp->biHeight);
- printf("the width of the image is %d\n", bihp->biWidth);
- //开辟一个数据缓冲区,存储image区的数据
- short *pimage=NULL;
- pimage=(short *)malloc((bihp->biHeight * bihp->biWidth)*2);
- if(pimage== NULL)
- {
- printf("分配缓冲区失败!");
- return 0;
- }
- fseek(fp_s, bfhp->bfOffBits, SEEK_SET); //定位文件指针到数据区
- printf(" %d\n",ftell(fp_s));
- if(!(fread(pimage, 1, bihp->biHeight * bihp->biWidth*2, fp_s))) //填充缓冲区
- {
- printf("填充数据缓存失败!");
- return 0;
- }
- //重列顺序并且生成文件
- if(!(RerangeData(bfhp, bihp, pimage, stringp)))
- {
- printf("RerangeData函数失败!");
- return 0;
- }
- //释放缓冲区
- free(pimage);
- return 1;
- }
BMP之三:转成RAW文件及应用
(4)生成I文件
[cpp] view plaincopy
- int RerangeData(PBITMAPFILEHEADER pbfh, PBITMAPINFOHEADER pbih, short *buffer,
- char **strp)
- {
- FILE *fp_d=NULL;
- int width=pbih->biWidth;
- int height=pbih->biHeight;
- int i;
- int j;
- int k;
- //BMP存储是倒序的,交换数据使buffer内的数据正序
- short swap;
- for(i=0,k=height-1; i<=height/2 && k>=height/2 ; i++, k--)
- {
- for(j=0; j<width; j++)
- {
- swap=*(buffer+i*width+j);
- *(buffer+i*width+j)=*(buffer+k*width+j);
- *(buffer+k*width+j)=swap;
- }
- }
- //生成i文件
- char *pbmp=NULL; //重新生成的i文件名
- printf("ttt%d,%s,%s \r\n",strp,*strp,*(strp+1)); //main所带的参数:命令行本身,命令行参数
- char *p_ifilename= *(strp+1); //指向BMP源文件名的指针
- printf("in RerangeData,%s \r\n",p_ifilename);
- pbmp= strstr(p_ifilename, ".bmp"); //得到除BMP后缀之外的文件名字
- if(pbmp==NULL)
- {
- printf("该文件后缀不是.bmp,请确认该文件是bmp文件且后缀为.bmp");
- return 0;
- }
- * (pbmp+1)='i';
- * (pbmp+2)='\0'; //新的文件名
- fp_d=fopen(p_ifilename, "w+"); //新建待保存数据的文件
- if(fp_d==NULL)
- {
- puts("保存文件失败!");
- return 0;
- }
- for(i=0; i<height; i++) //将buffer内的像素按RGB565存于16位数据中
- {
- fprintf(fp_d,"/*line%d*/ ", i); //格式化输出到一个流文件中
- for(j=0; j<width; j++)
- {
- fprintf(fp_d, "0x");
- Data2Str(*(buffer+i*width+j),fp_d); //转化pixel为RGB565
- }
- fprintf(fp_d,"\n");
- }
- if(fclose(fp_d)==EOF)
- {
- puts("关闭文件失败!");
- return 0;
- }
- return 1;
- }
(5)数字转字符串输出到文本
[cpp] view plaincopy
- void Data2Str(short pixel,FILE *fp)
- {
- unsigned short const mask[4] = {0xf, 0xf0, 0xf00, 0xf000};
- unsigned short masked;
- for(int i=3; i>=0; i--) //16位一个像素
- {
- masked=pixel&mask[i];
- masked=masked>>4*i;
- if(masked>15)
- puts("wrong!\n");
- //printf("%d\n",masked);
- switch(masked)
- {
- case 0:
- fprintf(fp,"0");
- break;
- case 1:
- fprintf(fp,"1");
- break;
- case 2:
- fprintf(fp,"2");
- break;
- case 3:
- fprintf(fp,"3");
- break;
- case 4:
- fprintf(fp,"4");
- break;
- case 5:
- fprintf(fp,"5");
- break;
- case 6:
- fprintf(fp,"6");
- break;
- case 7:
- fprintf(fp,"7");
- break;
- case 8:
- fprintf(fp,"8");
- break;
- case 9:
- fprintf(fp,"9");
- break;
- case 10:
- fprintf(fp,"A");
- break;
- case 11:
- fprintf(fp,"B");
- break;
- case 12:
- fprintf(fp,"C");
- break;
- case 13:
- fprintf(fp,"D");
- break;
- case 14:
- fprintf(fp,"E");
- break;
- case 15:
- fprintf(fp,"F");
- break;
- default: fprintf(fp,"x");
- }
- }
- fprintf(fp,","); //每个像素后一个分隔符
- }
最终该软件会把特定的BMP位图数据转成相应的数据,行列与BMP像素完全对应。实例如下:
执行结果如下:
转成的文本如下:
/*line0*/ 0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,
/*line1*/ 0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,
/*line2*/ 0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,
/*line3*/ 0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,0x001F,