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BMP文件格式分析学习

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BMP(Bitmap-File)图形文件是Windows采用的图形文件格式,在Windows环境下运行的所有图象处理软件都支持BMP图象文件格式。Windows系统内部各图像绘制操作都是以BMP为基础的。

BMP的文件结构:BMP文件由四部分组成.
位图文件头(bitmap-file header)、位图信息头(bitmap-information header)、颜色表(color table)(在真彩色模式无颜色表)和定义位图的字节阵列.

1.文件头信息块

0000-0001(word):文件标识,为字母ASCII码“BM”也就是0x4D42。
0002-0005(Dword):文件大小。
0006-0007(word):保留,每字节以“00”填写。
0008-0009(word):保留,每字节以“00”填写。
000A-000D(Dword):记录图像数据区的起始位置(图象数据相对于文件头字节的偏移量)。

结构
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
  WORD    bfType;   
  DWORD   bfSize;
  WORD    bfReserved1;
  WORD    bfReserved2;
  DWORD   bfOffBits;
} BITMAPFILEHEADER, *PBITMAPFILEHEADER;


2.图像描述信息块

000E-0011(Dword):图像描述信息块的大小,常为28H。
0012-0015(Long):图像宽度。
0016-0019(Long):图像高度。注:这个值除了用于描述图像的高度之外,它还有另一个用处,就是指明该图像是倒向的位图,还是正向的位图。如果该值是一个正数,说明图像是倒向的,如果该值是一个负数,则说明图像是正向的。大多数的BMP文件都是倒向的位图,也就是时,高度值是一个正数。(注:当高度值是一个负数时(正向图像),图像将不能被压缩(也就是说biCompression成员将不能是BI_RLE8或BI_RLE4)。
001A-001B(word):图像的plane总数(恒为1)。
001C-001D(word):每个像素的位数,1 - 单色位图(实际上可有两种颜色,缺省情况下是黑色和白色。你可以自己定义这两种颜色) 4 - 16 色位图 8 - 256 色位图 16 - 16bit 高彩色位图 24 - 24bit 真彩色位图 32 - 32bit 增强型真彩色位图
biBitCount=1 表示位图最多有两种颜色,缺省情况下是黑色和白色,你也可以自己定义这两种颜色。图像信息头装调色板中将有两个调色板项,称为索引0和索引1。图象数据阵列中的每一位表示一个象素。如果一个位是0,显示时就使用索引0的RGB值,如果位是1,则使用索引1的RGB值。
biBitCount=4 表示位图最多有16种颜色。每个象素用4位表示,并用这4位作为彩色表的表项来查找该象素的颜色。例如,如果位图中的第一个字节为0x1F,它表示有两个象素,第一象素的颜色就在彩色表的第2表项中查找,而第二个象素的颜色就在彩色表的第16表项中查找。此时,调色板中缺省情况下会有16个RGB项。对应于索引0到索引15。
biBitCount=8 表示位图最多有256种颜色。每个象素用8位表示,并用这8位作为彩色表的表项来查找该象素的颜色。例如,如果位图中的第一个字节为0x1F,这个象素的颜色就在彩色表的第32表项中查找。此时,缺省情况下,调色板中会有256个RGB项,对应于索引0到索引255。
biBitCount=16 表示位图最多有216种颜色。每个色素用16位(2个字节)表示。这种格式叫作高彩色,或叫增强型16位色,或64K色。它的情况比较复杂,当biCompression成员的值是BI_RGB时,它没有调色板。16位中,最低的5位表示蓝色分量,中间的5位表示绿色分量,高的5位表示红色分量,一共占用了15位,最高的一位保留,设为0。这种格式也被称作555 16位位图。如果biCompression成员的值是BI_BITFIELDS,那么情况就复杂了,首先是原来调色板的位置被三个DWORD变量占据,称为红、绿、蓝掩码。分别用于描述红、绿、蓝分量在16位中所占的位置。在Windows 95(或98)中,系统可接受两种格式的位域:555和565,在555格式下,红、绿、蓝的掩码分别是:0x7C00、0x03E0、0x001F,而在565格式下,它们则分别为:0xF800、0x07E0、0x001F。你在读取一个像素之后,可以分别用掩码“与”上像素值,从而提取出想要的颜色分量(当然还要再经过适当的左右移操作)。在NT系统中,则没有格式限制,只不过要求掩码之间不能有重叠。(注:这种格式的图像使用起来是比较麻烦的,不过因为它的显示效果接近于真彩,而图像数据又比真彩图像小的多,所以,它更多的被用于游戏软件)。
biBitCount=24 表示位图最多有224种颜色。这种位图没有调色板(bmiColors成员尺寸为0),在位数组中,每3个字节代表一个象素,分别对应于颜色R、G、B。
biBitCount=32 表示位图最多有232种颜色。这种位图的结构与16位位图结构非常类似,当biCompression成员的值是BI_RGB时,它也没有调色板,32位中有24位用于存放RGB值,顺序是:最高位—保留,红8位、绿8位、蓝8位。这种格式也被成为888 32位图。如果 biCompression成员的值是BI_BITFIELDS时,原来调色板的位置将被三个DWORD变量占据,成为红、绿、蓝掩码,分别用于描述红、绿、蓝分量在32位中所占的位置。在Windows 95(or 98)中,系统只接受888格式,也就是说三个掩码的值将只能是:0xFF0000、0xFF00、0xFF。而在NT系统中,你只要注意使掩码之间不产生重叠就行。(注:这种图像格式比较规整,因为它是DWORD对齐的,所以在内存中进行图像处理时可进行汇编级的代码优化(简单))。
001E-0021(Dword):数据压缩方式(0 - 不压缩 (使用BI_RGB表示) 1 - RLE 8-使用8位RLE压缩方式(用BI_RLE8表示) 2 - RLE 4-使用4位RLE压缩方式(用BI_RLE4表示) 3 - Bitfields-位域存放方式(用BI_BITFIELDS表示)
)。
0022-0025(Dword):图像区数据的大小,该数必须是4的倍数。
0026-0029(Long):用象素/米表示的水平分辨率,在设备无关位图(.DIB)中,每字节以00H填写。
002A-002D(Long):用象素/米表示的垂直分辨率,在设备无关位图(.DIB)中,每字节以00H填写。
002E-0031(Dword):此图像所用的颜色数.如8-比特/象素表示为100h或者 256.。
0032-0035(Dword): 指定重要的颜色数.如值为0,表示所有颜色一样重要.

结构
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
  DWORD  biSize; //表示本结构的大小
  LONG   biWidth; //位图的宽度
  LONG   biHeight; //位图的高度
WORD   biPlanes; //永远为1 , 
  WORD   biBitCount;//位图的位数  分为1 4 8 16 24 32 
  DWORD  biCompression; 
  DWORD  biSizeImage; //表示位图数据区域的大小以字节为单位
  LONG   biXPelsPerMeter;
  LONG   biYPelsPerMeter;
  DWORD  biClrUsed;
  DWORD  biClrImportant;
} BITMAPINFOHEADER, *PBITMAPINFOHEADER;
 

3.颜色表

  颜色表的大小根据所使用的颜色模式而定:2色图像为8字节;16色图像位64字节;256色图像为1024字节。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,一般不需要设置为0)。即首先4字节表示颜色号1的颜色,接下来表示颜色号2的颜色,依此类推。

4.图像数据区

      在此部分记录着每点像素对应的颜色号,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。
  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:
  1.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。
  2.为了显示的方便,除了真彩色外,其他的每种颜色模式的行字节数要用数据“00”补齐为4的整数倍。如果显示模式为16色,当图像宽为19时,存储时每行则要补充4-(19/2+1)%4=2个字节(加1是因为里面有一个像素点要独占了一字节)。如果显示模式为256色,当图像宽为19时,每行也要补充4-19%4=1个字节。
 当屏幕初始化为16或256色模式时,一定要设置调色板或修正颜色值,否则无法得到正确的图像颜色。
 

『整理』魔力宝贝Bin文件格式:图像压缩格式(上)
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