位图BITMAP结构

BMP文件结构

BMP文件由4部分组成：

1.位图文件头(bitmap-file header

2.位图信息头(bitmap-information header)

3.颜色表(color table)

4.颜色点阵数据(bits data)

24位真彩色位图没有颜色表，所以只有1、2、4这三部分

位图文件头的结构定义如下：

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER{

WORD bfType; // 位图文件的类型，必须为BM
DWORD bfSize; // 位图文件的大小，以字节为单位
WORD bfReserved1; // 位图文件保留字，必须为0
WORD bfReserved2; // 位图文件保留字，必须为0
DWORD bfOffBits; // 位图数据的起始位置，以相对于位图
// 文件头的偏移量表示，以字节为单位
} BITMAPFILEHEADER;

位图文件头分4部分，共14字节：

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501A25 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。其结构如下：

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
DWORD biSize; // 本结构所占用字节数
LONG biWidth; // 位图的宽度，以像素为单位
LONG biHeight; // 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
LONG biXPelsPerMeter; // 位图水平分辨率，每米像素数
LONG biYPelsPerMeter; // 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：

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

也叫做调色板，当然这里是对那些需要调色板的位图文件而言的。有些位图，如真彩色图，是不需要调色板的，BITMAPINFOHEADER后直接是位图数据。

调色板实际上是一个数组，共有biClrUsed个元素(如果该值为零，则有2^biBitCount个元素)。

typedef struct tagRGBQUAD {

BYTE rgbBlue;// 蓝色的亮度(值范围为0-255)
BYTE rgbGreen; // 绿色的亮度(值范围为0-255)
BYTE rgbRed; // 红色的亮度(值范围为0-255)
BYTE rgbReserved;// 保留，必须为0
} RGBQUAD;
颜色表中RGBQUAD结构数据的个数由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;

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。也就是说，从文件中最先读到的是图象最下面一行的左边第一个象素，然后是左边第二个象素……接下来是倒数第二行左边第一个象素，左边第二个象素……依次类推 ，最后得到的是最上面一行的最右一个像素。

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;

对于用到调色板的位图，图象数据就是该象素颜色在调色板中的索引值。对于真彩色图，图象数据就是实际的R、G、B值。

对于2色位图，用1位就可以表示该象素的颜色(一般0表示黑，1表示白)，所以一个字节可以表示8个象素。

对于16色位图，用4位可以表示一个象素的颜色，所以一个字节可以表示2个象素。

对于256色位图，一个字节刚好可以表示1个象素。

对于真彩色图，三个字节才能表示1个象素。

有了头文件信息后，我们就可以找到位图数据。位图数据是以4个字节（32位，对应32位CPU的优化）为一组来处理的。

例1. 我们先来看简单的只有黑白两色的内部存储方式（0：黑，1：白）：

原始bmp图(一个方块表示一个象素)

bmp图的二进制代码

红框内表示位图数据信息，以4个字节为一组（7*5像素），位图数据5个字节，图高5像素，所以每行1个字节，分别是：
7E 00 00 00 ;0111 1110 0000 0000 0000 0000 0000 0000
FE 00 00 00 ;1111 1110 0000 0000 0000 0000 0000 0000
7E 00 00 00 ;0111 1110 0000 0000 0000 0000 0000 0000
FE 00 00 00 ;1111 1110 0000 0000 0000 0000 0000 0000
54 00 00 00 ;0101 0100 0000 0000 0000 0000 0000 0000
对比一下原始的bmp图，你就会发现，是以先横向再纵向，先下后上的方式存储。因为横向的像素只有7个，所以4个字节（32位）只用到前面7位，后面用0表示。

例2. 看下24位的位图，分别由RGB三原色组合，每个颜色用一个字节表示

24位bmp原图

24位bmp图二进制码

红框内表示位图数据信息，以4个字节为一组（2*3像素），位图数据24个字节，图高3像素，所以每行8个字节，分别是：
FF FF FF 00 FF 00 00 00 ; FF FF FF 00 FF 00 00 00 表示：白绿
00 FF 00 00 00 FF 00 00 ; 00 FF 00 00 00 FF 00 00 表示：绿红
00 00 00 FF 00 00 00 00 ; 00 00 00 FF 00 00 00 00 表示：黑蓝

因为24位是使用RGB三原色，每种原色都用一个字节。
观察后，发现颜色是由BGR顺序组，可能与字的存储顺序，先高位后低位有关。