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BMP文件详解

一、什么是位图

计算机能以位图和矢量图格式显示图像。

1、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。

2、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。

二、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。

注:本文采用lena.bmp(512×512)做例子:

1、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-informationheader)

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。

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看图像属性,位深度,如果是24,就说明图片是24位真彩色

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用UltraEdit打开lena.bmp,可以看到这个文件的全部数据如下图所示:

 

1、1位图文件头(BITMAPFILEHEADER

 

位图文件头分4部分,共14字节:

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

0x000C0036(786486)【与右键查看图片属性里面的大小值一样】

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 1A50,即0x3C251A50。因此,如果bfSize的数据为36 00 0C 00,实际上就成了0x000C0036,也就是0xC0036。

 

1、2位图信息头(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

0x200(512)

biHeight

4字节

位图的高度,单位是像素

0x200(512)

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

0x0C

biXPelsPerMeter

4字节

水平分辨率(像素/米)

0

biYPelsPerMeter

4字节

垂直分辨率(像素/米)

0

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。

 

 

1、3颜色表

24位真彩色位图没有颜色表。为了简化,只讨论24位真彩色位图。

1、4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。

三、Photoshop和Windows的BMP文件比较

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。

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:

 

 

 

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

参数说明:

Width:位图的实际宽度

biBitCount:每个像素的位数

1-黑白图,4-16色,8-256色,24-真彩色

注: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。

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