20221213-BMP格式结构

docs.microsoft.com/zh-cn/windows/win32/gdibitmap-storage

简介

bmp 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像处理软件都支持BMP 图像文件格式，windows 系统内部各图像绘制操作都是以BMP 为基础的

因此把这种BMP 图像文件格式称为设备相关位图 DDB 文件格式，
目的是为了人windows 能够在任何类型的显示设备上显示所存储的图像

bmp 位图文件默认的文件扩展名是bmp

BMP 格式结构

BMP 文件的数据按照从文件头开始的先后顺序分为四个部分

位图文件头，提供文件的格式 大小等信息

位图信息头 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 可选，如使用索引来表示图像，调色板就是索引与其对饮的颜色的映射表

位图数据 图像数据区

BMP图片文件数据表如下：

数据段名称
大小（byte）
开始地址
结束地址
位图文件头(bitmap-file header)
14
0000h
000Dh
位图信息头(bitmap-information header)
40
000Eh
0035h
调色板(color table)
由biBitCount决定
0036h
未知
图片点阵数据(bitmap data)
由图片大小和颜色定
未知
未知

三、BMP 文件头

BMP文件头结构体定义如下：
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER
{
UINT16 bfType; //2Bytes，必须为”BM”，即0x424D 才是Windows位图文件
DWORD bfSize; //4Bytes，整个BMP文件的大小
UINT16 bfReserved1; //2Bytes，保留，为0
UINT16 bfReserved2; //2Bytes，保留，为0
DWORD bfOffBits; //4Bytes，文件起始位置到图像像素数据的字节偏移量
} BITMAPFILEHEADER;

BMP文件头数据表如下：

变量名
地址偏移
大小
作用说明
bfType
0000h
2Bytes
文件标识符，必须为”BM”，即0x424D 才是Windows位图文件
‘BM’：Windows 3.1x, 95, NT,…　　‘BA’：OS/2 Bitmap Array　　‘CI’：OS/2 Color Icon 　　
‘CP’：OS/2 Color Pointer 　　‘IC’：OS/2 Icon 　　
‘PT’：OS/2 Pointer
因为OS/2系统并没有被普及开，所以在编程时，你只需判断第一个标识“BM”就行
bfSize
0002h
4Bytes
整个BMP文件的大小（以位B为单位）
bfReserved1
0006h
2Bytes
保留，必须设置为0
bfReserved2
0008h
2Bytes
保留，必须设置为0
bfOffBits
000Ah
4Bytes
说明从文件头0000h开始到图像像素数据的字节偏移量（以字节Bytes为单位），以为位图的调色板长度根据位图格式不同而变化，可以用这个偏移量快速从文件中读取图像数据

四、BMP 信息头

BMP信息头结构体定义如下：

typedef struct _tagBMP_INFOHEADER
{
DWORD  biSize;    //4Bytes，INFOHEADER结构体大小，存在其他版本I NFOHEADER，用作区分
LONG   biWidth;    //4Bytes，图像宽度（以像素为单位）
LONG   biHeight;    //4Bytes，图像高度，+：图像存储顺序为Bottom2Top，-：Top2Bottom
WORD   biPlanes;    //2Bytes，图像数据平面，BMP存储RGB数据，因此总为1
WORD   biBitCount;         //2Bytes，图像像素位数
DWORD  biCompression;     //4Bytes，0：不压缩，1：RLE8，2：RLE4
DWORD  biSizeImage;       //4Bytes，4字节对齐的图像数据大小
LONG   biXPelsPerMeter;   //4 Bytes，用象素/米表示的水平分辨率
LONG   biYPelsPerMeter;   //4 Bytes，用象素/米表示的垂直分辨率
DWORD  biClrUsed;          //4 Bytes，实际使用的调色板索引数，0：使用所有的调色板索引
DWORD biClrImportant;     //4 Bytes，重要的调色板索引数，0：所有的调色板索引都重要
}BMP_INFOHEADER;

变量名
地址偏移
大小
作用说明
biSize
000Eh
4Bytes
BNP信息头即BMP_INFOHEADER结构体所需要的字节数（以字节为单位）
biWidth
0012h
4Bytes
说明图像的宽度（以像素为单位）
biHeight
0016h
4Bytes
说明图像的高度（以像素为单位）。这个值还有一个用处，指明图像是正向的位图还是倒向的位图，该值是正数说明图像是倒向的即图像存储是由下到上；该值是负数说明图像是倒向的即图像存储是由上到下。大多数BMP位图是倒向的位图，所以此值是正值。
biPlanes
001Ah
2Bytes
为目标设备说明位面数，其值总设置为1
biBitCount
001Ch
2Bytes
说明一个像素点占几位（以比特位/像素位单位），其值可为1,4,8,16,24或32
biCompression
001Eh
4Bytes
说明图像数据的压缩类型，取值范围为：
0 BI_RGB 不压缩（最常用）
1 BI_RLE8 8比特游程编码（BLE），只用于8位位图
2 BI_RLE4 4比特游程编码（BLE），只用于4位位图
3 BI_BITFIELDS比特域（BLE），只用于16/32位位图
4
biSizeImage
0022h
4Bytes
说明图像的大小，以字节为单位。当用BI_RGB格式时，总设置为0
biXPelsPerMeter
0026h
4Bytes
说明水平分辨率，用像素/米表示，有符号整数
biYPelsPerMeter
002Ah
4Bytes
说明垂直分辨率，用像素/米表示，有符号整数
biClrUsed
002Eh
4Bytes
说明位图实际使用的调色板索引数，0：使用所有的调色板索引
biClrImportant
0032h
4Bytes
说明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。

BMP 调色板

BMP调色板结构体定义如下：
typedef struct _tagRGBQUAD
{
BYTE rgbBlue; //指定蓝色强度
BYTE rgbGreen; //指定绿色强度
BYTE rgbRed; //指定红色强度
BYTE rgbReserved; //保留，设置为0
} RGBQUAD;

1，4，8位图像才会使用调色板数据，16,24,32位图像不需要调色板数据，即调色板最多只需要256项（索引0 - 255）。
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）。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。
颜色表中RGBQUAD结构数据的个数有biBitCount来确定，当biBitCount=1,4,8时，分别有2,16,256个表项。
当biBitCount=1时，为2色图像，BMP位图中有2个数据结构RGBQUAD，一个调色板占用4字节数据，所以2色图像的调色板长度为24为8字节。
当biBitCount=4时，为16色图像，BMP位图中有16个数据结构RGBQUAD，一个调色板占用4字节数据，所以16像的调色板长度为164为64字节。
当biBitCount=8时，为256色图像，BMP位图中有256个数据结构RGBQUAD，一个调色板占用4字节数据，所以256色图像的调色板长度为256*4为1024字节。
当biBitCount=16，24或32时，没有颜色表。

BMP 图像数据区

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;
Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是4的倍数(即以long为单位),不足的以0填充，
一个扫描行所占的字节数计算方法:

235.125
264 * 8 = 2112 个像素
33 + 31
57 + 31

DataSizePerLine= (biWidth* biBitCount+31)/8;
// 一个扫描行所占的字节数
DataSizePerLine= DataSizePerLine/44; // 字节数必须是4的倍数
位图数据的大小(不压缩情况下):
DataSize= DataSizePerLine biHeight;

颜色表接下来位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。

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