BMP

BMP（全稱Bitmap）是Window操作系統中的標準圖像文件格式

可以分成兩類：設備相關位圖（DDB）和設備無關位圖（DIB），使用非常廣。

它采用位映射存儲格式，除了圖像深度可選以外，不采用其他任何壓縮，因此，BMP文件所占用的空間很大。BMP文件的圖像深度可選lbit、4bit、8bit及24bit。BMP文件存儲數據時，圖像的掃描方式是按從左到右、從下到上的順序。由于BMP文件格式是Windows環境中交換與圖有關的數據的一種標準，因此在Windows環境中運行的圖形圖像軟件都支持BMP圖像格式。

組成

　　典型的BMP圖像文件由四部分組成：

　　1：位圖頭文件數據結構，它包含BMP圖像文件的類型、顯示內容等信息；
　　2：位圖信息數據結構，它包含有BMP圖像的寬、高、壓縮方法，以及定義顏色等信息；
　　3：調色板，這個部分是可選的，有些位圖需要調色板，有些位圖，比如真彩色圖（24位的BMP）就不需要調色板；
　　4：位圖數據，這部分的內容根據BMP位圖使用的位數不同而不同，在24位圖中直接使用RGB，而其他的小于24位的使用調色板中顏色索引值。

對應的數據結構

　　1：BMP文件組成
　　BMP文件由文件頭、位圖信息頭、顏色信息和圖形數據四部分組成。

　　2：BMP文件頭（14字節）
　　BMP文件頭數據結構含有BMP文件的類型、文件大小和位圖起始位置等信息。
　　其結構定義如下：
　　typedef struct tagBITMAPFILEHEADER
　　{
　　WORD bfType; // 位圖文件的類型，必須為BM(1-2字節）
　　DWORD bfSize; // 位圖文件的大小，以字節為單位（3-6字節）
　　WORD bfReserved1; // 位圖文件保留字，必須為0(7-8字節）
　　WORD bfReserved2; // 位圖文件保留字，必須為0(9-10字節）
　　DWORD bfOffBits; // 位圖數據的起始位置，以相對于位圖（11-14字節）
　　// 文件頭的偏移量表示，以字節為單位
　　} BITMAPFILEHEADER;

　　3：位圖信息頭（40字節）
　　BMP位圖信息頭數據用于說明位圖的尺寸等信息。
　　typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
　　DWORD biSize; // 本結構所占用字節數（15-18字節）
　　LONG biWidth; // 位圖的寬度，以像素為單位（19-22字節）
　　LONG biHeight; // 位圖的高度，以像素為單位（23-26字節）
　　WORD biPlanes; // 目標設備的級別，必須為1(27-28字節）
　　WORD biBitCount;// 每個像素所需的位數，必須是1（雙色），（29-30字節）
　　// 4(16色），8(256色）或24（真彩色）之一
　　DWORD biCompression; // 位圖壓縮類型，必須是 0（不壓縮），（31-34字節）
　　// 1(BI_RLE8壓縮類型）或2(BI_RLE4壓縮類型）之一
　　DWORD biSizeImage; // 位圖的大小，以字節為單位（35-38字節）
　　LONG biXPelsPerMeter; // 位圖水平分辨率，每米像素數（39-42字節）
　　LONG biYPelsPerMeter; // 位圖垂直分辨率，每米像素數（43-46字節)
　　DWORD biClrUsed;// 位圖實際使用的顏色表中的顏色數（47-50字節）
　　DWORD biClrImportant;// 位圖顯示過程中重要的顏色數（51-54字節）
　　} BITMAPINFOHEADER;
 

　　4：顏色表
　　顏色表用于說明位圖中的顏色，它有若干個表項，每一個表項是一個RGBQUAD類型的結構，定義一種顏色。RGBQUAD結構的定義如下：
　　typedef struct tagRGBQUAD {
　　BYTE rgbBlue;// 藍色的亮度（值范圍為0-255)
　　BYTE rgbGreen; // 綠色的亮度（值范圍為0-255)
　　BYTE rgbRed; // 紅色的亮度（值范圍為0-255)
　　BYTE rgbReserved;// 保留，必須為0
　　} RGBQUAD;

 　　顏色表中RGBQUAD結構數據的個數有biBitCount來確定：
　　當biBitCount=1,4,8時，分別有2,16,256個表項；
　　當biBitCount=24時，沒有顏色表項。
　　位圖信息頭和顏色表組成位圖信息，BITMAPINFO結構定義如下：
　　typedef struct tagBITMAPINFO {
　　BITMAPINFOHEADER bmiHeader; // 位圖信息頭
　　RGBQUAD bmiColors[1]; // 顏色表
　　} BITMAPINFO;

　　5：位圖數據
　　位圖數據記錄了位圖的每一個像素值，記錄順序是在掃描行內是從左到右，掃描行之間是從下到上。位圖的一個像素值所占的字節數：
　　當biBitCount=1時，8個像素占1個字節；
　　當biBitCount=4時，2個像素占1個字節；
　　當biBitCount=8時，1個像素占1個字節；
　　當biBitCount=24時，1個像素占3個字節；
　　Windows規定一個掃描行所占的字節數必須是
　　4的倍數（即以long為單位），不足的以0填充，
　　biSizeImage = ((((bi.biWidth * bi.biBitCount) + 31) ~31) / 8) * bi.biHeight;
　　具體數據舉例：
　　如某BMP文件開頭：
　　424D 4690 0000 0000 0000 4600 0000 2800 0000 8000 0000 9000 0000 0100*1000 0300 0000 0090 0000 A00F 0000 A00F 0000 0000 0000 0000 0000*00F8 E007 1F00 0000*02F1 84F1 04F1 84F1 84F1 06F2 84F1 06F2 04F2 86F2 06F2 86F2 86F2 .... ....

文件部分

圖像文件頭
　　1）1-2：(這里的數字代表的是"字",即兩個字節，下同）圖像文件頭。0x4d42='BM'，表示是Windows支持的BMP格式。(注意：查ascii表B 0x42,M0x4d,bfType 為兩個字節，B為low字節，M為high字節所以bfType=0x4D42，而不是0x424D，但注意)
　　2）3-6：整個文件大小。4690 0000，為00009046h=36934。
　　3）7-8：保留，必須設置為0。
　　4）9-10：保留，必須設置為0。
　　5）11-14：從文件開始到位圖數據之間的偏移量(14+40+4*（2^biBitCount）)。4600 0000，為00000046h=70，上面的文件頭就是35字=70字節。
位圖信息頭
　　6）15-18：位圖圖信息頭長度。
　　7) 19-22：位圖寬度，以像素為單位。8000 0000，為00000080h=128。
　　8）23-26：位圖高度，以像素為單位。9000 0000，為00000090h=144。
　　9）27-28：位圖的位面數，該值總是1。0100，為0001h=1。
　　10）29-30：每個像素的位數。有1（單色），4（16色），8（256色），16（64K色，高彩色），24（16M色，真彩色），32（4096M色，增強型真彩色）。1000為0010h=16。
　　11）31-34：壓縮說明：有0（不壓縮），1（RLE 8，8位RLE壓縮），2（RLE 4，4位RLE壓縮，3（Bitfields，位域存放）。RLE簡單地說是采用像素數+像素值的方式進行壓縮。T408采用的是位域存放方式，用兩個字節表示一個像素，位域分配為r5b6g5。圖中0300 0000為00000003h=3。
　　12）35-38：用字節數表示的位圖數據的大小，該數必須是4的倍數，數值上等于（≥位圖寬度的最小的4的倍數）×位圖高度×每個像素位數。0090 0000為00009000h=80×90×2h=36864。
　　13）39-42：用象素/米表示的水平分辨率。A00F 0000為0000 0FA0h=4000。
　　14）43-46：用象素/米表示的垂直分辨率。A00F 0000為0000 0FA0h=4000。
　　15）47-50：位圖使用的顏色索引數。設為0的話，則說明使用所有調色板項。
　　16）51-54：對圖象顯示有重要影響的顏色索引的數目。如果是0，表示都重要。
彩色板
　　17）（55+0）到（50-1+2^biBitCount）：彩色板規范。對于調色板中的每個表項，用下述方法來描述RGB的值：
　　1字節用于藍色分量
　　1字節用于綠色分量
　　1字節用于紅色分量
　　1字節用于填充符（設置為0)
　　對于24-位真彩色圖像就不使用彩色板，因為位圖中的RGB值就代表了每個象素的顏色。
　　如，彩色板為00F8 0000 E007 0000 1F00 0000 0000 0000，其中：
　　00F8為F800h = 1111 1000 0000 0000（二進制），是藍色分量的掩碼。
　　E007 為 07E0h = 0000 0111 1110 0000（二進制），是綠色分量的掩碼。
　　1F00為001Fh = 0000 0000 0001 [1]1111（二進制），是紅色分量的掩碼。
　　0000 總設置為0。

　　將掩碼跟像素值進行“與”運算再進行移位操作就可以得到各色分量值?？纯囱诖a，就可以明白事實上在每個像素值的兩個字節16位中，按從高到低取5、6、5位分別就是r、g、b分量值。取出分量值后把r、g、b值分別乘以8、4、8就可以補齊第個分量為一個字節，再把這三個字節按rgb組合，放入存儲器（同樣要反序），就可以轉換為24位標準BMP格式了。

圖像數據陣列
　　18)55（無調色板）-bfSize：每兩個字節表示一個像素。陣列中的第一個字節表示位圖左下角的象素，而最后一個字節表示位圖右上角的象素。

存儲算法
　　BMP文件通常是不壓縮的，所以它們通常比同一幅圖像的壓縮圖像文件格式要大很多。例如，一個800×600的24位幾乎占據1.4MB空間。因此它們通常不適合在因特網或者其它低速或者有容量限制的媒介上進行傳輸。根據顏色深度的不同，圖像上的一個像素可以用一個或者多個字節表示，它由n/8所確定（n是位深度，1字節包含8個數據位）。圖片瀏覽器等基于字節的ASCII值計算像素的顏色，然后從調色板中讀出相應的值。更為詳細的信息請參閱下面關于位圖文件的部分。n位2n種顏色的位圖近似字節數可以用下面的公式計算：BMP文件大小約等于 54+4*2的n次方+（w*h*n)/8，其中高度和寬度都是像素數。需要注意的是上面公式中的54是位圖文件的文件頭，是彩色調色板的大小。另外需要注意的是這是一個近似值，對于n位的位圖圖像來說，盡管可能有最多2n中顏色，一個特定的圖像可能并不會使用這些所有的顏色。由于彩色調色板僅僅定義了圖像所用的顏色，所以實際的彩色調色板將小于。如果想知道這些值是如何得到的，請參考下面文件格式的部分。由于存儲算法本身決定的因素，根據幾個圖像參數的不同計算出的大小與實際的文件大小將會有一些細小的差別。