一．簡介

BMP(Bitmap-File)圖形檔案是Windows採用的圖形檔案格式，在Windows環境下執行的所有圖象處理軟體都支援BMP圖象檔案格式。Windows系統內部各影象繪製操作都是以BMP為基礎的。Windows 3.0以前的BMP圖檔案格式與顯示裝置有關，因此把這種BMP圖象檔案格式稱為裝置相關點陣圖DDB(device-dependent bitmap)檔案格式。Windows 3.0以後的BMP圖象檔案與顯示裝置無關，因此把這種BMP圖象檔案格式稱為裝置無關點陣圖DIB(device-independent bitmap)格式（注：Windows 3.0以後，在系統中仍然存在DDB點陣圖，象BitBlt()這種函式就是基於DDB點陣圖的，只不過如果你想將影象以BMP格式儲存到磁碟檔案中時，微軟極力推薦你以DIB格式儲存），目的是為了讓Windows能夠在任何型別的顯示裝置上顯示所儲存的圖象。BMP點陣圖檔案預設的副檔名是BMP或者bmp（有時它也會以.DIB或.RLE作副檔名）。

二．BMP格式結構

BMP檔案的資料按照從檔案頭開始的先後順序分為四個部分：

◆ 點陣圖檔案頭(bmp file header)：  提供檔案的格式、大小等資訊

◆ 點陣圖資訊頭(bitmap information)：提供影象資料的尺寸、位平面數、壓縮方式、顏色索引等資訊

◆ 調色盤(color palette)：可選，如使用索引來表示影象，調色盤就是索引與其對應的顏色的對映表

◆ 點陣圖資料(bitmap data)：影象資料區

BMP圖片檔案資料表如下：

資料段名稱	大小（byte）	開始地址	結束地址
點陣圖檔案頭(bitmap-file header)	14	0000h	000Dh
點陣圖資訊頭(bitmap-information header)	40	000Eh	0035h
調色盤(color table)	由biBitCount決定	0036h	未知
圖片點陣資料(bitmap data)	由圖片大小和顏色定	未知	未知

三．BMP檔案頭

BMP檔案頭結構體定義如下：

typedef struct tagBITMAPFILEHEADER

{ 

UINT16 bfType;        //2Bytes，必須為"BM"，即0x424D 才是Windows點陣圖檔案

DWORD bfSize;         //4Bytes，整個BMP檔案的大小

UINT16 bfReserved1;  //2Bytes，保留，為0

UINT16 bfReserved2;  //2Bytes，保留，為0

DWORD bfOffBits;     //4Bytes，檔案起始位置到影象畫素資料的位元組偏移量

} BITMAPFILEHEADER;

 

BMP檔案頭資料表如下：

變數名	地址偏移	大小	作用說明
bfType	0000h	2Bytes	檔案識別符號，必須為"BM"，即0x424D 才是Windows點陣圖檔案 ‘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 因為OS/2系統並沒有被普及開，所以在程式設計時，你只需判斷第一個標識“BM”就行
bfSize	0002h	4Bytes	整個BMP檔案的大小（以位B為單位）
bfReserved1	0006h	2Bytes	保留，必須設定為0
bfReserved2	0008h	2Bytes	保留，必須設定為0
bfOffBits	000Ah	4Bytes	說明從檔案頭0000h開始到影象畫素資料的位元組偏移量（以位元組Bytes為單位），以為點陣圖的調色盤長度根據點陣圖格式不同而變化，可以用這個偏移量快速從檔案中讀取影象資料

四．BMP資訊頭

BMP資訊頭結構體定義如下：

typedef struct _tagBMP_INFOHEADER

{

DWORD  biSize;    //4Bytes，INFOHEADER結構體大小，存在其他版本I NFOHEADER，用作區分

LONG   biWidth;    //4Bytes，影象寬度（以畫素為單位）

LONG   biHeight;    //4Bytes，影象高度，+：影象儲存順序為Bottom2Top，-：Top2Bottom

WORD   biPlanes;    //2Bytes，影象資料平面，BMP儲存RGB資料，因此總為1

WORD   biBitCount;         //2Bytes，影象畫素位數

DWORD  biCompression;     //4Bytes，0：不壓縮，1：RLE8，2：RLE4

DWORD  biSizeImage;       //4Bytes，4位元組對齊的影象資料大小

LONG   biXPelsPerMeter;   //4 Bytes，用象素/米表示的水平解析度

LONG   biYPelsPerMeter;   //4 Bytes，用象素/米表示的垂直解析度

DWORD  biClrUsed;          //4 Bytes，實際使用的調色盤索引數，0：使用所有的調色盤索引

DWORD biClrImportant;     //4 Bytes，重要的調色盤索引數，0：所有的調色盤索引都重要

}BMP_INFOHEADER;

 

BMP資訊頭資料表如下：

變數名	地址偏移	大小	作用說明
biSize	000Eh	4Bytes	BNP資訊頭即BMP_INFOHEADER結構體所需要的位元組數（以位元組為單位）
biWidth	0012h	4Bytes	說明影象的寬度（以畫素為單位）
biHeight	0016h	4Bytes	說明影象的高度（以畫素為單位）。這個值還有一個用處，指明影象是正向的點陣圖還是倒向的點陣圖，該值是正數說明影象是倒向的即影象儲存是由下到上；該值是負數說明影象是倒向的即影象儲存是由上到下。大多數BMP點陣圖是倒向的點陣圖，所以此值是正值。
biPlanes	001Ah	2Bytes	為目標裝置說明位面數，其值總設定為1
biBitCount	001Ch	2Bytes	說明一個畫素點佔幾位（以位元位/畫素位單位），其值可為1,4,8,16,24或32
biCompression	001Eh	4Bytes	說明影象資料的壓縮型別，取值範圍為： 0         BI_RGB 不壓縮（最常用） 1         BI_RLE8 8位元遊程編碼（BLE），只用於8位點陣圖 2         BI_RLE4 4位元遊程編碼（BLE），只用於4位點陣圖 3         BI_BITFIELDS位元域（BLE），只用於16/32位點陣圖 4
biSizeImage	0022h	4Bytes	說明影象的大小，以位元組為單位。當用BI_RGB格式時，總設定為0
biXPelsPerMeter	0026h	4Bytes	說明水平解析度，用畫素/米表示，有符號整數
biYPelsPerMeter	002Ah	4Bytes	說明垂直解析度，用畫素/米表示，有符號整數
biClrUsed	002Eh	4Bytes	說明點陣圖實際使用的調色盤索引數，0：使用所有的調色盤索引
biClrImportant	0032h	4Bytes	說明對影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。

六．BMP調色盤

BMP調色盤結構體定義如下：

typedef struct _tagRGBQUAD

{

BYTE  rgbBlue;       //指定藍色強度

BYTE  rgbGreen;      //指定綠色強度

BYTE  rgbRed;        //指定紅色強度

 BYTE  rgbReserved;  //保留，設定為0

} RGBQUAD;

 

1，4，8點陣圖像才會使用調色盤資料，16,24,32點陣圖像不需要調色盤資料，即調色盤最多隻需要256項（索引0 - 255）。

顏色表的大小根據所使用的顏色模式而定：2色影象為8位元組；16色影象位64位元組；256色影象為1024位元組。其中，每4位元組表示一種顏色，並以B（藍色）、G（綠色）、R（紅色）、alpha（32位點陣圖的透明度值，一般不需要）。即首先4位元組表示顏色號1的顏色，接下來表示顏色號2的顏色，依此類推。

顏色表中RGBQUAD結構資料的個數有biBitCount來確定，當biBitCount=1,4,8時，分別有2,16,256個表項。

當biBitCount=1時，為2色影象，BMP點陣圖中有2個數據結構RGBQUAD，一個調色盤佔用4位元組資料，所以2色影象的調色盤長度為2*4為8位元組。

當biBitCount=4時，為16色影象，BMP點陣圖中有16個數據結構RGBQUAD，一個調色盤佔用4位元組資料，所以16像的調色盤長度為16*4為64位元組。

當biBitCount=8時，為256色影象，BMP點陣圖中有256個數據結構RGBQUAD，一個調色盤佔用4位元組資料，所以256色影象的調色盤長度為256*4為1024位元組。

當biBitCount=16，24或32時，沒有顏色表。

五．BMP影象資料區

點陣圖資料記錄了點陣圖的每一個畫素值，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。點陣圖的一個畫素值所佔的位元組數:

當biBitCount=1時，8個畫素佔1個位元組;

當biBitCount=4時，2個畫素佔1個位元組;

當biBitCount=8時，1個畫素佔1個位元組;

當biBitCount=24時,1個畫素佔3個位元組;

Windows規定一個掃描行所佔的位元組數必須是4的倍數(即以long為單位),不足的以0填充，

一個掃描行所佔的位元組數計算方法:

DataSizePerLine= (biWidth* biBitCount+31)/8;

// 一個掃描行所佔的位元組數

DataSizePerLine= DataSizePerLine/4*4; // 位元組數必須是4的倍數

點陣圖資料的大小(不壓縮情況下):

DataSize= DataSizePerLine* biHeight;

 

顏色表接下來位為點陣圖檔案的影象資料區，在此部分記錄著每點畫素對應的顏色號，其記錄方式也隨顏色模式而定，既2色影象每點佔1位（8位為1位元組）；16色影象每點佔4位（半位元組）；256色影象每點佔8位（1位元組）；真彩色影象每點佔24位（3位元組）。所以，整個資料區的大小也會隨之變化。究其規律而言，可的出如下計算公式：影象資料資訊大小=（影象寬度*影象高度*記錄畫素的位數）/8。

8點陣圖簡單例子：

typedef unsigned char LBYTE;
typedef unsigned short LWORD;
typedef unsigned int LDWORD;
typedef long LLONG;
#pragma pack(2)
typedef struct
{
 LWORD bfType;    //點陣圖檔案型別，必須是0X4D42
 LDWORD bfSize;    // 點陣圖檔案大小
 LWORD bfReserved1;        //windows保留字
 LWORD bfReserved2;        //windows保留字，暫時不用
 LDWORD bfOffBits;   //從檔案頭到實際的點陣圖資料的偏移位元組數
}LBITMAPFILEHEADER;

 

typedef struct
{
 LDWORD biSize;     //點陣圖資訊頭的長度，40位元組
 LLONG biWidth;     //點陣圖的寬度
 LLONG biHeight;     //點陣圖的高度
 LWORD biPlanes;     //目標裝置級別，必須為1
 LWORD biBitCount;    // 每個畫素所佔位數（bit）,二值影象為1，灰度影象為8，真彩色影象為24
 LDWORD biCompression;  //  點陣圖壓縮型別
 LDWORD biSizeImage;   // 實際的點陣圖資料佔用的位元組數
 LLONG biXPelsPerMeter;  //指定目標裝置的水平解析度
 LLONG biYPelsPerMeter;  //指定目標裝置的垂直解析度
 LDWORD biClrUsed;    // 點陣圖實際用到的顏色數
 LDWORD biClrImportant;  // 點陣圖顯示過程中重要的顏色數
}LBITMAPINFOHEADER;

typedef struct
{
 LBYTE rgbBlue;        //藍色分量
 LBYTE rgbGreen;       //綠色分量
 LBYTE rgbRed;         //紅色分量
 LBYTE rgbReserved;    //保留位元組，暫時不用
}LRGBQUAD;

void SaveBmp(char * fileName, unsigned char *imgBuffer, int imWidth, int imHeight)
{
 if (!imgBuffer)
 {
  return;
 }
 int biBitCount = 8;
 int colorTablesize = 1024; //灰度影象顏色表
 int lineByte = (imWidth * biBitCount / 8 + 3) / 4 * 4;
 FILE *fp = fopen(fileName, "wb");
 if (!fp)
 {
  return;
 }
 LBITMAPFILEHEADER filehead;
 filehead.bfType = 0x4D42;
 filehead.bfSize = sizeof(LBITMAPFILEHEADER)+sizeof(LBITMAPINFOHEADER)+
  colorTablesize + lineByte * imHeight;
 filehead.bfReserved1 = 0;
 filehead.bfReserved2 = 0;
 filehead.bfOffBits = sizeof(LBITMAPFILEHEADER)+sizeof(LBITMAPINFOHEADER)+colorTablesize;
 //寫點陣圖檔案頭進檔案
 int count = sizeof(LBITMAPFILEHEADER);
 fwrite(&filehead, count, 1, fp);

 

 //申請點陣圖檔案資訊頭結構變數， 填寫檔案資訊頭資訊
 LBITMAPINFOHEADER infoHead;
 infoHead.biBitCount = biBitCount;
 infoHead.biClrImportant = 0;
 infoHead.biClrUsed = 0;
 infoHead.biSize = sizeof(LBITMAPINFOHEADER);
 infoHead.biWidth = imWidth;
 infoHead.biHeight = imHeight;
 infoHead.biPlanes = 1;
 infoHead.biCompression = 0;
 infoHead.biSizeImage = lineByte * imHeight;
 infoHead.biXPelsPerMeter = 0;
 infoHead.biYPelsPerMeter = 0;
 count = sizeof(LBITMAPINFOHEADER);
 fwrite(&infoHead, count, 1, fp);

 

 LRGBQUAD *pColorTable = (LRGBQUAD*)malloc(sizeof(LRGBQUAD)*256);

 

 for (int i = 0; i < 256; i++)
 {
  pColorTable[i].rgbBlue = i;
  pColorTable[i].rgbGreen = i;
  pColorTable[i].rgbRed = i;
  //pColorTable[i].rgbReserved = 0;
 }
 count = sizeof(LRGBQUAD);
 fwrite(pColorTable, count, 256, fp);

 

 //寫點陣圖資料進檔案
 fwrite(imgBuffer, imHeight*lineByte, 1, fp);

 fclose(fp);
 free(pColorTable);
 return 1;
}