熱線電話:0755-23712116
郵箱:contact@shuangyi-tech.com
地址:深圳市寶安區(qū)沙井街道后亭茅洲山工業(yè)園工業(yè)大廈全至科技創(chuàng)新園科創(chuàng)大廈2層2A
設(shè)備無關(guān)位圖(Device Independent Bitmap)是可以保存在磁盤的位圖文件,可以從磁盤讀取到內(nèi)存或者從內(nèi)存保存到磁盤上。它的文件結(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)化的,可以在Windows/Linux/Unix等平臺上顯示相同的效果。本文主要介紹了
1. 如果將位圖文件從磁盤讀到內(nèi)存中
2. 在內(nèi)存中對位圖文件進行操作后,如何將位圖保存到磁盤
1 讀取位圖到內(nèi)存中
1.1 DIB文件結(jié)構(gòu)
要將位圖文件(.bmp)從磁盤讀取到內(nèi)存,首先要了解其文件結(jié)構(gòu)。DIB的文件組成有以下4個部分:
1. 文件表頭,主要包含了文件的類型(必須是BM),文件的大?。ㄋ加玫淖止?jié)數(shù))和位圖的像素矩陣的便宜量。
2. 信息表頭,包含了兩部分內(nèi)容:位圖的相關(guān)信息(位圖的大小、位深度、位面數(shù)、壓縮和編碼等)和指向RGB顏色表(調(diào)色盤)的指針。
3. RGB色彩對照表,也就是調(diào)色板,不一定會有。16位及以上直接使用RGB通道表示顏色,一般不需要調(diào)色板。
4. 位圖的像素信息矩陣,表示具體的像素。1,4,8位顏色,保存的是調(diào)色板的索引,具體的顏色根據(jù)索引在調(diào)色板中查找;16位及其以上不使用調(diào)色板,直接使用RGB組成像素顏色。
1.2 在Windows下DIB的內(nèi)存結(jié)構(gòu)
要將DIB數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存,就需要在內(nèi)存中分配相應(yīng)的空間。Windows提供了幾種結(jié)構(gòu)體,結(jié)構(gòu)體中的字段對應(yīng)著DIB文件的各個信息值,具體如下
引用自 http://blog.csdn.net/wenzhou1219/article/details/26162869
將DIB讀取到內(nèi)存只需要將磁盤數(shù)據(jù)填充到相應(yīng)到結(jié)構(gòu)體即可。在磁盤上DIB需要連續(xù)的結(jié)構(gòu)存儲,在內(nèi)存中則不需要連續(xù)的存儲空間,可以分段將數(shù)據(jù)讀取到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體中。
讀取DIB到內(nèi)存的具體步驟:
1. 將文件頭信息讀取到BITMAPFILEHEADER結(jié)構(gòu)體中。
2. 將位圖頭信息讀取到BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)體中。
3. 如果有調(diào)色板,則將其信息讀取到RGBQUAD中。
4. 讀取位圖像素信息到像素矩陣中。
fp.Read(&bmfileHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER)); // 讀取BMP文件頭
...
//讀取文件信息頭
ret = fp.Read(&bmHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER));
...
fp.Read(m_dibBits, GetBodySize()); //讀取像素信息
1.3 結(jié)構(gòu)體各字段信息
BITMAPFILEHEADER
代表文件頭信息的結(jié)構(gòu)體BITMAPFILEHEADER的聲明如下:
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
WORD bfType;
DWORD bfSize;
WORD bfReserved1;
WORD bfReserved2;
DWORD bfOffBits;
} BITMAPFILEHEADER
其中,
· bfType是文件類型,該字段必須是BM,如果不是則說明該文件不是DIB。
· bfSize是位圖文件的大?。ㄗ止?jié)數(shù))
· bfReserved1和bfReserved2是保留字段
· bfOffBits 從BITMAPFILEHEADER的起始位置到位圖像素的字節(jié)偏移量。
BITMAPINFO
在上面提到,位圖信息和位圖的調(diào)色板是存放在同一個結(jié)構(gòu)體中的,該結(jié)構(gòu)體就是BITMAPINFO,其聲明如下
typedef struct tagBITMAPINFO {
BITMAPINFOHEADER bmiHeader;
RGBQUAD bmiColors[1];
} BITMAPINFO, *PBITMAPINFO;
bmiHeader是位圖頭信息
bmiColors是調(diào)色板
BITMAPINFOHEADER
位圖的頭信息結(jié)構(gòu)BITMAPINFOHEADER,該結(jié)構(gòu)包含了DIB的尺寸和顏色格式等信息,聲明如下
ypedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
DWORD biSize;
LONG biWidth;
LONG biHeight;
WORD biPlanes;
WORD biBitCount;
DWORD biCompression;
DWORD biSizeImage;
LONG biXPelsPerMeter;
LONG biYPelsPerMeter;
DWORD biClrUsed;
DWORD biClrImportant;
} BITMAPINFOHEADER
其中,
· biSize是該結(jié)構(gòu)體所占用的字節(jié)說
· biWidth DIB的寬(以像素為單位),如果biCompression是BI_JPEG或者BI_PNG,則biWidth是解壓縮后JPEG或者PNG圖像的寬度。
· biHeight,DIB的高(以像素為單位)。
o 如果biHeight是正的,則DIB的像素是按照從下往上(bottom-up,也就是像素數(shù)組的第一行保存的實際是DIB的最后一行像素值),圖像源點在左下角。
o 如果biHeight是負(fù)的,則DIB的像素是按照從上往下保存的(up-bottom),而且像素的數(shù)據(jù)是不能被壓縮的其biCompression必須是BI_RGB或者BI_FIELDS
o 如果biCompression是BI_JPEG或者BI_PNG,則biHeight是解壓縮后JPEG或者PNG的高
· biPlanes 目標(biāo)設(shè)備的平面數(shù),總是設(shè)為1.
· biBitCount,每個像素所占用的位數(shù)。0,表示JPEG或者PNG指定每個像素所占用的位數(shù)。還可以是1,4,8,16,24,32。
· biCompression,數(shù)據(jù)的壓縮方法(up-down的DIB不能被壓縮),可以是以下值:
o BI_RGB / BI_FIELDS未被壓縮
o BI_RLE4 / BI_RLE8 使用游程長度編碼 (RLE,run-length encode)
o BI_JPEG / BI_PNG 指示該圖像是JPEG或者PNG圖像。
· biSizeImage 圖像的字節(jié)數(shù),對于BI_RGB的DIB其值為0.
· biXPelsPerMeter / biYPelsPerMeter 顯示該DIB的目標(biāo)設(shè)備所需的分辨率(單位是像素每米)
· biClrUsed DIB實際使用調(diào)色板中的顏色個數(shù),通常為0表示使用調(diào)色板中的全部顏色。
· biClrImportant 顯示DIB所必須的顏色個數(shù),通常為0表示全部顏色都是必須的。
詳細(xì)的解釋參見 https://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd183376(v=vs.85).aspx
RGBQUAD
typedef struct tagRGBQUAD {
BYTE rgbBlue;
BYTE rgbGreen;
BYTE rgbRed;
BYTE rgbReserved;
} RGBQUAD;
注意,其存儲順序是BGR。
1.4 DIB的結(jié)構(gòu)實例
是一幅寬和高都是32的位圖(放大后,可以看到表示像素的一個個方塊),其有16種顏色。下面是該圖像的16進制數(shù)據(jù)· 首先是文件的頭信息 BITMAPFILEINFO 共有14個字節(jié)(0x00-0x0D),其起始的兩個字節(jié)為0x4d42(大端存儲,高位在前)表示文件類型為BM,最后4個字節(jié) 0x0076是位圖的像素信息相對于文件頭的偏移量,也就是從0x0076為圖像的像素信息。
· 下面是位圖的頭信息 BITMAPINFOHEADER共有40個字節(jié)(0x0E-0x35),起始的4個字節(jié)是0x0028就是該結(jié)構(gòu)體的大小,緊接著的4個字節(jié)是圖像的寬0x0020
· 跟著是圖像的調(diào)色板,0x36 - 0x75。調(diào)色板共有16種顏色,也就是說有調(diào)色板中有16個RGBQUAD,其大小為16 *4.
· 最后是位圖的數(shù)據(jù) 0x76-0x275
1.5 讀取
CFile fp(dibName, CFile::modeRead | CFile::typeBinary);
BITMAPFILEHEADER bmfileHeader;
BITMAPINFOHEADER bmHeader;
ULONGLONG headpos;
int paletteSize = 0;
int ret, cbHeaderSize;
headpos = fp.GetPosition(); // 獲取文件指針的位置
ret = fp.Read(&bmfileHeader, sizeof(BITMAPFILEHEADER)); // 讀取BMP文件頭
if (bmfileHeader.bfType != 0x4d42) //判斷文件類型標(biāo)頭是不是x4d42,表示該文件為BMP類型文件
{
AfxMessageBox(_T("文件不是bmp!"));
return;
}
//讀取文件信息頭
ret = fp.Read(&bmHeader, sizeof(BITMAPINFOHEADER));
// 計算RGBQUAD的大小
switch (bmHeader.biBitCount)
{
case 1:
paletteSize = 2;
break;
case 4:
paletteSize = 16;
break;
case 8:
paletteSize = 256;
break;
}
// 為BITMAPINFO分配存儲空間
cbHeaderSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER)+paletteSize * sizeof(RGBQUAD);
m_dibInfo = (BITMAPINFO*) new char[cbHeaderSize];
m_dibInfo->bmiHeader = bmHeader;
if (paletteSize) //是否有調(diào)色板
{
ret = fp.Read(&(m_dibInfo->bmiColors[0]), paletteSize * sizeof(RGBQUAD));
if (ret != int(paletteSize * sizeof(RGBQUAD) ) )
{
delete[] m_dibInfo;
m_dibInfo = NULL;
return;
}
}
//為像素數(shù)組分配存儲空間,大小由GetBodySize決定
m_dibBits = (void*) new char[GetBodySize()];
fp.Seek(headpos + bmfileHeader.bfOffBits, CFile::begin); // 將文件指針移動到DIB像素數(shù)組
ret = fp.Read(m_dibBits, GetBodySize());
if (ret != int(GetBodySize()))
{
delete[] m_dibInfo;
delete[] m_dibBits;
m_dibInfo = NULL;
m_dibBits = NULL;
}
fp.Close();
知道了DIB的文件結(jié)構(gòu)后,讀取其到內(nèi)存還是挺簡單的,需要注意的是DIB的像素數(shù)組的大小。由于DIB的寬度需要時4的倍數(shù),不是的話需要填充0將其湊成4的倍數(shù),所以其像素數(shù)組的大小不能簡單的width * height * biBitCount / 8,其中biBitCount是每個像素占用的位數(shù)。其具體的計算方法如下
1. 首先計算一行所占用的字節(jié)數(shù)bytesPerLine
bytesPerLine =((m_dibInfo->bmiHeader.biWidth * m_dibInfo->bmiHeader.biBitCount + 31) /32 ) * 4
2. 將bytesPerLine乘以圖像的高
bytesPerLine *m_dibInfo->bmiHeader.biHeight
1.6 總結(jié)
本文主要對DIB的文件結(jié)構(gòu)以及其對應(yīng)的內(nèi)存中的結(jié)構(gòu)體做了一個總結(jié),并對一個具體的DIB16進制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行分析,最后實現(xiàn)了如何將一個DIB數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存中。
一直對位圖結(jié)構(gòu)不是很了解,趁著在公司實習(xí)沒有具體的工作安排,對DIB的結(jié)構(gòu)作了個總結(jié)。至于如何將處理后的位圖數(shù)據(jù)寫回磁盤文件,在知道位圖結(jié)構(gòu)的情況下,只需要填充相應(yīng)的結(jié)構(gòu)字段就行了,需要注意的還是位圖的寬需要是4的倍數(shù),不是的話要用0補齊。